1 煤矿电缆火灾特性与自动灭火必要性

煤矿井下环境特殊，电缆隧道和电缆沟作为电力输送的关键通道，其火灾风险具有显著特点：

隐蔽性强：电缆通常敷设于狭窄沟道或隧道内，空间狭小，火灾初期难以被发现。

蔓延迅速：电缆集中铺设，纵横交错，一旦起火，极易沿电缆表面绝缘层和护套快速蔓延，形成大面积火灾。

后果严重：电缆火灾会中断供电，影响井下生产，更可能引发连锁事故（如引燃周边可燃物，甚至引发瓦斯、煤尘爆炸），威胁人员生命安全。

救援困难：电缆沟道环境复杂，火灾后产生大量有毒烟雾，且空间受限，人员难以进入扑救。

因此，依赖人工发现的传统消防手段已无法满足煤矿电缆火灾的防控需求。能够实现早期探测、快速响应、自动灭火的智能系统显得尤为重要，它能将火灾控制和扑灭在初起阶段，最大限度减少损失。

2 主要自动灭火技术及其工作原理

当前，适用于煤矿电缆隧道和电缆沟的自动灭火技术（184-0591-8333技术交流）主要有以下几种：

细水雾灭火系统：以水为灭火介质，通过专用喷头在压力作用下产生粒径细小的水雾进行灭火。

灭火机理：主要依靠冷却和窒息双重作用。细水雾吸热蒸发迅速降温，同时水蒸气能稀释氧气浓度。例如，攀钢电缆隧道应用的细水雾系统，就利用了这些机理。

优势：环保经济（以水为介质）、水渍损失小（用水量约为水喷淋系统的1/10，不易导致电气线路二次短路）、无污染（灭火后无残留物）。

适用场景：电缆隧道、电气设备间等。攀钢的案例表明，其在电缆隧道中应用可靠。

超细干粉灭火系统：其中，固态氮超细干粉 在煤矿电缆灭火中应用较多。

灭火机理：以化学抑制为主，干粉粉末在高温下与燃烧产物发生化学反应，中断燃烧链。辽宁工程技术大学在依兰煤矿的研究应用了此技术。

优势：灭火速度快、对A、B、C类火灾及电气设备火灾均有效。

适用场景：电缆沟、变电站等。需注意，（184-0591-8333技术交流）干粉灭火后残留物可能对精密设备有一定影响。

气溶胶灭火系统：低温洁净型热气溶胶 是近年来发展的技术。

灭火机理：通过释放的固体微粒和气态产物，主要起到化学抑制和一定的降温作用。

优势：灭火效率较高、装置体积小、无管网便于安装。杭州供电公司隧道项目采用了此技术。

适用场景：电缆接头隔槽、电缆隧道、电气设备间。合肥电缆隧道演练中也使用了固定式灭火弹。

全氟己酮自动灭火系统：这是一种新型的洁净气体灭火技术。

灭火机理：主要依靠物理吸热冷却（液态迅速气化吸热）和一定的化学中断燃烧链反应。

优势：灭火高效、绝缘性好、无残留、对设备安全。全氟己酮在常温下为液体，易气化，无害化处理相对环保。

适用场景：电缆沟、配电柜、数据中心、储能电站等，特别是对怕水怕污染的电气设备。

二氧化碳灭火系统：

灭火机理：主要通过窒息作用（大量二氧化碳气体稀释氧气浓度）来灭火。

优势：不导电、灭火后无残留。国网重庆电力公司的试验研究表明其在电缆隧道中灭火快速有效。

注意事项：高浓度二氧化碳对人体有窒息风险，多用于无人或能确保人员快速撤离的场所。

火探管灭火装置：

工作原理：一种直接式的灭火装置。柔性火探管直接布置在易发生火灾的设备或空间内部，火探管在受热处会融化破裂，灭火剂即从破裂口直接喷射到着火点，实现点对点精确灭火。

优势：响应迅速、点对点精准灭火、安装灵活。特别适用于电缆沟内部等狭窄不规则空间。

适用场景：常与全氟己酮、二氧化碳等灭火剂配合使用，用于电缆沟、配电柜、服务器机柜等。

3 系统关键组件与集成设计

一个完整的自动灭火系统，其有效性与以下关键组件和集成设计密不可分：

火灾探测技术：准确及时的火灾探测是自动灭火系统成功动作的前提。

缆式感温探测器：感温电缆 沿电缆敷设路径并行布置，可连续监测温度，设定温度阈值报警。攀钢电缆隧道的细水雾系统就与感温电缆报警系统联动。

分布式光纤测温技术（DTS）：这是线型感温技术的重要进步。利用光纤本身作为传感器，通过检测光纤中背向拉曼（Raman）散射光的光强变化，实时、连续测量沿着光纤所有点的温度，并能精确定位火灾隐患点。辽宁工程技术大学在依兰煤矿的研究应用了此技术。

