一、火災特點

利用地下洞庫貯油是一種新型的貯油技術，其貯油方法是選擇地下水穩定的地方開挖石洞，洞里放置鋼制貯罐儲油或用水沖洗油穴后直接在洞內儲油。洞庫儲罐本身深埋于地下，洞頂標高相對于巷道入口處標高一般在－100m以下，有的水封洞罐是在地下水位以下至少5m，洞罐四周被地下水所包圍，而地下水的壓力又大于油品的靜壓力，故將油封在洞內不能外流，起到良好的水封作用。由于地下油品與空氣隔絕，儲罐內無空氣，大大降低了火災和爆炸的危險性，同時抗震能力強，不易毀壞，具有較高的安全性。

地下洞儲油庫火災爆炸有以下特點：

1 火災危險性相對降低

地下洞庫由于在很深的地下，與地面空氣隔絕。雖然洞庫失火或炸壞破裂可使油料在洞體內燃燒，火災的擴散蔓延能力相對較小，但火柱貼近地面，輻射熱強，暴露在外的呼吸閥、側量孔等冒出的油蒸汽也有被引燃引爆的可能。

2 爆炸危險性相對加大

由于地下儲存壓力降低，液化石油氣會立即氣化，在空氣中達到爆炸極限范圍時，遇明火即產生爆炸。石油產品受熱膨脹，蒸汽壓力也升高，當壓力超過儲罐所能承受的極限壓力時，儲罐就會發生爆炸（燜爆），在傳播速度增大而形成的沖擊壓力作用下也會產生爆轟，這種爆轟傳入洞體或儲罐時，洞體或儲罐空間的混合物也會以爆轟的形式進行燃燒，從而產生相當大的破壞力。

3 火災面積廣

石油產品具有易蒸發的特性，其液（氣）體的蒸汽密度大多比空氣重，蒸發氣體沿地表面擴散，極易在儲存周圍低洼處積聚，當發生火災時，油液（氣）體擴散面積越大，形成火災面積也就越大。如果洞庫砼頂或護體炸裂崩塌，一般不容易造成油料流敞燃燒，但卻增大了著火面，若油流順溝流淌，則為撲救增加了難度，從而擴大了火災的危險性。

4 燃燒氣體有毒

洞庫內油罐發生火災，一般是先發生爆炸，然后再燃燒，而洞內燃燒時，一般氧氣不足，往往出現嚴重缺氧或兼有滾滾濃煙與有毒氣體一氧化碳，威脅作業人員和消防人員的安全。

防火防爆基本知識

二、防火防爆措施

1 庫址選擇

對人工地下洞儲油庫地址的基本要求是，洞庫區巖石的整體性好并具有穩定的地下水位，即選擇在無地上浸水，地下水位又低的地方；應具有良好的石質條件，要求地質構造簡單、巖性均一、整體性好、普氏系數應在6以上、裂縫小、不易風化，避開斷層和風化層。庫址除應滿足生產、消防、生活所需的水源的電源條件外，還應具備排水的條件。

2 庫區布置

地下洞庫的每條主巷道的出入口，不宜少于兩處（盡頭式巷道除外），洞口宜選擇在巖石較完整的陡坡上。汽車裝卸區應布置在面向公路的一側，宜設圍墻與其它各區隔開，并應設單獨出入口，在出入口處應設業務室，出入口外應設停車場。必須設置專門的汽車等燃油車輛灌裝場地，不使機動車輛進入油品發放區，防止其排氣管的火星引起火災事故。庫區的周圍應設環形消防道路，在消防道路兩側植樹時，株距應滿足消防操作的要求。

3 防火間距

（1）一般情況下，地下洞儲油庫多設在遠離城鎮的郊外或山區，消防隊伍不能在較短時間內集中到達，火勢容易擴大。所以各儲洞之間應按國家有關規范留有必要的防火間距。庫區應與附近的工業企業、民宅建筑、鐵路、橋梁等按有關標準保持足夠的安全距離，并盡可能設置在下游地帶，以免發生火災時危及這些場所的安全。

