采空区防灭火措施培训课件

采空区防灭火措施培训课件CONTENTS目录01采空区概述与火灾危险性02法律法规与技术标准依据03预防采空区自然发火技术措施04防灭火技术手段应用CONTENTS目录05预测预警系统建设与应用06采空区火灾应急处置措施07管理与制度保障措施08总结与展望01采空区概述与火灾危险性采空区定义及形成原因采空区的定义采空区是指矿山或矿区中矿体被开采完毕后留下的没有任何价值的空间区域。采空区的形成原因在煤矿开采过程中，矿体被采出后，原有的岩石应力平衡状态被破坏，导致岩石发生变形、破裂和移动，最终形成采空区。采空区的主要特点采空区具有空间大、隐蔽性强、易积聚瓦斯等特点，是煤矿安全管理的重点区域。采空区火灾的危害分析

严重威胁矿工生命安全火灾产生的高温和烟尘会导致局部氧气不足，极易造成矿工窒息死亡；同时可能引发瓦斯爆炸，造成大规模人员伤亡。

破坏矿井生产设施与资源火势蔓延会烧毁大量生产设备，导致煤矿生产中断，采空区残留煤炭燃烧造成资源浪费，修复设施需投入巨额资金。

引发次生灾害与环境影响采空区大气压力变化可能诱发整个矿山火灾或瓦斯爆炸；烟气渗透至地面污染周边环境，危害居民健康安全。

增加灭火救援难度与风险采空区空间隐蔽、漏风复杂，火灾扑救困难，不当处置易导致火势扩散，危及救援人员安全及矿山整体结构稳定。采空区火灾典型事故案例2111工作面采空区煤斗发火事故2011年8月31日，2111工作面运输巷已回采段发现烟雾，地面监控室实测CO浓度最高达112.5ppm（正常为0ppm）。经查，发火点位于距东石门揭煤30m左右的煤斗处，因煤层顶板破碎导致残煤未回收干净，采空区遗留残煤自燃引发火灾。金属矿山采空区可燃物火灾事故某金属矿山采空区因残留可燃物管理不当引发火灾，造成重大经济损失。事故原因显示，采空区内通风不良导致可燃气体积聚，加之未及时清理可燃物，最终引发火势蔓延，凸显采空区可燃物管控与通风管理的重要性。煤矿采空区坍塌次生火灾事故某煤矿采空区因支护不当导致顶板冒落，坍塌过程中产生火花引燃采空区遗煤，造成多人伤亡。事故暴露采空区支护质量缺陷及火灾预警机制不足，需加强支护管理与火灾早期监测。采空区火灾危险性评估方法综合指数法综合指数法通过选取遗煤自燃倾向性、漏风强度、温度、气体浓度等多个评价指标，赋予不同权重并量化评分，综合判定采空区火灾危险等级，为针对性防控提供依据。模糊数学法模糊数学法利用模糊理论处理采空区火灾影响因素的不确定性和模糊性，通过建立隶属函数和模糊关系矩阵，对火灾危险性进行模糊综合评判，提高评估结果的科学性。神经网络法神经网络法模拟人脑神经元结构，以采空区地质条件、开采参数、监测数据等为输入，通过训练学习建立非线性映射模型，实现对火灾危险性的智能预测与评估。现场调查与实验室分析现场调查包括遗煤分布、漏风状况、密闭质量检查等；实验室分析对采空区气体样本进行成分检测（如CO浓度）、煤样自燃倾向性测定，为评估提供基础数据支撑。数值模拟法数值模拟法借助计算机软件构建采空区物理模型，模拟遗煤氧化升温、气体运移规律，预测不同条件下火灾发展趋势，是评估火灾风险和优化防控措施的有效工具。02法律法规与技术标准依据安全生产相关法律法规要求

国家法律层面依据《中华人民共和国安全生产法》规定了企业安全生产的基本要求，明确了各级政府及有关部门的安全监管职责，是采空区防灭火工作的根本法律遵循。

行业安全规程要求《煤矿安全规程》针对煤矿采空区防治火安全技术措施提出了具体要求和操作规范；《金属非金属矿山安全规程》适用于金属非金属矿山的采空区防治火工作，规定了相应的安全技术措施和管理要求。

