煤礦防滅火井下硐室自動滅火技術綜述與應用研究

一、煤礦井下硐室火災風險特性

煤礦井下硐室作為安置重要機電設備的專用空間，其火災風險特性顯著區別于普通巷道。機電硐室、變電所、泵房等場所通常包含變壓器、開關柜、電纜等大量電氣設備，這些設備長期運行易產生過熱、電弧，成為火災隱患。同時，井下環境空間封閉狹窄、通風條件受限，一旦發生火災，高溫煙霧難以擴散，火勢會迅速蔓延，給人員疏散和火災撲救帶來極大挑戰。

煤礦井下硐室火災的成因復雜多樣，主要可分為電氣設備過載、電纜絕緣老化、機械設備摩擦過熱及易燃材料引燃等類型。這些火災往往發展迅速，特別是在硐室內存在可燃物（如電纜絕緣層、液壓油等）的情況下，火災負荷較大。值得注意的是，井下硐室火災通常起源于隱蔽火源，初始階段不易察覺，但一旦蔓延，易引發連鎖反應，甚至觸發瓦斯爆炸等二次災害，造成災難性后果。

二、自動滅火系統設計原則與規范

1. 安全合規性原則

系統必須通過MA/KA認證，符合《煤礦安全規程》《煤礦防滅火細則》等標準，具備防爆、耐腐蝕特性，適應井下高瓦斯、高粉塵環境。所有組件均需具有礦用產品安全標志，以滿足井下防爆、防護等特殊要求。

2. 精準監測預警原則

采用多維度探測技術，包括線型感溫光纖、煙霧傳感器、火焰探測器（紫外/紅外）等，實時監測溫度、煙霧濃度、火焰光譜等參數，實現早期分級預警。通過AI算法輔助，降低誤報率，如區分設備過熱與真實火情。

3. 高效滅火執行原則

根據火災類型（電氣火災、油類火災等）選用全氟己酮、超細干粉、水基等環保型滅火劑。系統從探測到滅火劑釋放時間應≤5秒，通過管網或探火管精準覆蓋火源，抑制火勢蔓延。

三、系統關鍵技術與選型

1. 智能探測技術

• 線型感溫光纖：響應時間<5秒，可穿透配電柜、礦車發動機艙等復雜結構，靈敏度達±1℃
• 紅外/紫外火焰探測器：穿透粉塵干擾，識別火點位置精度±25m
• 氫氣傳感器：針對充電硐室，檢測氫氣濃度（爆炸下限4%）
• 多傳感器融合：采用"與"邏輯確認火災，避免誤噴，降低誤報率

2. 高效滅火系統選型

• 全氟己酮氣體滅火系統：
• 技術優勢：物理降溫（汽化吸熱）與化學抑制（阻斷燃燒鏈）雙重作用，無殘留且絕緣性強（≥5kV）
• 適用場景：電氣設備及鋰電池火災，特別適合變壓器、開關柜等精密電氣設備
• 應用案例：某煤礦充電硐室部署后，成功撲滅鋰電池熱失控火災，響應時間8秒，設備零損壞

• 超細干粉自動滅火系統：
• 技術優勢：穿透設備間隙，適用于油類、固體火災，90%粒徑<20μm
• 適用場景：礦用車輛發動機艙、液壓系統等部位的防護
• 應用案例：某煤礦機電硐室劃分4個防護區，每區配備60kg超細干粉裝置，成功撲滅變壓器過熱火災

• 高壓細水霧滅火系統：
• 技術優勢：用水量僅為傳統噴水系統的10%，有效減少水漬損失和對電氣設備的損害
• 適用場景：電纜隧道和輸送帶區域，兼具冷卻與窒息雙重滅火機制

四、典型應用場景與案例分析

1. 機電硐室全氟己酮滅火系統應用

趙家梁煤礦中央變電所案例展示了全氟己酮系統的卓越性能：

• 系統設計：布置4個煙霧探測器和4個火焰探測器，安裝間距7.5m
• 滅火裝置：采用16個懸掛式滅火器，單個容量30kg，延時繼電器間隔0.05s
• 運行效果：系統投運后成功撲滅2起電氣初期火災，避免了重大損失，滅火劑釋放后無殘留，不影響設備正常運行

2. 鋰電池充電硐室綜合防滅火系統

運河煤礦創客中心針對單軌吊充電硐室建設的綜合防滅火系統：

• 采用多傳感器融合技術：實時監測溫度、煙霧和火焰信號
• 滅火機制：全氟己酮滅火劑以全淹沒方式釋放，30秒內撲滅初期火災
• 智能功能：地面人員可實時查看設備狀態和歷史數據，系統內置AI算法能根據環境變化動態調整預警閾值，減少誤報

3. 皮帶輸送機系統滅火應用

檸條塔礦業在膠運巷安裝的自動滅火系統：

• 覆蓋范圍：防滅火區域全長7200米
• 監測技術：通過測溫光纖實時監測主運輸皮帶沿線溫度
• 分區控制：將長距離輸送帶劃分為若干防護區，每個區域設置獨立的探測和滅火單元
• 成效：有效降低了人工巡檢時間及人力成本，火災響應效率提升70%

煤礦防滅火井下硐室自動滅火系統通過精準探測、智能決策與環保滅火技術的深度融合，已從傳統的"事后滅火"轉變為"事前預防、事中快速響應"的智能化防控體系。未來，隨著AI、物聯網與綠色技術的進一步發展，系統將更加智能、經濟、環保，為煤礦安全生產提供更可靠的保障，助力礦山行業實現本質安全與可持續轉型。