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煤矿中防火防爆的安全技术

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浏览:44

发布:2019-10-07 10:12

防火防爆安全技术,是一门为了防止火灾和爆炸事故的综合性技术,涉及多种工程技术学科,范围广泛,技术复杂。火灾和爆炸是安全生产的大敌,一旦发生,极易造成人员的重大伤亡和财产损失。所以,必须贯彻“以防为主,以消为辅”的消防工作方针,严格控制和管理各种危险物及发火源,消除危险因素,将火灾和爆炸危险控制在最小范围内;发生火灾事故后,作业人员能迅速撤离险区,安全疏散,同时要及时有效地将火灾扑灭,防止蔓延和发生灾害。

一、燃点、自燃点和闪点

火灾和爆炸的形成,与可燃物的燃点、自然点和闪点密切有关。了解这方面的知识,有助于防止发生火灾和爆炸。

(一)燃点。燃点是可燃物质受热发生自燃的最低温度。达到这一温度,可燃物质与空气接触,不需要明火的作用,就能自行燃烧。

(二)自燃点。物质的自燃点越低,发生起火的危险性越大。但是,物质的自燃点不是固定的,而是随着压力、温度和散热等条件的不同有相应的改变。例如,汽油的自燃点在0.1兆帕(1公斤力/平方厘米)下为480,在1兆帕(25公斤力/平方厘米)下为250。一般压力愈高,自燃点愈低。可燃气体在压缩机中之所以较容易爆炸,原因之一就是因压力升高后自燃点降低了。

(三)闪点。闪点是易燃与可燃液体挥发出的蒸气与空气形成混合物后,遇火源发生内燃的最低温度。

闪燃通常发生蓝色的火花,而且一闪即灭。这是因为,易燃和可燃液体在闪点时蒸发速度缓慢,蒸发出来的蒸气仅能维持一刹那的燃烧,来不及补充新的蒸气,不能继续燃烧。从消防观点来说,闪燃就是火灾的先兆,在防火规范中有关物质的危险等级划分,就是以闪点为准的。

二、燃烧和爆炸

要有效防止火灾和爆炸的发生,正确掌握防火防爆技术,需要了解形成燃烧和爆炸的基本原理。

(一)燃烧。燃烧是可燃物质与空气或氧化剂发生化学反应而产生放热、发光的现象。在生产和生活中,凡是产生超出有效范围的违背人们意志的燃烧,即为火灾。燃烧必须同时具备以下三个基本条件。

1.凡是与空气中氧或其他氧化剂发生剧烈反应的物质,都称为可燃物。如木材、纸张、金属镁、金属钠、汽油、酒精、氢气、乙炔和液化石油等。

2.助燃物。凡是能帮助和支持燃烧的物质,都称为助燃物。如氧化氯酸钾、高锰酸钾、过氧化钠等氧化剂。由于空气中含有21%左右的氧,所以可燃物质燃烧能够在空气中持续进行。

3.火源。凡能引起可燃物质燃烧的热能源,都称为火源。如明火、电火花、聚焦的日光、高温灼热体,以及化学能和机械冲击能等。

防止以上三个条件同时存在,避免其相互作用,是防火技术的基本要求。

(二)爆炸。物质由一种状态迅速转变成为另一种状态,并在极短的时间内以机械功的形式放出巨大的能量,或者是气体在极短的时间内发生剧烈膨胀,压力迅速下降到常温的现象,都称为爆炸。爆炸可分为化学性爆炸和物理性爆炸两种。

1.化学性爆炸。物质由于发生化学反应,产生出大量气体和热量而形成的爆炸。这种爆炸能够直接造成火灾。根据其化学反应又可以分为以下三种类型:

