煤礦防滅火井下機電硐室自動滅火系統設計與應用

煤礦機電硐室作為礦井的“心臟”與“神經中樞”，集中了變電所、水泵房、皮帶機頭、充電硐室等關鍵設備，其安全運行直接關乎整個礦井的生產命脈與人員安危。然而，硐室內電氣設備密集、電纜縱橫、可燃物集中，加之空間相對封閉，一旦發生火災，火勢發展迅猛，高溫及有毒煙氣積聚，不僅會造成巨大的直接經濟損失，更易引發瓦斯、煤塵爆炸等次生災害，嚴重威脅井下作業人員的生命安全。近年來，隨著礦井機械化、智能化水平的提升，設備功率增大、鋰電池等新型能源裝備的應用，使得機電硐室的火災風險與防控復雜性進一步增加。因此，研究與應用高效、可靠、智能的自動滅火系統，實現火災的“早發現、早預警、早處置”，已成為提升煤礦本質安全水平、推動礦山高質量發展的重要課題。

1. 系統設計的關鍵技術架構

現代煤礦機電硐室自動滅火系統已從早期單一的噴灑裝置，發展為集智能感知、快速決策、精準執行與遠程集控于一體的綜合性安全保障體系。其設計核心在于構建一個多技術融合、多系統聯動的閉環防控網絡。

1.1 智能感知與多重預警子系統

精準、可靠的火情探測是自動滅火系統的“眼睛”和“耳朵”。傳統單一傳感器易受井下粉塵、潮濕等環境干擾而產生誤報或漏報。當前先進的系統普遍采用“點-線-面”相結合的多參數融合感知策略。

“點式”傳感器陣列：在硐室內關鍵設備及電纜接頭、變壓器等易發熱部位，密集布置本安型煙霧傳感器、火焰傳感器和溫度傳感器。例如，針對中央變電所的設計中，需通過理論計算確定探測器的合理布局，如間距7.5米、至端墻距離3.75米等，確保無監測盲區。溫度監測不僅能預警明火，更能捕捉設備過熱的早期隱患。

“線式”分布式監測：沿電纜溝、電纜橋架等線性風險區域敷設分布式光纖測溫系統。該系統可實現長達20公里范圍內溫度的連續、實時監測，定位精度高，并能提前感知因電纜過載、絕緣老化等原因引起的溫度異常趨勢，預警準確率可高達99.2%。

1.2 滅火介質選擇與執行子系統

探測到火情后，系統需根據火源類型、位置和規模，自動選擇并釋放最有效的滅火介質。目前，機電硐室滅火已從傳統的水、砂子向高效、潔凈、針對性的新型滅火劑發展。

全氟己酮滅火系統：作為一種新型的潔凈氣體滅火劑，全氟己酮具有滅火效率高（約為哈龍的2-3倍）、電氣絕緣性好、對設備無腐蝕、對人體安全（在適當濃度下）且大氣存留期極短等優點。其系統設計通常采用懸掛式滅火器組網，通過管網或直接懸掛于保護區上方。例如，在趙家梁煤礦中央變電所的設計中，采用容量為30kg的懸掛式滅火器，共計16個，通過延時繼電器控制（間隔0.05秒），實現滅火劑的序貫噴放，既能保證滅火濃度，又可避免因同時噴放導致的氣流擾動影響滅火效果。系統在收到火警信號后，會啟動30秒的疏散倒計時，隨后自動釋放滅火劑。

干粉滅火系統：礦用區域自動噴粉滅火裝置用抑爆器主要適用于煤礦井下工作場所用于煤礦防護區域火災滅火，抑爆器單獨使用時，通過報警系統或啟動按鈕手動啟動滅火，與KW70礦用本安型溫度控制器搭配使用時，可自動探測溫度，當防護區溫度達到設定值時，啟動抑爆器滅火;抑爆器與KXH24礦用本安型區域自動滅火裝置控制箱、mim70礦用本安型溫度控制器配套使用時，除了溫度控制器啟動外，還可通過控制箱“手動”啟動防護區抑爆器完成滅火。

2. 結論與未來展望

煤礦機電硐室自動滅火系統的設計與應用，是礦山安全從被動應對向主動預防轉型的核心環節。當前，融合了多參數智能感知、高效潔凈滅火介質、AI決策與多系統協同聯動技術的綜合解決方案，已展現出卓越的預警能力和滅火效能，在多個礦山成功應用，筑牢了安全生產的“智能防線”。

展望未來，自動滅火系統的發展將呈現以下趨勢：一是深度智能化，AI算法將不僅用于火災識別，更將用于火災發展模擬預測和滅火策略的實時動態優化；二是全面融合化，滅火系統將與人員定位、應急廣播、機器人巡檢等系統無縫對接，構成智慧礦山“神經末梢”的一部分；三是介質綠色與多元化，針對鋰電池火災等新型風險的特種滅火劑及技術將不斷涌現；四是標準體系化，在國家強制性標準的推動下，系統的設計、建設和運維將更加規范、統一。

總之，隨著科技的持續突破與國家政策的強力引導，煤礦機電硐室自動滅火系統必將向著更智能、更可靠、更集成的方向演進，為從根本上提升礦井抗御火災風險的能力，保障能源供應鏈的安全穩定，提供不可或缺的技術支撐。