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煤矿用阻燃输送带发火原因简析

【摘要】:
1国外输送带发火的经脸教训与对策50~70年代,国外有过多次井下输送带发火方面的报导.1950年9月26日,英国科雷斯维尔矿因一段断裂胶带挤入转载溜槽的边缘和第二台输送机之间摩擦发热引起火灾,造成80名矿工死亡;1961年7月7日,捷克杜克拉矿因胶带在输送机传动滚筒上卡住后燃烧,又处在进风流中,致使108名矿工死亡;西德于1956年和1970年3月及10月曾先后发生过三起胶带运输机火灾事件,除其中

1国外输送带发火的经脸教训与对策50~70年代,国外有过多次井下输送带发火方面的报导.1950年9月26日,英国科雷斯维尔矿因一段断裂胶带挤入转载溜槽的边缘和第二台输送机之间摩擦发热引起火灾,造成80名矿工死亡;1961年7月7日,捷克杜克拉矿因胶带在输送机传动滚筒上卡住后燃烧,又处在进风流中,致使108名矿工死亡;西德于1956年和1970年3月及10月曾先后发生过三起胶带运输机火灾事件,除其中一次是因煤炭燃烧引起外,其余两次均是胶带本身卡住摩擦发火。值得提出的是,1977年10月27日“锤和铁”矿钢丝绳芯胶带下托滚卡住发火,在风速5一6ms/情况下,1200mm宽的胶带Zom动内烧毁20m;虽然胶带输送机上装设有各种传感器,矿井又装有CO自动记录系统,仍造成7人死亡(其中6人为救护队员)。1荷兰、前苏联也有。

胶带着火的报导,究其发火的主要原因是井下输送带为非阻燃性。欧洲一些国家对火灾原因分析及其主要对策是:英国1940一1950年期间,发生矿井火灾计538次,其中胶带输送机工作发生的火灾占18%。在75次输送带火灾中,2次产生于传动滚筒,23次发生于托滚,23次发生于拉紧滚筒和传动装置,7次灾因不明。西德1939一1951`年期间所发生的矿井火灾中,52次是因使用不阻燃胶带所致。196。~1972年,英国75次矿井火灾中,凡使用PVC输送带的均未引起任何火灾,更未将火灾传到火源以外.为此,英国于1950一1952年就决定大力进行阻燃带的研究工作。1952年,英国煤管局做出普遍采用阻燃胶带的决定,并确认尸VC带是取代橡胶带的最好产品。捷克、原西德也分别于1961年和1979年做出烟煤矿井全部取消橡胶带的决定。与此同时,还相应研究和生产了输送机和输送带的监测与保护装置,如原西德早在70年代就开始研究CO半导体传感器测量装置及输送带纵向撕裂、断带等保护装置,以此作为防治输送带着火的第二道防线。

2我国胶带发火原因浅析及主要对策近年来,我国煤矿发生胶带燃烧火灾20多起。事故直接原因是橡胶带自身起火和蔓延燃烧。1988年,潞安局王庄矿及1990年鸡西局小恒山矿两起恶性火灾事故均是由钢丝绳带着火引起。国内外火灾教训证明,井下带式输送机的输送带,有时会因受卡等原囚.发生带子与滚筒或托滚摩擦,摩擦过程中产生火星或20℃以上高温,就极易引起煤的自燃或输送带本身自燃。另外,如因电缆或变压器着火及其它火源等引发的意外事故;火源烧着不具备阻燃性能的输送带时,就会使火灾蔓延扩大并释放大量有毒有害气体,有的甚至引起瓦斯煤尘爆炸,造成重大人身伤亡事故,并使国家财产蒙受重大损失。

要使井下输送带具有防止火灾事故的性能,至少应具备如下两个条件:一是当发火打滑或卡带等现象时,输送带应在15分钟内磨断,使不产生火花;摩擦产生的温度超过325℃时,输送带应停止运转。二是当外界火源烧到输送带时,输送带一离开外界火源后能自动熄灭。事实上,我们以律使用的橡胶分层带以及现有的钢丝绳芯及钢缆带大多不能满足上述要求。

1992年5月,国家技术监督局对橡胶分层带进行的全面质量检查中,十几个品种规格的橡胶分层带没有一个抽查合格。还应指出,钢丝绳芯胶带与分层带相同,但厚度比分层带大几倍,发火量也大几倍。尽管加了阻燃剂,而以氯丁橡胶为主胶的钢丝绳带的阻燃性能差,仍能蔓延燃烧。因此,解决煤矿输送带安全问题的唯一出路,只有实现带子整芯化。