(1)简单爆炸。例如爆炸物乙炔铜和乙炔银等受到轻微振动发生的爆炸。

(2)复杂分解爆炸。属于这类爆炸物有炸药、苦味酸、硝化棉和硝化甘油等。

(3)爆炸性混合性爆炸。这里指可燃气体、蒸气或粉尘与空气(或氧气)按一定比例均匀混合,达到一定的浓度,形成爆炸性混合物时遇到火源而发生的爆炸。

2.物理性爆炸。通常指锅炉、压力容器或气瓶内的物质由于受热、碰撞等因素,使气体膨胀,压力急剧升高,超过了设备所能承受的机械强度而发生的爆炸。

(三)爆炸极限。可燃气体、蒸气和粉尘与空气(或氧气)的混合物,在一定的浓度范围内能发生爆炸。爆炸性混合物能够发生爆炸的最低浓度,称为爆炸下限;能够发生爆炸的最高浓度,称为爆炸上限。爆炸下限和爆炸上限之间的范围,称为爆炸极限。可燃气体或蒸气的爆炸极限,通常以其在混合物中百分比来表示;可燃粉尘的爆炸极限,以其在混合物中的体积重量比(克/立方米)表示。例如,乙炔和空气混合的爆炸极限为(2.2-81%,铝粉法的爆炸下限为35克/立方米。显然,可燃物质的爆炸下限越低,爆炸极限范围越宽,则爆炸的危险性越大。影响爆炸极限的因素很多。爆炸性混合物的温度越高,压力越大,含氧量越高,以及火源能量超大等,都会使爆炸极限范围扩大。几种可燃气体分别与空气、氧气混合的爆炸极限。可燃气体与氧气混合的爆炸范围都比与空气混合的爆炸范围宽。因而更具有爆炸的危险性。

三、化学危险物质分类

化学危险物质种类繁多,具有各自的物理、化学反应。有不少化学物品在受热、摩擦、震动、撞击、接触火源、日光曝晒、接触空气等条件下,会引起燃烧、爆炸、腐蚀和中毒等事故。这些化学危险物品视其性质、形态和发生事故的危险程度,在我国现行的法规中,大致分为以下十类:

第一类,爆炸性物质。爆炸性物质受高热、摩擦、撞击、震动的影响或一定物质的激发作用,能发生剧烈的化学反应,产生大量的气体和热量,气体的体积急剧增加,压力增大,从而引起爆炸。

第二类,氧化剂。氧化剂按其化学组成可分为无机氧化剂和有机氧化剂。两种氧化剂按其氧化性强弱分为一、二两个级别。

第三类,可燃气体。可燃气体按其爆炸浓度下限,划分为一、二两个级别。

第四类,自燃性物质。自燃性物质划分为一、二两个级别。

第五类,遇水燃烧物质。遇水燃烧物质按其危险程度划分为一、二两个级别。

第六类,易燃和可燃液体。易燃和可燃液体按其闪点划分为一、二两个级别。

第七类,易燃和可燃固体。易燃和可燃固体按其危险程度划分为一、二两个级别。

第八类,毒害性物质。毒害性物质按其性质划分为以下4种:(1)无机剧毒物质;(2)有机剧毒物质;(3)无机有毒物质;(4)有机有毒物质。

第九类,腐蚀性物质。

第十类,放射性物质。

四、易燃易爆物质

防火防爆工作有很强的针对性,必须有的放矢地进行,才能取得成效。很重要的一点,就是要认清哪些物质具有易燃易爆的特点。

(一)可燃气体。是指凡遇明火、受热或当氧化剂接触能着火、爆炸的气体。根据其爆炸浓度下限的不同,分为两级。一级可燃气体,为爆炸浓度下限低于10%的可燃气体。例如,氢气、甲烷、乙烯、乙炔、环氧乙烷、氯乙烯、硫化氢、水煤气和天然等绝大多数可燃气体。

二级可燃气体爆炸浓度下限等于和高于10%的可燃气体。例如,氨气、一氧化碳和发生炉煤气等少数可燃气体。在实际生产、储存和使用中,将一级可燃气体归为甲类火灾危险品,二级可燃气体归为乙类火灾危险品。

(二)可燃粉尘。凡是颗粒微小,遇着火源能发生燃烧、爆炸的固体物质,都称为可燃粉尘。例如,在加工麻、烟、糖、谷物、硫、铝等物质的过程,粉碎、研磨、过筛等操作时所产生的粉尘,就其理化性质来说,比原来生成物质的火灾危险性要大得多,在一定条件下能够爆炸。可燃粉尘爆炸要具备三个条件:(1)粉尘本身具有爆炸性;(2)粉尘须悬浮在空气中与空气混合达到爆炸极限;(3)有足以引起粉尘爆炸的热能源。