（2）地下油氣輸送管道不得從建筑物和大型構筑物的下面穿越；地下油氣輸送管道與建（構）筑物基礎或相鄰管道之間的水平和垂直凈距，應分別按照《城鎮燃氣設計規范》第5.3.2條規定進行設計。

（3）為了便于火災撲救和發生火災后的相互影響，人工沿油罐區同一條巷道內油罐的總容量不應大于100000m3，油罐數量不應多于15個；同一盡端式巷道內油罐的總容量不應大于40000m3，油罐的數量不應多于6個。

4 地下洞庫構造基本要求

（1）為了避免上部落石與圍巖相撞擊產生火花引起火災危險應選用圓拱洞形；豎井用上下兩層蓋板封閉，蓋板為鋼盤砼結構，豎井蓋板及水封墻應滿足以下兩點條件：要完全密封，不泄漏氣液；要有足夠的強度和剛度，能夠承受來自內外部的爆炸荷載。

（2）洞庫圍巖裂隙的處理是地下水封石洞油庫不泄漏油品的關鍵性措施，要對滴水和有小水流的裂隙進行注漿封堵。同時，增強了抗震能力強，不易毀壞。

（3）人工洞石油庫主巷道襯砌后的凈寬，不應小于3m；邊墻的高度，不應小于2.2m；主巷道的縱向坡度，不宜小于5‰。山洞儲庫主體工程和第二道防護門上部最小覆蓋層厚度高H≥30m，引洞長寬L≥200m。人工洞石油庫主巷道的油罐室防爆墻上，應根據抗爆等級設相應的防護門和密閉門。

（4）人工洞內油罐之間的距離不宜小于相鄰較大罐室、毛洞的直徑；油罐頂與油罐室頂內表面的距離，不應小于1.2m；油罐壁與油罐室壁內表面的距離，不應小于0.8m；油罐壁與油罐室防爆墻的距離，不應小于1.5m。

（5）對水封油庫的安全措施還應有以下兩點：

a.洞罐的水封墻和豎井蓋板均應按承受P＞10kg/cm2的爆炸壓力進行設計，以保證萬一發生爆炸事故時，只能在洞罐內部悶爆，不致于危及洞罐結構。

b.為了防止油氣經豎井滲漏到操作巷道，必須嚴格保證油氣不通過豎井蓋板處的巖壁縫隙泄漏。因此要求豎井蓋板做成上下兩層，并在上下蓋板的中間充水。蓋板與蓋板的間距，應根據油罐壓力所要求的靜水壓力來確定；并且沿著蓋板四周設環形注水槽，使水沿著槽下的注水孔不斷補充到蓋板附近的巖石中，達到水封隔阻的作用。

5 泄壓防爆

（1）應在與砼蓋頂同一高處安裝壓力調節閥，保持油品的壓力高于其蒸汽壓，以避免在管線中有兩相流生成，同時還應安裝故障安全閥；在洞儲罐底部應安裝保護套，以在輸入管線出口處形成水封并為壓力調節閥和故障安全閥的維修提供安全保障條件。

（2）每條管線上應安裝兩個故障安全閥，一個置于泵吸入口，另一個置于地面保護掩體內的泵出口管線上；放空管線和平衡管線在地下巖洞儲罐的砼塞子處均應裝有特殊安全裝置，以保證當管線上部套管破裂時洞中氣相物質不會漏出。

（3）洞內儲罐的承壓能力必須保證儲存油品所需的壓力和真空度的要求，并用呼吸閥加以控制，使其在一定安全范圍內工作。對于洞庫球頂立式罐，設計壓力宜為2000Pa，設計真空度宜為600Pa。

6 自動監視控制系統

（1）地下洞儲庫應采用先進的DCS集散控制系統，把計算機技術應用到洞庫安全監控，負責對庫區作業環境、設備技術狀態、收發油作業過程及其各參數等，進行監視、測試、控制，有效地防止人為的誤操作、誤判斷而造成的事故，或者設備設施技術狀態不良而可能引發的事故。應設有壓力、溫度、液位檢測儀表，并設有報警及安全放空等措施，以防止儲罐超裝、超壓，為防止油品倒流及泄漏，在地上管線還應設有緊急截斷閥等安全保護裝置。

