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1、煤炭储存场所的火灾危险陛及防治措施2008年12月第24卷第12期武警学院学报J0URNAL0FCHINESEPE0PLESARMEDP0UCEFORCEACADEMYDec.20o8Vo1.24No.12煤炭储存场所的火灾危险性及防治措施杨培成,王志鹏(大同市消防支队,山西大同o37005)摘要:介绍了煤炭的常见储存形式,通过分析煤炭在露天,半露天,室内等储存形式下的火灾危险性,从煤炭储存场所的安全布置,建筑结构防火,消防设施设置,电气设备的选择,消防安全管理等方面提出了针对性的防治措施.关键词:煤炭;储存;火灾危险性;防治措施中图分类号:D631.6文献标识码:A文章编号:1o082077
2、(2008)12一oo64一o4我国煤炭资源储藏丰富,开采量逐年增加,尤其近几年来,随着机械化采煤程度的提高,产量不断增高,煤炭已成为我国工业生产和人民生活中不可缺少的原料和燃料.现阶段我国能源消费仍以煤炭为主,约占78%以上,因此,煤炭储存过程中的安全与国民经济建设的顺利进行紧密相关.储煤场所是集中存放煤炭的场所.在煤矿,电力,冶金,化工,建材,医药,食品等大量生产,加工,消耗煤炭的行业中,都要设置该类储存场所.煤炭的储存根据储存场所一般可分为:露天储存,半露天储存,室内储存等多种形式,其中室内储存又有筒仓,半地下储仓等形式.1储煤场所的火灾危险性煤炭储存场所是集中储存煤炭的地方,存在于煤炭
3、生产,中转,储运,供应,使用各个环节.例如火力发电厂常常要储存15天的发电用煤,数量可达数万甚至十几万吨.煤在存放过程中,受空气氧化作用,一方面导致煤质变化,另一方面在一定条件下还会引起自燃,造成巨大的经济损失,甚至会危及人员与设施的安全.1.1露天储煤场的火灾危险性1.1.1自燃危险性煤与空气接触,不仅会风化使其质量变坏,而且也能发生自燃.在储煤场的大煤堆里,经常出现煤堆发热现象,如不及时采取安全措施,就会发生自燃.1.1.2外来火种引燃危险性长期堆积的煤堆由于自热,瓦斯含量相当高,即使还没有发生自燃,也对外来火种相当敏感.较小点火能量的飞火等火种就足以点燃煤堆散发出的可燃气体从而导致煤堆着
4、火.1.2半露天储煤场的火灾危险性半露天储煤场的火灾危险性除了易自燃,易被外来火种引燃的危险性外,还具有以下特点.1.2.1储煤构筑物耐火等级低半露天储煤场(如干煤棚)经常采用钢结构,耐火极限低,且钢材本身极易被煤炭所含的化学成分腐蚀,进一步降低了耐火极限.为了克服钢材容易被腐蚀的缺陷,一些半露天储煤场所采用胶合梁木屋盖体系,虽然使用寿命与钢结构相比有所延长,但其抗御火灾的性能却进一步下降.1.2.2火灾扑救难度大半露天储煤场所(如干煤棚)是储煤的一种大型半露天库房,建筑跨度大,净空高,由于其结构高大且两面通风,一旦发生火灾,扑救难度非常大.1.3室内储煤场的火灾危险性收稿日期:20o8081
5、6作者简介:杨培成(1967一)男LU西大同人,高级工程师;王志鹏(1979一),男,山西忻州人,工程师.?64?武警学院学报20o8年第12期(总第150期)?防火技术?1.3.1自燃危险性自燃现象在室内堆场同样经常发生,并对堆场的混凝土构件造成一定程度的影响.自燃的持续高温将使混凝土构件产生一系列缓慢的物理化学变化,造成这些构件的持续损伤,寿命缩短,抗灾害能力减弱.1.3.2爆炸危险性储存在室内的煤炭通风条件比室外堆场弱,因而热量更容易积聚,煤尘中含有在碳化过程中产生的甲烷,微量的乙烷及丙烷等可燃性气体,由于装卸,运输,受热,煤被粉碎等原因而被散发到储煤仓中,当煤尘之中有这些可燃气体时,其