技术标准与规范需遵循《煤矿防治水规定》《金属非金属矿山排土场安全生产规则》《矿山救护规程》等技术标准，涉及采空区处理、排水、边坡稳定及应急救援等方面的技术要求。煤矿安全规程具体规定01回采工作面长度与自然发火期匹配《煤矿安全规程》规定，回采工作面的长度必须根据煤层的自然发火期确定，确保在自然发火期内完成回采，防止采空区遗煤自燃。02采空区及时封闭要求回采工作结束后，采空区必须及时封闭，构筑永久性防火墙。防火墙附近需设置栅栏、警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌。03防火墙管理规定需定期测定防火墙内气体成分和空气温度，检查防火墙外空气温度、瓦斯浓度及墙体状况，所有测定结果记入防火记录簿，井下防火墙应编号并在火区位置图中注明。04巷道布置与支护要求集中运输大巷和总回风巷道应布置在岩层或无自燃倾向煤层内，若布置在煤层中必须砌碹或锚喷；开采有自燃倾向性中厚煤层时，U型通风系统下采煤工作面须采用后退式开采顺序。05采区设计与煤柱留设原则采区长度根据采煤速度和煤炭自燃发火期确定，采区内需保证最少煤柱留设、最少煤层破坏、最高回采率、最快采煤速度，不得任意留设设计外煤柱和煤顶。防灭火技术标准与规范

国家法律法规依据《中华人民共和国安全生产法》规定了企业安全生产的基本要求，明确了各级政府及有关部门的安全监管职责，是采空区防灭火工作的根本法律保障。

行业安全规程要求《煤矿安全规程》针对煤矿采空区防治火安全技术措施提出了具体的要求和操作规范；《金属非金属矿山安全规程》适用于金属非金属矿山的采空区防治火工作。

专项技术标准遵循遵循《煤矿防治水规定》对煤矿采空区的防治水工作提出的技术标准，包括水文地质条件分析、水害防治措施等；《矿山救护规程》提供了矿山事故应急救援的技术标准。

企业内部管理制度企业需根据采矿工艺和采矿厂制定防火规章制度，明确人员职责和安全操作规范，加强监管、培训和演练，确保防灭火措施的有效落实。03预防采空区自然发火技术措施开采技术措施：提高回采率与速度优化回采工艺，提高回采率

回采过程中严禁丢底、顶煤，确保将可采煤炭资源最大限度采出，减少采空区遗煤量。同时，木料等可燃材料应回收干净，不得埋入采空区，从源头上降低自燃风险。科学确定工作面参数

回采工作面的长度必须根据煤层的自然发火期确定，采区长度也应依据采煤速度和煤炭自燃发火期来合理设定，以保证在自然发火期内完成回采并及时封闭采空区。保障均衡快速推进

工作面距停采线最后40m范围内，需保证机、风巷均衡回采，防止因局部推进迟缓而造成采空区自然发火。开采中必须按回采设计中的时间提前完成回采工作，缩短煤炭在采空区的暴露时间。减少煤柱留设与煤层破坏

在采区内，应保证最少的煤柱留设、最少的煤层破坏、最高的回采率、最快的采煤速度，不得任意留设设计外的煤柱和煤顶，避免煤柱破坏区成为自然发火隐患点。回采期间采空区管理要点

01提高回采率与控制遗煤量回采中严禁丢底、顶煤，减少采空区遗煤量；木料等可燃材料应回收干净，不得埋入采空区，从源头上降低自燃风险。

02随采随灌防火技术应用利用工作面风巷埋设的防火灌浆管路对采空区进行随采随灌，通过覆盖遗煤表面，隔绝氧气，达到预防性防火目的。

03停采线区域均衡推进管理工作面距停采线最后40m范围内，保证机、风巷均衡回采，防止因局部推进迟缓导致采空区遗煤长时间暴露而自然发火。

04收作期间支架与铺网管理工作面停采时，打开支架侧护板，保证联网质量及支架初撑力，收作铺网延至架后并落地压茬，有效防止采空区漏风。上下隅角充填与隔离袋墙设置上下隅角充填要求工作面上、下隅角必须充填背实，以减少采空区漏风，切断向采空区供氧的通道，降低自然发火风险。隔离袋墙施工时机与数量当工作面回采至停采线60m后，采煤区每间隔10m施工一道隔离袋墙。至停采收作线，工作面机巷、风巷共需施工隔离袋墙14道（机、风巷各7道）。隔离袋墙封堵范围下隅角由机巷下帮至第1架架尾，上隅角由风巷上帮至最后1架架尾，确保对采空区形成有效隔离。隔离袋墙材料与施工规范采用碎矸等不燃性材料装袋垒砌，宽度不小于2m，墙面竖缝错开，逐层垒砌，严禁出现阶梯墙面，并与巷帮、顶板及架尾接实，保证四周封堵严密。施工监督与管路保护施工前由采煤区联系通风区，通风区安排专人现场监督施工质量。施工前必须确认灌浆管（注氮管）位置，不得将预留管口封于墙中，管路需靠帮靠底，不得悬空。隔离袋墙管理要求已施工的隔离袋墙严禁拆除，以维持采空区的隔离状态，减少供氧条件，有效预防自然发火。采空区密闭管理要求

