科ｌ技ｊ论Ｉ坛 科 液态二氧化碳灭火技术的应用 赵修祥 （龙煤集团鹤岗分公司救护大队，黑龙江鹤岗１５４１００） 摘要：介绍了液态二氧化碳的特性和灭火过程及应用效果分析。 关键词：液态二氧化碳；灭火；应用 ２ｌ３液态二氧化碳的注入过程。 遇难人员。 处理矿井火灾事故目前主要采用注浆、注砂、 ３月１７日９时至１４时２Ｏ分，５Ｏ吨液态二 到１４日６时１０分，共搬运２１名遇难人员 一矿井火灾事故是我国煤矿的重大灾害之 ，注粉煤灰、注凝胶、注惰气等灭火技术。在处理鹤 氧化碳全部注完，此时回风井闭处ＣＯＩＯ００ 升井，至此，救灾工作顺利结束。 岗市泰源煤矿和富华煤矿火灾事故过程中，通过 ｐｐｍｏ ４几点体会 采用隔绝封闭、缩小灾区范围然后注人液态二氧 根据３月１７日注入液态二氧化碳后井下 通过对泰源煤矿及富华煤矿火区内注入液 化碳的灭火技术，取得了较好的效果，达到了预 气体的变化情况，指挥部经过分析，认为此次注 态二氧化碳的灭火过程，可以看出： 期的目的。 入液态二氧化碳后只所以没有达到预期目的，主 ４．１液态二氧化碳灭火速度快、周期短、成本 １液态二氧化碳的基本特性 要是因为： 低、效率高、实用性强。 １．１液态二氧化碳的灭火原理 灾区范围大，二氧化碳没有完全覆盖火 ４．２注入液态二氧化碳的工艺流程简单、易 在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化（一 区；ｂ．灾区仍然存在漏风源，导致部分二氧化碳 操作。 般ｌｋｇ的液态二氧化碳可产生０．５ｍ３的气体）。 流失。 ４．３液态二氧化碳灭火后不留渣滓又易利用 因此，二氧化碳气体可以排除空气、包围在燃烧 经研究制定出下一步救灾方案——缩小灾 通风将余气吹走，减少了事后的恢复工作量。 物体的表面或分布于较密的的空间中，降低可燃 区、恢复二片通风，然后继续注人液态二氧化碳： ４．４液态二氧化碳对于熄灭覆盖在表面的火 物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而 ｍ破开１５０水平和主井回风板闭，各开一个 源有着非常大的灭火作用和非常好的灭火效果。 灭火。同时它由液态变成气态时能吸收大量的 风量窗；ｂ．开主扇并将风量调至２０Ｏｍ￣／ｍｉｎ以下； ４．５对于埋藏在深处的火源来说，液态二氧 热，从而使火场温度降低，起到冷却作用。 ａ在二片回风井以下５Ｏ米处及三片人风井片口 化碳即使起不到彻底熄灭火源的作用，但是能达 １．２主要技术说明 处进行封闭并抹严；ｄ．将注入管路接至入风井三 到暂时灭掉表面的火源、控制火势的发展、降低 １．２．１注入液态二氧化碳的工艺流程。液态 片片口闭内；ｅ将化验车由回风井移至材料井， 火场周围温度的效果，在一定限度内能给救援队 二氧化碳槽车一加压泵一注入控制装置一注入 并将束管由材料井接至ｚ．Ｓｔ暗井闭内，直接观测 伍创造—个相对宽松的、可以进行其它工作的空 过程中液态二氧化碳的流量控制装置一液态二 火区内气体情况。 间和时间。 氧化碳一合成罐体一变径接头一注入管路一井 ３月２１日８时一１Ｏ时，５０吨液态二氧化碳 ５注意事项 下火区。 全部注完，此时主井二片闭内ＣＯ由２３００ ｐｐｍ ５．１如果灾区范围大，在用液态－－ｇ化碳灭 １．２．２液态二氧化碳槽车的技参数。液态二 降至４７ｐｐｍ。至此，泰源煤Ｆ－Ｎ用液态二氧化碳 火时必须缩小灾区范围，以保证二氧化碳覆盖火 氧化碳槽车的一般容量为２５吨，罐内压力 灭火工作结束，开始进入下一阶段救灾工作。 区的面积。 ２．０Ｍｐａ，液态变为气态的比例为１：６００，该槽车 ３液态二氧化碳的应用（二） ５．