(三)自燃性物质。凡是不需要外界火源的作用,本身与空气氧化或受外界温度、湿度的影响,即可发热并积热散达到自燃点而引起燃烧的物质,都称为自燃性物质。自燃性物质按其发生自燃的难易程度划分为两个级别。一级自燃物质,化学性质比较活泼,在空气中易氧化分解,易于自燃,而且燃烧猛烈,危险性大。如黄磷、三乙基铅、硝化纤维和铝铁溶剂等。二级自燃物质,在空气中氧化比较缓慢,自燃点较低,在积热不散的条件下能够自燃。如油纸、油布等含有油脂的物品。在实际生产、储存和使用中,将一级自燃物质归为甲类火灾危险品,二级自燃物质归为乙类火灾危险品。

(四)遇水燃烧物质。凡是能与水发生剧烈反应放出可燃气体,同时放出大量热量,使可燃气体温度猛升到自燃点,从而引起燃烧爆炸的物质,都称为遇水燃烧物质。遇水燃烧物质按遇水或受潮后发生反应的强烈程度及其危害的大小,划分为两个级别。

一级遇水燃烧物质,与水或酸反应时速度快,能放出大量的易燃气体,热量大,极易引起自燃或爆炸。如锂、钠、钾、铷、锶、铯、钡等金属及其氢化物等。

二级遇水燃烧物质,与水或酸反应时的速度比较缓慢,放出的热量也比较少,产生的可燃气体,一般需要有水源接触,才能发生燃烧或爆炸。如金属钙、氢化铝、硼氢化钾、锌粉等。

在实际生产、储存与使用中,将遇水燃烧物质都归为甲类火灾危险品。

(五)燃烧液体。凡遇火、受热或与氧化剂接触能燃烧爆炸的液体,都称为燃烧液体。燃烧液体按其闪点大小,划分为易燃液体和可燃液体两种。

1.易燃液体。系指闪点等于和低于45的燃烧液体。这类液体划分为两个级别。

一级易燃液体,指闪点低于28的易燃液体。如汽油、酒精、丙酮和苯等。

二级易燃液体,指闪点介于28~45的易燃液体。如煤油、松节油。醋酸等。

2.可燃液体。系指闪点高于45的燃烧液体。如丁醇、柴油、乙二醇、苯等。

在实际生产、储存和使用中,将一级易燃液体归为甲类火灾危险品;二级易燃液体和闪点低于60的可燃液体归为乙类火灾危险品;可燃液体和闪点等于和高于60归为丙类火灾危险品。

(六)燃烧固体。凡遇火、受热、撞击、摩擦或与氧化剂接触能燃烧的固体物质,统称为燃烧固体。燃烧固体按其熔点、燃点或闪点的高低不同,划分为易燃固体和可燃固体两种。

1.易燃固体。指高熔点固体(燃点在300以下)、低熔点固体(闪点在100以下),并作为化工原料和制品使用的燃烧固体。按其燃烧易程度划分为两个级别。

一级易燃固体,燃点低,易于燃烧或爆炸,且燃烧速度快,并能放出剧毒气体。它们大体是这样一些物品:①磷与磷的化合物,如红磷、三硫化磷等;②硝基化合物,如二硝基甲苯、二硝基萘等;③其他,如含氮量在12.5%以下的硝化棉、氨基化钠、重氮氨基础苯、闪光粉等。

二级易燃固体,燃烧性能比一级易燃固体差,燃烧速度较慢,燃烧产生毒性较小。它们大体包括下列一些物品:①各种金属粉末,如镁粉、铝粉、锰粉等。②碱金属氨基化合物,如氨基化锂、氨基化钙等。③硝基化合物,如硝基芳烃、二硝基丙烷等。④硝化棉制品,如硝化纤维漆布、赛璐珞等。⑤萘及其衍生物,如萘、甲基萘等。⑥其他,如硫磺、生松香、聚甲醛等。

2.可燃固体。指高熔点固体(燃点在300以上)、低熔点固体(闪点在100以上),并作为化工原料和制品使用的燃烧固体,以及燃点在300以下的天然纤维及其农副产品。

在实际生产、储存和使用中,将一级易燃固体归为甲类火灾危险品,二级易燃固体归为乙类火灾危险品,可燃固体则归为丙类火灾危险品。

五、火灾、爆炸原因

在一般情况下,发生火灾、爆炸事故的原因有以下九个方面。

(一)用火管理不当。无论对生产用火(如焊接、锻造、铸造和热处理等工艺),还是对生活用火(如吸烟、使用炉灶等),火源管理不善。

(二)易燃物品管理不善,库房不符合防火标准,没有根据物质的性质分类储存。例如,将性质互相抵触的化学物品放在一起,灭火要求不同的物质放在一起,遇水燃烧的物质放在潮湿地点等。