密闭设施基础设置规范每个防火墙附近必须设置栅栏、警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌。井下所有永久性防火密闭都应编号，并在火区位置关系图中注明。

定期监测与维护标准应定期测定和分析防火墙内的气体成分和空气温度，检查防火墙外的空气温度、瓦斯浓度、防火墙内外空气压差及墙体状况。所有测定和检查结果必须记入防火记录簿。矿井做大的系统调整时，需额外测定防火密闭内气体成分和空气温度。

隔离袋墙施工质量控制采用碎矸等不燃性材料装袋垒砌，宽度不小于2m，墙面竖缝错开，逐层垒砌，严禁出现阶梯墙面，确保与巷帮、顶板及架尾接实，四周封堵严密。施工前须确认灌浆管（注氮管）位置，不得将预留管口封于墙中，管路要靠帮靠底，不得悬空。

密闭完整性保障措施已施工的隔离袋墙严禁拆除。施工时由通风区专人现场监督，保证施工质量。发现封闭不严或墙体有缺陷，或火区出现异常变化时，必须立即采取措施及时处理。04防灭火技术手段应用预防性灌浆技术实施方法

技术原理与核心作用通过向采空区灌注泥浆，利用泥浆覆盖遗煤表面，隔绝氧气与煤炭的接触，从而抑制遗煤自燃，达到防火目的。

实施步骤与操作流程首先确定灌浆区域，明确需要灌注的采空区范围；其次准备泥浆材料，确保材料符合防火要求；然后安装灌浆管路，保证管路布设合理、通畅；最后实施灌浆作业，控制好灌浆速度和压力。

关键注意事项一是要确保泥浆材料质量，选用不燃性材料；二是严格控制灌浆速度和压力，避免对采空区结构造成破坏；三是定期检查灌浆效果，根据实际情况调整灌浆方案。

管路布设与维护要求利用工作面风巷埋设防火灌浆管路进行随采随灌，施工隔离袋墙前必须对灌浆管进行确认，不得将预留管口封于隔离袋墙之中，管路要靠帮靠底，不得悬空。氮气防灭火系统应用要点

氮气防灭火技术原理向采空区注入氮气，降低氧气浓度，抑制遗煤自燃，是采空区防灭火的重要技术手段。

注氮区域与管路安装需明确注氮区域，合理安装注氮管路，确保氮气能有效覆盖目标区域，为注氮作业奠定基础。

注氮作业实施控制实施注氮作业时，要确保氮气源稳定可靠，严格控制注氮速度和浓度，以达到最佳防灭火效果。

注氮效果定期检查定期检查注氮效果，监测采空区内气体成分变化，及时调整注氮参数，保障防灭火措施的有效性。阻化剂防灭火技术参数阻化剂浓度要求常用阻化剂溶液浓度一般控制在8%-15%，具体根据煤种自燃倾向性及现场条件确定，需通过实验室试验优化配比。喷洒量标准针对采空区遗煤，阻化剂喷洒量应不低于20L/m²，确保煤体表面形成完整覆盖层，抑制氧化反应。作用有效期阻化剂有效期通常为3-6个月，受井下湿度、温度影响，需定期检查并补喷，保证持续抑制效果。pH值控制阻化剂溶液pH值宜控制在6-9之间，避免过酸或过碱对设备及煤层造成腐蚀或破坏。均压防火技术调节措施