6、爆炸的下限浓度会显着下降.同时,煤炭人仓时会使煤尘飞扬,严重时会达到或超过煤尘爆炸的浓度下限.运煤设备因摩擦,电气等原因产生火花且火花的能量超过最小点火能量时就可能导致爆炸的发生.煤尘一旦发生爆炸就可能造成二次扬尘和二次爆炸,对建筑物和人员生命的危害性极大.2储煤场所的火灾防治措施由于煤炭的自燃特性,在煤炭的储存过程中存在着发生火灾的可能性,只有采取科学,合理的预防措施,才能确保安全.2.1露天,半露天煤炭储存场所的防火安全措施2.1.1露天储煤场址要选择在地势较高,平坦,干燥的地点.堆址应为黄泥和白灰混合夯实的地面,最好采用水泥地面.并应有良好的排水措施.2.1.2露天储煤场所应按煤炭种类分
7、区储存,并标明堆存的时间和吨量,若需长期堆放,则应分层压实,时间视地区气温而定.但新煤和旧煤不宜混堆.煤堆宜呈长方形堆存(最好是南北为长,东西为宽)煤堆各边坡面倾角以40.一45.为宜.2.1.3露天储煤场的储煤堆垛与架空电力线的最近水平间距不应小于电杆(塔)高度的1.5倍.2.1.4露天储煤场的地下禁止敷设电缆,采暖管道和易燃,可燃液体,可燃气体管道.2.1.5露天储煤场的道路宽度不应小于4m,相邻煤堆底边间距不应小于2m.煤堆与明火作业地点或散发火花地点的防火间距,应按不小于四级建筑间距的规定增加25%.2.1.6露天储煤场四周应砌筑实体围墙,高度不宜小于2.2m.2.1.7露天储煤场应设
8、消防车通道或供消防车通行,且宽度不小于6m的平坦空地,消防车通道应尽量短捷,避免与铁路平交.储煤场的储煤量较多时,煤堆上应设一条推土机能进出煤场的安全通道,路面坡度低于25.,宽度在5m以上.2.l.8露天,半露天储煤场跨越储煤场的带式输送机栈桥支架不宜布置在煤堆之中,当无法避开时,支架应采用圆形截面,且应考虑煤自燃时对支架的影响.2.1.9露天,半露天储煤场应设有消防给水系统,消火栓的间距不应大于120m.如有条件,应设置喷水除尘设施.2.1.1O半露天储煤场采用钢结构时,如采用耐火极限不低于0.50h的承重构件有困难时,可采用无防火保护的金属构件,但其根部以上3m范围的承重构件应采取有效的
9、防火保护措施,其耐火极限不应低于1.00h.半露天储煤场面积大,采用钢结构构件多,结合多年的工程实践经验,煤场的自燃现象虽然存在,但自燃的火焰高度一般为0.51m左右,不足以威胁到上部钢结构构件,并且煤场的堆放往往是支座以下200mm作为煤堆的起点,因此,钢结构根部以上3m范围的承重构件如有可靠的防火保护措施就可以确保结构本身的安全.2.2室内储煤场的防火安全措施2.2.1一般要求2.2.1.1储存煤炭建筑物的耐火等级应限制在一,二级之内,若采用三级建筑必须采取有效的措施.当室内储煤场采用钢结构时可采用无防火保护的金属构件,但其根部以上3m范围的承重构件应采取有效的防火保护措施,其耐火极限不应
10、低于1.00h,同时应限制储量.2.2.1.2室内储煤场所应保证通风,且堆顶距顶棚(顶),不应小于1.9m,距可燃墙壁不应小于1.5m.要加强对室内空气温度的监测,保持周围不超过40,为了早期发现储煤场所内气温上升,可设温度监测装置连续进行监测.2.2.1.3对室内专门储存煤粉的场所,为了降低煤尘的浓度,应安装整体通风和吸尘装置,并应保证通风装置连续运转,经常降低煤尘浓度.在条件许可的情况下,应安装洒水装置.2.2.1.4室内储煤场与其它建筑连接处,应作防火分隔,形成独立的防火分区.周围应设宽度不小于4m的消防车道.2.2.1.5室内储煤场不应有易燃,可燃液体,气体管道穿越.电气设备必须防爆或
11、采取防爆措施,电?65?杨培成,等:煤炭储存场所的火灾危险陛及防治措施气线路必须采用金属管配线.2.2.2筒仓的防火安全措施储煤筒仓耐火等级不应低于二级,宜采用钢筋混凝土结构,并应符合下列规定:(1)卸料口沿堆料高度方向在直径两端成90.交错布置.(2)上下层卸料口的净距不宜小于筒体周长的1/2.(3)每一卸料口的圆心角不宜大于40.(4)为了防止简仓中瓦斯,煤尘遇明火发生爆炸的危险,筒仓应装设自然排风装置,当采用自然排风装置不能满足要求时,应设机械通风.其排风量应按每小时换气0.51次计算,每次等于煤仓的容积.(5)筒仓的仓上建筑物应设室内消火栓,洒水除尘设施.(6)筒仓应设防雷保护设施,防