（2）在地下儲庫的豎井坑道、閥門間、呼吸管、安全閥等可燃氣體釋放源附近宜設置可燃氣體檢測儀，并受控于DCS系統。如果庫存區中的可燃氣體的比重大于空氣，檢測儀的安裝高度，應距地坪0.3m~0.6m。

7 洞內通風設計

為防止洞庫內油氣濃度達到爆炸濃度范圍，應進行充分的通風換氣。洞內閥門間、油泵間的排風口一般設置兩個，一個在房間上部，以排出比空氣重的油氣。一個在離地坪0.2m處，以排出比空氣重的油氣。洞內排風管一般按引道坡度安裝，應在拐彎最近處裝設排出管內冷凝水的閘閥。洞庫遂道作業區安裝通風機應選用防爆型，電機和通風管道應有良好的靜電接地。

防火防爆基本知識

三、電氣防爆設計

1 電氣設備防爆措施

（1）所有供電系統、照明設備、通訊設備等均應保持干燥，絕緣良好，不應使洞壁滲水浸滴到上面，引起短路，發熱燒毀或有接觸不良，發生跳火的現象。

（2）應選擇防爆電氣設備。庫區內的照明燈具、操作柱按鈕、插座及檢修開關、接線盒、現場儀表應采用隔爆型；引至電氣設備的接線盒（口）處的電纜穿防爆撓性連接管。電纜宜架空敷設，并應采用阻燃型；電纜通入閥門間、油泵房的墻洞處，應填實、密封；電氣設備的金屬外殼應可靠接地，接地干線應在爆炸危險區域不同方向不少于兩處與接地體連接。

2 防雷措施

（1）洞庫油罐是被設置在人工開挖的罐室內，罐室頂部自然防護層存厚度要求應有30m厚，所以其自然防護能力強，對罐體不存在防雷要求。但是，對露出洞外的金屬呼吸管與金屬通風管應裝設獨立避雷針保護，其保護范圍應高出管口2m以上，獨立避雷針距離口的水平位置不得小于3m，避雷針的尖端應高出油氣管頂4m。

（2）進入洞內的金屬管線，當其洞外部分不埋地或埋地長度小于50m時，應在洞外作兩次接地，接地點間距不得大于100m，沖擊接地電阻不得大于20Ω，這樣，可使地面和管溝管線受到雷擊或雷感應產生的高電位在引入洞內之前大大降低，避免在洞內引起雷電事故。

（3）為防止雷擊時可能沿低壓架空線路將高電位引入洞庫而造成事故，要求動力、照明和通訊線路應采用鎧裝電纜埋入洞內；若由架空線路轉換為電纜埋地引洞內時，由洞口至轉換處的距離不應小于50m；電纜與架空線的連接處應裝設閥型避雷器，避雷器、電纜外皮和絕緣子鐵腳應作電氣連接并接地，其沖擊接地電阻不應大于10Ω。阻火器、呼吸閥、量油孔等金屬附件必須保持等位連接。

3 防靜電措施

（1）通風管路法蘭間要用導體連接，整個風管要接地，以排除由于空氣在管路中流動產生的靜電，防止由于靜電火花而引起燃燒爆炸事故。

（2）在進出庫存區或設施處管路系統的所有金屬件，包括護套的金屬包覆層、管道、泵等部位必須接地；管路兩端和每隔200m~300m處，以及分支處、拐彎處均應有一處防靜電接地；接地點宜設在管墩處，其沖擊接地電阻不宜大于30Ω。

（3）在儲油洞庫入口處、儲油罐間進口處、泵房及灌油間門口，應設置導靜電手握體；手握體應用引線與接地體相連；在汽車裝卸區應配備防火罩、接地拖刷；為作業人員配備防靜電服裝和鞋帽、防爆手電筒等。