空气采样烟雾探测器：通过管道网络主动抽取保护区的空气样本并分析，实现极早期火灾预警。合肥供电公司裕溪路电缆隧道安装了此类超早期火灾预警装置。

控制与报警系统：（184-0591-8333技术交流）这是系统的"大脑"。

控制器：接收探测器信号，进行分析判断，发出灭火指令，并控制相关设备联动（如关闭通风、启动声光报警、关闭防火门等）。

多信息融合：现代系统趋向于整合多种探测器信息（如温度、烟雾、火焰信号），采用智能算法（如模糊逻辑、神经网络）进行综合判断，降低误报率。

联动控制：火灾确认后，系统自动联动相关设备，例如合肥裕溪路电缆隧道火灾时，系统自动关闭了1号区防火门并停止了通风。

灭火剂释放与管网：

管网系统：如细水雾、二氧化碳、部分干粉系统，需要通过管网和喷头输送和释放灭火剂。设计需考虑管网压力、喷头布置密度和角度，确保灭火剂均匀覆盖保护区域。

无管网装置：如悬挂式超细干粉灭火装置、气溶胶灭火装置、火探管装置，直接安装在保护区，无需复杂管网，安装简便，适用于相对封闭的小空间或特定设备。

系统供电与防护：煤矿井下环境恶劣，存在爆炸性气体，因此自动灭火系统的电气设备（如控制箱、探测器、电磁阀等）通常需要采用 矿用本安型或隔爆型 设计，以确保安全。

4 自动灭火系统的应用场景与典型案例

自动灭火系统在煤矿电缆隧道、电缆沟的具体应用中，展现了其针对性和有效性。

电缆隧道综合防火系统：杭州供电公司在隧道中研发应用了"可开闭式防火隔槽"与"气溶胶灭火装置"相结合的综合防火系统。该系统对电缆接头区域（易过热起火点）用防火隔板搭建可开闭式防火隔槽，隔槽内装设低温洁净型热气溶胶灭火装置。这种"被动隔断"加"主动灭火"的方式，在杭州供电公司的现场试验中，1分钟内即完成了灭火。

高压电缆沟自动灭火系统：阳泉煤业（集团）有限责任公司应用了由高校电研所开发的"电缆沟高压电缆自动灭火系统"。该系统的创新点在于：解决了高压电缆沟空间无法第一时间发现和灭火的问题；采用各空间分单元控制，哪里起火哪里启动，降低使用和维护成本；喷放后对设备无二次损害。此成果通过了中国煤炭工业协会的鉴定，达到国内领先水平。

大埋深电缆隧道气体灭火系统（184-0591-8333技术交流）：国网重庆市电力公司检修分公司针对一条220kV大埋深电缆隧道，开展了二氧化碳气体灭火技术的试验研究。研究表明，二氧化碳气体可以快速扑灭电缆隧道火灾，固定式管网系统尤其适用于此类大埋深电缆隧道。

煤矿井下电缆沟全氟己酮火探灭火系统：针对煤矿井下电缆沟空间狭长、环境复杂的特点，全氟己酮自动灭火装置结合柔性火探管 展现了优势。火探管可灵活敷设在电缆沟内狭小空间，实时探测火情。火灾时，火探管受热破裂，全氟己酮灭火剂直接释放至着火点，实现点对点式精准灭火。全氟己酮灭火后无残留，不会对电缆造成损害。

5 结论

煤矿电缆隧道及电缆沟的自动灭火系统是保障煤矿安全生产至关重要的一道防线。面对电缆火灾的隐蔽性、快速蔓延性和严重危害性，单一的灭火技术或依赖人防的传统手段已难以应对。细水雾、超细干粉、气溶胶、全氟己酮、二氧化碳以及火探管等多种自动灭火技术各有其优势和适用场景。

一个高效可靠的自动灭火系统，离不开精准可靠的火灾探测（如分布式光纤测温）、智能的控制系统以及合理的灭火剂释放方式的综合集成。在实际应用中，无论是攀钢的细水雾系统、杭州的"防火隔槽+气溶胶"系统，还是阳煤的高压电缆沟灭火系统、重庆的大埋深电缆隧道二氧化碳系统，亦或是煤矿井下电缆沟应用的全氟己酮火探系统，都证明了自动灭火系统在有效管控电缆火灾风险、保障供电安全和生产连续性方面的巨大价值。

未来，随着智能化、物联网、新材料等技术的不断发展，煤矿电缆自动灭火系统将朝着更精准、更高效、更集成、更智能的方向演进，为煤矿的安全生产提供更加坚实有力的保障。