(三)电气设备绝缘不良,安装不符合规程要求,发生短路,超负荷,接触电阻过大等。

(四)工艺布置不合理,易燃易爆场所未采取相应的防火防爆措施,设备缺乏维护、检修,或检修质量低劣。

(五)违反安全操作规程,使设备超温超压,或在易燃易爆场所违章动火、吸烟或违章使用汽油等易燃液体。

(六)通风不良,生产场所的可燃蒸气、气体或粉尘在空气中达到爆炸浓度并遇火源。

(七)避雷设备装置不当,缺乏检修或没有避雷装置,发生雷击引起失火。

(八)易燃易爆生产场所的设备管线没有采取消除静电措施,发生放电火花。

(九)棉纱、油布、沾油铁屑等放置不当,在一定条件下自燃起火。

六、防火防爆的基本措施

根据当前的科学技术条件,火灾和爆炸是可以防止的。一般采取以下五项措施。

(一)开展防火教育,提高群众对防火意义的认识。建立健全群众性义务消防组织和防火安全制度,开展经常性的防火安全检查,消除火险隐患,并根据生产氧气性质,配备适用和足够的消防器材。

(二)认真执行建筑防火设计规范。厂房和库房必须符合防火等级要求。厂房和库房之间应有安全距离,并设置消防用水和消防通道。

(三)合理布置生产工艺。根据产品原材料火灾危险性质,安排、选用符合安全要求的设备和工艺流程。性质不同又能相互作用的物品应分开存放。具有火灾、爆炸危险的厂房,要采用局部通风或全面通风,降低易燃气体、蒸气、粉尘的浓度。

(四)易燃易爆物质的生产,应在密闭设备中进行。对于特别危险的作业,可充装惰性气体或其它介质保护,隔绝空气。对于与空气接触会燃烧的应采取特殊措施存放,例如,将金属钠存于煤油中,磷存于水中,二硫化碳用水封闭存放等。

(五)从技术上采取安全措施,消除火源。例如,为消除静电,可向汽油内加入抗静电剂。油库设施包括油罐、管道、卸油台、加油柱应进行可靠的接地,接地电阻不大于30欧;乙炔管道接地电阻不大于20欧。往容器注入易燃液体时,注液管道要光滑、接地,管口要插到容器底部。为防止雷击,在易燃易爆生产场所和库房安装避雷设施。此外,设备管理符合防火防爆要求,厂房和库房地面采用不发火地面等。

七、灭火的基本方法

发生了火灾,要运用正确的方法进行灭火。灭火的基本原理,主要是破坏燃烧过程及维持物质燃烧的条件。通常采用以下四种方法。

(一)隔离法。将着火点或着火物与其周围的可燃物质隔离或移开,燃烧会因缺少可燃物而停止。

(二)窒息法。阻止空气进入燃烧区,或者用不燃烧的物质(气体、干粉、泡沫等)隔绝或冲淡空气,使燃烧物得不到足够的氧气而熄灭。

(三)冷却法。将水、泡沫、二氧化碳等灭火剂喷射到燃烧区内,吸收或带走热量,降低燃烧物的温度和对周围其它可燃物的热辐射强度,达到停止燃烧的目的。

(四)化学抑制法。用含氟、氯、溴的化学灭火剂(如1211等)喷向火焰,让灭火剂参予燃烧反应,从而抑制燃烧过程,使火迅速熄灭。

上述四种方法有时是可以同时采用的。例如,用水或灭火器扑救火灾,就同时具有两个方面以上的灭火的作用,但是,在选择灭火方法时,还要视火灾的原因采取适当的方法,不然,就可能适得其反,扩大灾害,如对电器火灾,就不能用水烧的方法,而宜用窒息法;对油火,宜用化学灭火剂等等。厂矿企业要根据各自的特点预先作准备,以防一旦事发而措手不及。

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