２为保证灭火质量，液态二氧化碳的注入 开泵可加压至２ＯＭｐａ，通过１寸半的变径接头与 ２００８年９月２０日３时３Ｏ分，黑龙江省鹤 距离不能超过１５０Ｏｒｅ，并且只能用铁质管路，不 注入管路相连接。如果以１２ Ｍｐａ的压力（此时 岗市富华煤矿发生一起内因火灾事故，井下３０ 能用塑料或胶质管路（管路的抗压力要大于 管路压力为０．８～１．２ Ｍｐａ）、４ｍ／ｓ的流速注入火 余人遇险。国家矿山救援鹤岗基地接到事故召请 ４Ｍｐａ）。 区。输送距离可达１４ＯＯｍ～１５００ｍ。 通知后，立即组织四个中队赶赴事故现场进入灾 ５－３注入液态二氧化碳时管路内不能有积 ２液态二氧化碳的应用（一） 区探查、搜救人员。 水，同时由于出口处温度低，注入量加大时，要采 ２００８年３月５日２３时，黑龙江省鹤岗市 由于火情发展迅猛，火势非常大，救援人员 取保温措施。 泰源煤矿因电缆放炮而发生外因火灾事故。火势 无法通过火源继续向下搜救人员，导至探查、搜 ５．４在向有爆炸危险的火区注入液态二氧化 发展很快，威胁到救援人员的安全。如果用灌浆 救工作进展缓慢。 碳时，切勿流速过快，因为流速过快易产生和积 的方法灭火，需要投入大量的人力物力，灭火时 ９月２１日，在多次探查、救人无效的情况 静电，容易引起瓦斯爆炸。 问长、且事后恢复工作量大，只有采用注入惰气 下，救援专家组针对当前灾情进行评估后确定灾 ５．５在大量的向灾区注入液态二氧化碳时。 的方法进行灭火比较合适。由于二氧化碳的吸附 区其余人员以无任何生还可能，经指挥部研究决 当它由液态转换为气态时，如遇井下巷道有淋水 能力强，它所产生的自由基等于氮气的８倍，可 定其下步救灾方案为： 容易结成千冰。因此，注入结束后进行其它工作 阳ｌＥ煤的自由基的产生。因此，决定利用管路对 更换及加固井下消火管路出．封闭二段以 时应考虑采取何种迅速破除结冰的方法，以保证 井下火区注入液态二氧化碳。 下新、老暗井和副暗井同时铺设束管Ｉｃ．停运主 按时完成任务。 ２．１需ｔＥＡ．液态二氧化碳数量的估算 扇、封闭主、副井．ｄ．气体化验车开通新暗井、老暗 ６结论 由于液态二氧化碳由液态变为气态的比例 井和风井３路束管进行监测；ｅ．从９月２３日ｌ１ 通过利用液态二氧化碳灭火方案的实施，使 为ｌ：６０Ｏ，而一般ｌｋｇ的液态二氧化碳可产生 时开始对火区注人液态二氧化碳进行灭火、降低 泰源煤矿及富华煤矿的火势得以控制，使下一步 Ｏ．５ 的气体所以按井下火区空间体积为２００００ 火区温度，化验人员要每隔３０分钟对井下气体 救灾工作得以顺利进行。同时可以看出，利用液 立方米左右计算，需要注入液态二氧化碳４Ｏ吨 进行一次化验分析，指挥部根据火区气体的变化 态二氧化碳灭火是处理煤矿火灾事故的有效手 左右。 情况决定液态二氧化碳的注人数量和注入时间。 段，它具有操作工艺简单、适应性强、灵活机动、 ２－２需要采取的安全措施 ９月２３日，第一批５车１２５吨液态二氧化 快速、及时、高效等优点。因此，具有使用及推广 ２．２．１注入液态二氧化碳前，要派专人检查 碳到达现场，１１时１５分，分别从新暗井、老暗井 价值。 管路，防止管路泄漏。 开始注入，截止到１０月１２日１２时４Ｏ分，累计 作者简介：赵修祥，工程师，现任国家救援鹤 ２．２．２注入液态二氧化碳前，要加强各处密 注人液态二氧化碳３４车共８５０吨。而此时通过 岗基地技术科副科长。 闭，防止漏风。 连续的气体化验分析数据表明，井下火区一氧化 ２．２＿３注入液态二氧化碳过程中，要随时观 碳始终稳定在５０－４０Ｏｐｐｍ之间，氧气稳定在 测井下气体的变化情况，化验人员要每隔３Ｏ分 ４～８％之间，二氧化碳稳定在１０～３０％之间。 钟进行一次井下气体化验分析，并及时将结果向 救灾指挥部根据化验结果，决定从１Ｏ月ｌ３ 指挥部进行汇报。 日８点开始启封火区、进行探查、恢复通风、搬运 一６５—
