熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)的設計與應用

1、2010年第7期煤炭工程熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)的設計與應用黃君來(中煤國際工程設計研究總院(北京華宇工程有限公司)，北京1~120)摘要：簡述了熱氣溶膠滅火劑的發(fā)展經(jīng)歷，闡述了熱氣溶膠滅火劑的滅火機理、分類，并對幾種常用氣體滅火劑的滅火性能指標進行了對比，系統(tǒng)地描述了熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)的設計適用范圍、構成、控制方式及滅火劑設計用量的計算等，指出了熱氣溶膠滅火技術在煤礦中應用的前景。關鍵詞：熱氣溶膠滅火劑；熱氣溶膠滅火發(fā)生劑；滅火機理；熱

2、氣溶膠預制滅火系統(tǒng)中圖分類號：TD75文獻標識碼：B文章編號：1671—0959(2010)O7_()O13_《)3熱氣溶膠滅火劑作為一種氣體滅火技術起步較晚，它始于20世紀60年代，是由我國消防科研人員經(jīng)過長期的實踐摸索，研制開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的哈龍?zhí)娲a(chǎn)品，其具有滅火效率高、環(huán)保、維護管理簡單、綜合費用低等優(yōu)點。目前在信息行業(yè)的通信基站、數(shù)據(jù)交換機房、通信機房，在電力行業(yè)的電纜廊道、電纜溝以及重要變電、開關設備、控制設備場所等得

3、以廣泛應用。1熱氣溶膠滅火劑11熱氣溶膠滅火劑的滅火機理熱氣溶膠滅火劑是由熱氣溶膠滅火發(fā)生劑經(jīng)過氧化還原反應而生成的一種具有滅火性質的氣溶膠體，其滅火機理為冷卻降溫和化學抑制燃燒。一方面氣溶膠中的高度分散而細小的固體微粒在火場中易于熱熔、氣化、分解，從而吸收了火場的熱量，使火場得以冷卻降溫抑制火災的發(fā)生；另一方面固體微粒對活性燃燒自由基的高效吸收與中和，消耗掉了大量的活性燃燒自由基，使燃燒鏈式反應中斷，抑制了燃燒的發(fā)生，起到化學抑制作用

4、。熱氣溶膠滅火發(fā)生劑一般是由氧化劑、還原劑、粘合劑，燃速調(diào)節(jié)劑等物質構成的固體混合藥劑。該固體混合藥劑在啟動電流或熱引發(fā)下，經(jīng)過燃燒反應，生成了以固體微粒為分散質，以氣體為分散介質具有滅火性質的膠體體系，即熱氣溶膠。其固體微粒的主要成分是金屬氧化物、碳酸鹽等，約占組成的40％，氣體主要成分是N，、CO，和水，疏干降壓，在采掘前將危險水源排出，降低含水層或老空區(qū)的水壓，減少發(fā)生突水的可能性J。4結語深部開采問題是河南省當前和今后面臨的重要

5、問題，影響河南省經(jīng)濟的發(fā)展，須加以重視。該問題的解決，既要充分重視、發(fā)展現(xiàn)有的研究成果，發(fā)揮現(xiàn)有的科學技術，同時要學習和發(fā)展新的理論，引入新的思維和研究方法，加大科技創(chuàng)新力度，吸收和消化國內(nèi)外先進技術和經(jīng)驗，采用先進的技術裝備，不斷改進和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，從而實現(xiàn)深部礦井安全、高效、低成本開采。參考文獻：[1]魏錦平，李化敏，等河南省煤炭深部開采展望[c]2006年促進中部崛起專家論壇文集，2006[2]侯瑋，等深部開采沖擊地壓發(fā)生條件及預

6、測和防治[J]河北工程大學學報，2008，2(6)：65～69朱劉娟，等煤礦深部開采存在的問題及對策探討[J]煤炭技術，2007，6(6)：146—148謝和平21世紀高新技術與我國礦業(yè)的發(fā)展與展望[J]中國礦業(yè)，2002，11(1)：15～22李化敏，付凱煤礦深部開采面l臨的主要技術問題及對策[J]采礦與安全工程學報，2006，4(12)：468～451張華，等深部巖巷穩(wěn)定性控制方法及實例研究[J]巖石力學與工程學報，2008，(9)