（4）可在洞貯石油產品中加入微量的油溶性的抗靜電添加劑，使其導電率達到50ps/m以上；貯罐內壁應使用防靜電防腐涂料，涂料體電阻應低于108Ω•m。

（5）用管路輸送油品，應有防止混入空氣、水、灰塵等物質的措施。

在地下洞的儲油庫防火防爆措施

一、火災特點

利用地下洞庫貯油是一種新型的貯油技術，其貯油方法是選擇地下水穩定的地方開挖石洞，洞里放置鋼制貯罐儲油或用水沖洗油穴后直接在洞內儲油。洞庫儲罐本身深埋于地下，洞頂標高相對于巷道入口處標高一般在－100m以下，有的水封洞罐是在地下水位以下至少5m，洞罐四周被地下水所包圍，而地下水的壓力又大于油品的靜壓力，故將油封在洞內不能外流，起到良好的水封作用。由于地下油品與空氣隔絕，儲罐內無空氣，大大降低了火災和爆炸的危險性，同時抗震能力強，不易毀壞，具有較高的安全性。

地下洞儲油庫火災爆炸有以下特點：

1 火災危險性相對降低

地下洞庫由于在很深的地下，與地面空氣隔絕。雖然洞庫失火或炸壞破裂可使油料在洞體內燃燒，火災的擴散蔓延能力相對較小，但火柱貼近地面，輻射熱強，暴露在外的呼吸閥、側量孔等冒出的油蒸汽也有被引燃引爆的可能。

2 爆炸危險性相對加大

由于地下儲存壓力降低，液化石油氣會立即氣化，在空氣中達到爆炸極限范圍時，遇明火即產生爆炸。石油產品受熱膨脹，蒸汽壓力也升高，當壓力超過儲罐所能承受的極限壓力時，儲罐就會發生爆炸（燜爆），在傳播速度增大而形成的沖擊壓力作用下也會產生爆轟，這種爆轟傳入洞體或儲罐時，洞體或儲罐空間的混合物也會以爆轟的形式進行燃燒，從而產生相當大的破壞力。

3 火災面積廣

石油產品具有易蒸發的特性，其液（氣）體的蒸汽密度大多比空氣重，蒸發氣體沿地表面擴散，極易在儲存周圍低洼處積聚，當發生火災時，油液（氣）體擴散面積越大，形成火災面積也就越大。如果洞庫砼頂或護體炸裂崩塌，一般不容易造成油料流敞燃燒，但卻增大了著火面，若油流順溝流淌，則為撲救增加了難度，從而擴大了火災的危險性。

4 燃燒氣體有毒

洞庫內油罐發生火災，一般是先發生爆炸，然后再燃燒，而洞內燃燒時，一般氧氣不足，往往出現嚴重缺氧或兼有滾滾濃煙與有毒氣體一氧化碳，威脅作業人員和消防人員的安全。

防火防爆基本知識

二、防火防爆措施

1 庫址選擇

對人工地下洞儲油庫地址的基本要求是，洞庫區巖石的整體性好并具有穩定的地下水位，即選擇在無地上浸水，地下水位又低的地方；應具有良好的石質條件，要求地質構造簡單、巖性均一、整體性好、普氏系數應在6以上、裂縫小、不易風化，避開斷層和風化層。庫址除應滿足生產、消防、生活所需的水源的電源條件外，還應具備排水的條件。

2 庫區布置

地下洞庫的每條主巷道的出入口，不宜少于兩處（盡頭式巷道除外），洞口宜選擇在巖石較完整的陡坡上。汽車裝卸區應布置在面向公路的一側，宜設圍墻與其它各區隔開，并應設單獨出入口，在出入口處應設業務室，出入口外應設停車場。必須設置專門的汽車等燃油車輛灌裝場地，不使機動車輛進入油品發放區，防止其排氣管的火星引起火災事故。庫區的周圍應設環形消防道路，在消防道路兩側植樹時，株距應滿足消防操作的要求。

3 防火間距

（1）一般情況下，地下洞儲油庫多設在遠離城鎮的郊外或山區，消防隊伍不能在較短時間內集中到達，火勢容易擴大。所以各儲洞之間應按國家有關規范留有必要的防火間距。庫區應與附近的工業企業、民宅建筑、鐵路、橋梁等按有關標準保持足夠的安全距離，并盡可能設置在下游地帶，以免發生火災時危及這些場所的安全。