12、雷保护应按二类设计.但严禁利用其竖向受力钢筋作为避雷线,应专设外引下线.(7)筒仓及与其相连通的房间和走廊应使用符合防爆要求的机电设备和照明.(8)煤仓内瓦斯浓度达到1.5%时,附近20m范围内的电气设备应立即停止运转.(9)与煤仓连接的房间和走廊内瓦斯浓度达到0.5%时,应立即切断全部非本质安全性电源(含照明电源).2.2.3半地下储仓的防火安全措施半地下储仓一般储量较大,并且储存的是原煤,原煤通常会释放出大量的瓦斯气体,如不能及时排出,遇到明火就会发生爆炸.半地下储仓的耐火等级不应低于二级,且应采取下列安全措施.2.2.3.1半地下储仓的安全疏散半地下储仓的返煤地道的通风孔和安全出口应有楼
13、梯问直通室外地面,安全出口的高度不应小于lm.加盖半地下储仓内的煤堆线脚以上,宜沿周边设置人行通道及相应的出人口.人行通道净宽应不小于O.8m,净高应不小于2m,防护栏杆高度应不小于1m.返煤地道人行通道净宽不应小于1.2m,检修通道净宽不应小于0.7m,返煤地道应设安全出口,安全出口数目不应少于两个,当设两个安全出口时,应设于地道两端,其间距不应大于150m.2.2.3.2半地下储仓的通风为了防止煤尘和瓦斯的积聚,半地下储煤仓的下列部位应设通风设施,一是加盖半地下储仓仓顶易集聚瓦斯部位,宜沿仓盖两侧开设瓦斯排泄孔,孔口不应小于0.5m0.5m,二是返煤地道应设通风孔,三是配煤栈桥屋面应设置风
14、机,其排风换气数宜为68次/小时.2.2.3.3半地下储仓的电气设施?66?在有瓦斯和煤尘聚集且无排放措施的场所,应选用相应的防爆电气设备,当设有有效的排放措施时,可选用防尘或封闭型电气设备.在有瓦斯聚集处,应设甲烷和cO自动检测装置.半地下储仓照明,应根据瓦斯,煤尘爆炸性环境区域的划分,选用相应的防爆,防尘型灯具,在潮湿的区域应选用防水防尘灯.半地下储仓地道内应设事故照明.2.2.3.4半地下储仓的防雷半地下储仓应根据现行的建筑物防雷设计规范设置防雷保护设施,且有瓦斯,煤尘爆炸危险的半地下储仓,在无有效排放措施时,应按第一类工业建(构)筑物设防雷保护.2.2.3.5半地下储仓的消防设施在返煤
15、地道和配煤栈桥内应设消防给水系统,消防用水量10L/s,消火栓间距不应超过5Om,且应在靠近安全出口附近设置.3煤炭储存降温措施对储煤场(仓)的煤堆降温,可以有效地预防自燃火灾的发生.煤炭储存场所的降温措施,主要有以下三种:3.1打眼法为了散发煤堆中氧化产生的热量,煤堆形成后,应着手打眼,散发热量,降低煤堆湿度,进行通风.眼孔一般直径l0cm左右,一定要打至煤堆的底部,周围要高出煤面,间距要根据煤种和煤堆的大小具体确定.3.2灌水法为使煤堆内的空隙经常保持一定的水分,以隔绝和减少空气抵制氧化的发热,可采用灌水措施.在煤堆形成后,在顶面挖出若干个小方坑,坑边长为40cm,向坑内低压灌水,直至底部
16、渗出为止.3.3翻倒法煤堆形成后(3个月以上),有自燃的迹象,应以水扑救,并进行翻倒煤堆.可采用挖沟,隔离等措施,降低煤堆的温度,防止煤堆自燃形成火灾.重新堆放时,一定要把自燃煤挖出,填人新煤压实.4储煤场所的消防安全管理4.1露天,半露天储煤场的消防安全管理4.1.1对储存自燃倾向性较大的煤和储煤时间较长的煤场,应作煤堆自燃原因分析与防治措施,煤的自燃倾向性鉴定,测定煤的挥发分的含量,最低着火温度,自燃发火期等指标.4.1.2加强煤堆的测温监督,掌握布点与测温技武警学院学报20o8年第12期(总第150期)?防火技术?术.煤堆的温度检测,要从煤堆的上,中,下及不同方位测定.温度计在煤堆内至少