7、陳炎光，陸士良中國煤礦巷道圍巖控制[M]徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1994劉錫明，等淺談煤礦高溫熱害防治技術[J]煤，2009，8(13)：35～39李金凱礦井巖溶水防治[M]北京：煤炭工業(yè)出版社，1990(責任編輯李澤荃)收稿日期：2010—03—04作者簡介：黃君來(1965一)，男，陜西咸陽人，高級工程師，注冊設備工程師，注冊監(jiān)理工程師，現(xiàn)在中煤國際工程設計研究總院(北京華宇工程有限公司)從事給排水設計工作。13]jI]_寸l20

8、10年第7期煤炭工程熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)的控制方式須同時設置自動控制和手動控制兩種啟動方式，并應能實現(xiàn)相互轉換。當人員進入防護區(qū)時，可將滅火系統(tǒng)轉換為手動控制方式，當人員離開時，能恢復為自動控制方式，并且防護區(qū)內(nèi)外應設有手動、自動控制狀態(tài)的顯示裝置。對設有消防控制中心的場所，防護區(qū)內(nèi)的滅火信息、滅火動作、手動與自動轉換及設備故障等信息均應能傳送至消防監(jiān)控中心。熱氣溶膠預制滅火裝置系統(tǒng)示意圖如圖1所示。7，AC22Ov消防電源圖1熱氣溶膠

9、預制滅火裝置系統(tǒng)212熱氣溶膠滅火劑設計用量的計算對于不同類型的火災，由于其燃燒的性能和撲滅的難易程度不同，其所需的滅火劑用量也不同，因此熱氣溶膠滅火劑用量需根據(jù)火災類型選取相應的滅火設計密度進行計算。由于滅火劑在較大防護區(qū)內(nèi)存在擴散速度較慢的問題，除了合理布置滅火裝置外，需根據(jù)防護區(qū)的容積大小適當增加滅火劑濃度以確保滅火效果，因此需根據(jù)容積的大小進行一定的修正。熱氣溶膠滅火劑設計用量的計算公式如下：W=C2KV式中一滅火設計用量，kg

10、；——滅火設計密度，ks／m，固體表面火災C2≥013kg／m、通信機房和電子計算機房等場所的電器設備火災C：≥013kg／m、電纜隧道(夾層、井)及自備發(fā)電機房火災G2≥014ks／m；防護區(qū)凈容積，m；——容積修正系數(shù)，當V500m，K=10、500m≤V1000m，K=11、V≥1000m，K=12。22使用要求221防護區(qū)的要求1)防護區(qū)宜按單個封閉空間劃分，同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時保護時，可合為一個防護區(qū)，一個防護區(qū)的面

11、積不宜大于500m，容積不宜大于1600m，高度不宜大于6Om。2)防護區(qū)的環(huán)境溫度為一20～55％，環(huán)境相對濕度不大于90％；3)防護區(qū)應保證一定的密封性，防護區(qū)內(nèi)不宜開口，防護區(qū)的門應向疏散方向開啟，并能自動關閉，在任何情況下均應能從防護區(qū)內(nèi)打開；4)地下防護區(qū)和無窗或固定窗戶的防護區(qū)應設置機械排風裝置。222其他要求1)在滅火系統(tǒng)啟動前，防護區(qū)的通風、換氣設施應自動關閉；2)防護區(qū)內(nèi)的氣溶膠滅火裝置應均勻分散布置，以便氣溶膠滅火劑

12、能在瞬時間內(nèi)以一定的設計滅火劑濃度充滿防護區(qū)；3)單臺熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)裝置的保護容積不應大于160m，設置多臺裝置時，其相互間距離不得大于lOm，滅火系統(tǒng)裝置的噴日宜高于防護區(qū)地面2Om；4)防護區(qū)內(nèi)應有能在延時30s內(nèi)使該區(qū)人員疏散完畢的通道與出口，在疏散走到與出口處，應設火災事故照明和疏散指示標志；5)滅火裝置噴口前1Om內(nèi)，裝置的背面、側面、頂部02m內(nèi)不應設置或存放設備、器具等。3結語綜上所述，熱氣溶膠滅火技術無論從環(huán)保、滅

13、火機理、工程造價、安全可靠性，還是維護管理角度來看，完全適用于煤礦地面供配電設施的防滅火，但是否適用于井下尚需進一步探討，因井下環(huán)境條件較為復雜，在此不再贅述。由于當前煤炭行業(yè)設計標準偏低，該滅火技術在礦井中應用還處于較低的水平。近年來隨著我國國民經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化水平也得到大幅提高，礦井的井型規(guī)模越來越大，礦井的自動化水平以及供電保證率越來越高。如何防止供配電設施火災的發(fā)生，確保礦井的安全供電顯得尤為重要。今后隨著我國煤礦