（2）地下油氣輸送管道不得從建筑物和大型構筑物的下面穿越；地下油氣輸送管道與建（構）筑物基礎或相鄰管道之間的水平和垂直凈距，應分別按照《城鎮燃氣設計規范》第5.3.2條規定進行設計。

（3）為了便于火災撲救和發生火災后的相互影響，人工沿油罐區同一條巷道內油罐的總容量不應大于100000m3，油罐數量不應多于15個；同一盡端式巷道內油罐的總容量不應大于40000m3，油罐的數量不應多于6個。

4 地下洞庫構造基本要求

（1）為了避免上部落石與圍巖相撞擊產生火花引起火災危險應選用圓拱洞形；豎井用上下兩層蓋板封閉，蓋板為鋼盤砼結構，豎井蓋板及水封墻應滿足以下兩點條件：要完全密封，不泄漏氣液；要有足夠的強度和剛度，能夠承受來自內外部的爆炸荷載。

（2）洞庫圍巖裂隙的處理是地下水封石洞油庫不泄漏油品的關鍵性措施，要對滴水和有小水流的裂隙進行注漿封堵。同時，增強了抗震能力強，不易毀壞。

（3）人工洞石油庫主巷道襯砌后的凈寬，不應小于3m；邊墻的高度，不應小于2.2m；主巷道的縱向坡度，不宜小于5‰。山洞儲庫主體工程和第二道防護門上部最小覆蓋層厚度高H≥30m，引洞長寬L≥200m。人工洞石油庫主巷道的油罐室防爆墻上，應根據抗爆等級設相應的防護門和密閉門。

（4）人工洞內油罐之間的距離不宜小于相鄰較大罐室、毛洞的直徑；油罐頂與油罐室頂內表面的距離，不應小于1.2m；油罐壁與油罐室壁內表面的距離，不應小于0.8m；油罐壁與油罐室防爆墻的距離，不應小于1.5m。

（5）對水封油庫的安全措施還應有以下兩點：

a.洞罐的水封墻和豎井蓋板均應按承受P＞10kg/cm2的爆炸壓力進行設計，以保證萬一發生爆炸事故時，只能在洞罐內部悶爆，不致于危及洞罐結構。

b.為了防止油氣經豎井滲漏到操作巷道，必須嚴格保證油氣不通過豎井蓋板處的巖壁縫隙泄漏。因此要求豎井蓋板做成上下兩層，并在上下蓋板的中間充水。蓋板與蓋板的間距，應根據油罐壓力所要求的靜水壓力來確定；并且沿著蓋板四周設環形注水槽，使水沿著槽下的注水孔不斷補充到蓋板附近的巖石中，達到水封隔阻的作用。

5 泄壓防爆

（1）應在與砼蓋頂同一高處安裝壓力調節閥，保持油品的壓力高于其蒸汽壓，以避免在管線中有兩相流生成，同時還應安裝故障安全閥；在洞儲罐底部應安裝保護套，以在輸入管線出口處形成水封并為壓力調節閥和故障安全閥的維修提供安全保障條件。

（2）每條管線上應安裝兩個故障安全閥，一個置于泵吸入口，另一個置于地面保護掩體內的泵出口管線上；放空管線和平衡管線在地下巖洞儲罐的砼塞子處均應裝有特殊安全裝置，以保證當管線上部套管破裂時洞中氣相物質不會漏出。

（3）洞內儲罐的承壓能力必須保證儲存油品所需的壓力和真空度的要求，并用呼吸閥加以控制，使其在一定安全范圍內工作。對于洞庫球頂立式罐，設計壓力宜為2000Pa，設計真空度宜為600Pa。

6 自動監視控制系統

（1）地下洞儲庫應采用先進的DCS集散控制系統，把計算機技術應用到洞庫安全監控，負責對庫區作業環境、設備技術狀態、收發油作業過程及其各參數等，進行監視、測試、控制，有效地防止人為的誤操作、誤判斷而造成的事故，或者設備設施技術狀態不良而可能引發的事故。應設有壓力、溫度、液位檢測儀表，并設有報警及安全放空等措施，以防止儲罐超裝、超壓，為防止油品倒流及泄漏，在地上管線還應設有緊急截斷閥等安全保護裝置。