17、停留10min,当温度达50时为危险值;达60时,应采取降温措施,以防自燃.4.1.3对于高挥发分,高含硫量的煤,存放时间不能太长.存煤过程中,特别是进入雨季,存煤量不宜过多,煤堆不宜过高,否则,不仅积压资金,也增加煤场管理难度.一旦出现自燃迹象,要及时处理,不能在已自燃的煤堆上直接泼水降温,由于加水不匀,有可能造成煤堆温度进一步上升,使得煤堆自燃扩大与蔓延.煤的储存时间,高度要求见表l.表1煤的储存时间,高度参考表煤种时间(月)高度(m)无烟煤不限不限贫煤不限不限瘦煤不限不限弱粘结煤不限不限不粘结煤不限不限肥煤不超过3不超过3焦煤不超过3不超过3气煤不超过3不超过3长焰煤不超过3不超过3褐煤
18、不超过1不超过1.54.1.4定期或不定期彻底清理煤场,避免局部存煤长期不动.因为它往往是形成煤堆自燃的祸源区,如与主煤场连成一体,其危险性就更大.对于不易清理的地方,尽可能不要用于存煤.4.1.5原煤应成型堆放,不同品种的原煤应分别堆放.若需长期堆放的原煤,则应分层压实,时问视地区气温而定.新进场的煤炭,其温度超过50以上时,禁止堆存,应采取降温措施后,方可堆存.4.1.6储煤场应及时清除碎纸,杂草,木屑等可燃物.4.2室内储煤仓的消防安全管理4.2.1定期对煤仓进行检查,防止煤仓中的煤自燃.合理对各个储煤筒仓进行配装,保证各仓中的煤不长期堆积.4.2.2对长期停用的原煤仓,输煤皮带系统(包
19、括煤斗,落煤管和除尘用的通风管)的积煤,积粉应清理干净,皮带上不得有存煤,以防止煤,积粉自燃.对长期不用的龙门吊煤机,斗轮机等应停放在煤堆较低处.4.2.3加强对煤仓的巡视,防止其他杂物混入仓内,同时检查仓内的温度,必要时洒水降温,防止存煤自燃.4.2.4严格动火审批手续.原煤仓格栅动火时,应做好隔离措施.动火完毕后,要彻底熄灭火种,确认无隐患后方可离开现场.坚决杜绝现场作业人员和外来人员的吸烟现象.确因维修或其他工作需要进行电,气焊接时,必须经安全管理部门批准,采取必要的防范措施后,方可施工.4.2.5加强室内储煤仓的通风,严格控制煤仓空气中煤尘,瓦斯的含量.煤尘的含量不得超过10mm3.4
20、.2.6建立三班巡回检查制度,制定检查图表.参考文献:1中华人民共和国公安部消防局.防火手册M.上海:上海科学技术出版社,1992.2Mrr5o0794,煤炭工业选煤厂设计规范S.3谢之康,张瑞新.露天煤矿煤炭自燃进程的数学模型J.中国矿业大学学报,1996,25(3).【4机关,团体,企业,事业单位消防安全管理规定z.5张国枢煤炭自燃理论与防治实践M.北京:煤炭工业出版社,2002.6曹长武.煤的自燃爆炸性与各行业的生产安全J.中国标准导报,2o05,(2).7AQ1叭O一2oo5,选煤厂安全规程s.8GB5001620o6,建筑设计防火规范S.IIheFire砌s,】lrithCOalSt
21、OrageSpOtsandthePreVentiVeMeasuresYANGPeicheng,WANGZhipeng(0nnZr如,口舭P0370o5,凇)Abstract:Thispaperexplainsthef0I1ns0fcoaJstorlageintheopenairandanalyzesfireskswithca01st0ragespotsintheopenairandsemiopenairaswellasinindo0rspots.Thepaperputsf0rwardsomepI.eVentiVemeasuresintemlsofbui1dingstmctures,buildingfirepreventions,firepreventionequipmentandstymanagement.KeywOrds:c0al;coa1storage;6rerisks;preVentiVemeasures?67?