迄今为止,井下输送带着火现象仍未杜绝,这除了上述带子自身的问题外,还有如下几项主要原因:(l)对大力生产和使用阻燃带并尽快更换现有的非阻燃带尚未形成共识。据1989、1990年笔者参加华东、华北、中南等20多个统配局调查,大多数局矿仍用非阻燃或阻燃性差的钢绳芯及钢缆带,23个局所用阻燃带比例差别很大,从10%到82%不等,平均为50%。尽管原中国统配煤矿总公司下达了272号文,要求限期更换为阻燃带,但至今执行情况仍不完全令人满意。除少数煤矿认识上存在侥幸心理外,主要还是受经费限制`少数厂家认为,按材T一148一87煤矿用阻燃输送带要求生产,增加了阻燃剂,影响带子强度,且工艺复杂,成本大为提高,不受用户欢迎。一些用户认为,更换现有大量的尚较完好的非阻燃带,投入资金太大,仅正常补充量中,大中型局就有l,4万m,费用达50~2000万元,若全部更换投入更大。据了解,当时常无适用的高强度整芯带,若用进口带则投入更多。

(2) 已生产的阻燃带中,不少阻燃性能差,达不到《材T一147一87标准》安全性能要求。这可从淮北矿务局1989年质量评比及1993年矿务局上报汇总及安全性能对比中看出(见表1、表2).各厂家提供给各矿务局使用的输送带与提供给矿务局用作比赛的输送带使用效果相差甚远。另外,以枣庄矿务局检测站汇总的情况表明:1991年、1992年及1993年阻燃带检测的合格率分别为47%、57%及72拓,即差不多1/3产品属不合格范围。当然,也有少数煤矿购带时,只顾压价不问质量,结果购进低质产品;也有个别矿井只图方便,阻燃与不阻燃带混用,为煤矿带来隐患。

(3) 输送带的安全保护与监测及输送机的电气与机械保护不全,不能有效防止事故产生。’根据中煤(88)272号文及有关规程要求,井下带式输送机应设置各种安全保护装置。据调查,大多数矿井安装有防跑偏、防打滑、煤位、低速保护及洒水灭尘装置,但断带保护、温度及烟雾报警装置却安装很少为了处理虚交巷道的交叉点,首先应对巷道间的交叉关系进行判别。其判别过程通过两个嵌套循环来完成。在第一个循环中,循环变量为i,对第i分支,计算机通过第二个循环对j分支进行扫描,用式(1)一式(6)判别i、j两分支是否相交,并用n记录第二个循环变量与i分支相交的次数。

3虚交叉点的处理当i、j分支为虚交巷道时,在已求得交叉点坐标后,就在i分支上先求出交点附近上下两点的坐标值(如图1中的A,、B,两点),并以交又点为圆心用小圆弧联接这两点。然后再联接i分支弧线处的其它部分直线段。当i分支有多个交叉点时,联接各直线段时应将各联接点按x坐标值或y坐标值排序,然后依次联接。置平面图。该图只是用数字化仪将每条分支的始末端点输入到计算机中,输入时并不考虑巷道间的交叉关系,仅注意虚交巷道的先后输入顺序。只根据图3就不能区分出巷道之间的实交和虚交关系。

防撕裂保护尚无可靠产品,有的虽安设,但未及时维护,效果很差。大多采区的带式输送机因移动频繁,这类保护装置设置更少或根本未设置,而这些地方又是事故易发区。(4)没有强有力的预防和处理灾害措施。按照要求,带式输送机的巷道应用不燃性材料支护,应有切断风流的设施及可靠的灭火装置,还应制定发生事故后人员安全撤离的避灾路线,并进行定期演习。实际上,好些矿井限于条件,上述措施均不完善,一出事故就措手不及,不能杜绝其蔓延与扩大.己往的几次恶性事故就是例证。

4主要对策: (1)输送带生产单位和煤矿用户都应坚决贯彻执行几才T一147一92新标准,把生产和使用煤矿用阻燃带列入重要议事日程.凡不合标准的产品不准出厂,更不能下井使用。(2)加快发展上等级的高强度阻然带及相应配套的胶接接头与修补技术,改善连接效果与使用寿命并减轻带体重量。降低带子成本。(3)对现有井下使用的钢绳芯及钢缆等非阻燃带,应作出短期内全部更换为阻燃整芯带的计划。在未更换前,应有可靠的带式输送机及输送带监测和安全保护装置。(4)制订万一发生火灾时切实可行的安全救灾措施。