（2）在地下儲庫的豎井坑道、閥門間、呼吸管、安全閥等可燃氣體釋放源附近宜設置可燃氣體檢測儀，并受控于DCS系統。如果庫存區中的可燃氣體的比重大于空氣，檢測儀的安裝高度，應距地坪0.3m~0.6m。

7 洞內通風設計

為防止洞庫內油氣濃度達到爆炸濃度范圍，應進行充分的通風換氣。洞內閥門間、油泵間的排風口一般設置兩個，一個在房間上部，以排出比空氣重的油氣。一個在離地坪0.2m處，以排出比空氣重的油氣。洞內排風管一般按引道坡度安裝，應在拐彎最近處裝設排出管內冷凝水的閘閥。洞庫遂道作業區安裝通風機應選用防爆型，電機和通風管道應有良好的靜電接地。

防火防爆基本知識

三、電氣防爆設計

1 電氣設備防爆措施

（1）所有供電系統、照明設備、通訊設備等均應保持干燥，絕緣良好，不應使洞壁滲水浸滴到上面，引起短路，發熱燒毀或有接觸不良，發生跳火的現象。

（2）應選擇防爆電氣設備。庫區內的照明燈具、操作柱按鈕、插座及檢修開關、接線盒、現場儀表應采用隔爆型；引至電氣設備的接線盒（口）處的電纜穿防爆撓性連接管。電纜宜架空敷設，并應采用阻燃型；電纜通入閥門間、油泵房的墻洞處，應填實、密封；電氣設備的金屬外殼應可靠接地，接地干線應在爆炸危險區域不同方向不少于兩處與接地體連接。

2 防雷措施

（1）洞庫油罐是被設置在人工開挖的罐室內，罐室頂部自然防護層存厚度要求應有30m厚，所以其自然防護能力強，對罐體不存在防雷要求。但是，對露出洞外的金屬呼吸管與金屬通風管應裝設獨立避雷針保護，其保護范圍應高出管口2m以上，獨立避雷針距離口的水平位置不得小于3m，避雷針的尖端應高出油氣管頂4m。

（2）進入洞內的金屬管線，當其洞外部分不埋地或埋地長度小于50m時，應在洞外作兩次接地，接地點間距不得大于100m，沖擊接地電阻不得大于20Ω，這樣，可使地面和管溝管線受到雷擊或雷感應產生的高電位在引入洞內之前大大降低，避免在洞內引起雷電事故。

（3）為防止雷擊時可能沿低壓架空線路將高電位引入洞庫而造成事故，要求動力、照明和通訊線路應采用鎧裝電纜埋入洞內；若由架空線路轉換為電纜埋地引洞內時，由洞口至轉換處的距離不應小于50m；電纜與架空線的連接處應裝設閥型避雷器，避雷器、電纜外皮和絕緣子鐵腳應作電氣連接并接地，其沖擊接地電阻不應大于10Ω。阻火器、呼吸閥、量油孔等金屬附件必須保持等位連接。

3 防靜電措施

（1）通風管路法蘭間要用導體連接，整個風管要接地，以排除由于空氣在管路中流動產生的靜電，防止由于靜電火花而引起燃燒爆炸事故。

（2）在進出庫存區或設施處管路系統的所有金屬件，包括護套的金屬包覆層、管道、泵等部位必須接地；管路兩端和每隔200m~300m處，以及分支處、拐彎處均應有一處防靜電接地；接地點宜設在管墩處，其沖擊接地電阻不宜大于30Ω。

（3）在儲油洞庫入口處、儲油罐間進口處、泵房及灌油間門口，應設置導靜電手握體；手握體應用引線與接地體相連；在汽車裝卸區應配備防火罩、接地拖刷；為作業人員配備防靜電服裝和鞋帽、防爆手電筒等。

（4）可在洞貯石油產品中加入微量的油溶性的抗靜電添加劑，使其導電率達到50ps/m以上；貯罐內壁應使用防靜電防腐涂料，涂料體電阻應低于108Ω•m。

（5）用管路輸送油品，應有防止混入空氣、水、灰塵等物質的措施。