01进回风压差调节在综采工作面回风、运输顺槽设置调节墙，通过调节墙体参数控制工作面两道进回风之间的压力差，减少采空区漏风。

02风量控制标准停采期间需降低工作面风量，保持配风在800～1000立方米/分钟，通过合理控制风量维持采空区均压状态。

03出口断面保障保持工作面上下出口净断面达原设计断面的95%以上，确保通风顺畅；同时保持工作面两道材料设备码放整齐，避免阻碍风流。

04回风隅角风量优化在回风侧设置引风帘，增大回风隅角的风量，有效稀释并排除回风隅角积聚的有害气体，改善局部通风条件。

05区域均压监测每两天由测风员对综采工作面进行一次全面测风，摸清本采区区域通风压能分布情况，为施行区域均压调节提供数据支持。05预测预警系统建设与应用束管监测系统组成与工作原理

系统核心组成部分束管监测系统主要由地面控制中心的数据处理装置、抽气泵，以及敷设在矿井中的管缆及管路等附件构成，实现井下气体信息的采集与分析。

井下气体采集机制通过预先布置在工作面的上隅角、采空区、回风顺槽等关键位置的束管，利用抽气泵将被测点气体抽取至地面，为后续分析提供样本。

地面数据处理流程采集的气体进入气路控制装置后，在计算机系统控制下进行成分分析，依据气体变化趋势和格拉姆系数等指标，实现对煤层自然发火的早期预报。

火灾预警触发机制当监测到氧气浓度降低、一氧化碳等指标超过临界值或出现异常变化时，系统立即发出预警信号，为采取灭火措施争取时间。气体成分与温度监测指标

关键气体监测指标重点监测一氧化碳（CO）浓度，正常情况下应保持在0ppm，当浓度超过临界值（如112.5ppm）时需立即采取措施；同时监测瓦斯浓度及氧气含量，氧气浓度降低可抑制遗煤自燃。

温度监测标准定期测定防火墙内外空气温度，采空区异常高温（如超过30℃）是自燃发火的重要征兆，需结合气体指标综合判断火灾风险。

气体与温度协同分析通过束管监测系统对采空区气体成分（如CO、O₂、CH₄）及温度进行连续监测，依据格拉姆系数等分析方法，预测煤层自然发火趋势，实现早期预警。火灾预警阈值与响应流程关键气体预警阈值一氧化碳（CO）浓度正常参数为0ppm，当监测到CO浓度达到112.5ppm及以上时，需立即启动预警响应；氧气浓度低于18%或瓦斯浓度超过1.0%时，应发出警示并采取措施。温度监测预警标准采空区及防火墙内外空气温度需定期测定，当温度异常升高或出现热源点时，结合气体分析结果判断发火风险，及时发出预警。火灾报警响应启动流程发现烟雾、气体浓度超标或温度异常等火情迹象后，现场人员立即向调度室汇报；调度室接报后，立即通知相关负责人及技术人员赶赴现场核查，并启动应急预案。现场应急处置步骤确认发火后，立即组织人员撤离危险区域，同时采取打密闭、调整通风（如打开风门）、启动注氮或灌浆系统等措施控制火势，防止事故扩大。监测数据记录与分析要求

数据记录规范所有测定和检查结果，包括防火墙内外气体成分、温度、压差，束管监测气体数据等，必须详细记入防火记录簿，确保数据真实、准确、完整。

定期分析制度应定期对监测数据进行分析，依据气体成分变化趋势和格拉姆系数等指标，预测煤层自然发火情况，为采空区注氮等防灭火措施提供数据支持。

异常响应机制发现封闭不严、气体浓度超限、温度异常升高等情况时，必须立即采取措施处理，并将处理结果记入记录簿，确保问题及时解决。

系统调整时的监测矿井做大的风量调整时，应同步测定防火密闭内的气体成分和空气温度，防止因风流变化引发采空区火灾隐患。06采空区火灾应急处置措施火灾事故应急响应机制

应急组织体系建立成立采空区发火治理领导小组，明确组长、副组长及成员职责，下设技术方案组、设备材料准备组、现场组织实施组、检测监控组和后勤保障组，确保分工明确、协同高效。

火情报告与启动流程发现火情后，现场人员立即向调度室汇报，说明发火地点、烟雾情况等；矿调度室接报后，立即通知相关领导和部门，启动应急预案，组织救援力量赶赴现场。

现场应急处置措施立即采取控制火势措施，如对发火区域进行密闭、打开相关风门调节风流；同时组织人员撤离危险区域，确保矿工生命安全，并根据火情发展实施注水、注氮等灭火作业。

应急监测与信息反馈对井下各可疑地点气体浓度（如CO、瓦斯）、温度等进行实时监测分析，绘制监测点位置示意图，及时将监测结果反馈至治理领导小组，为制定下一步措施提供依据。火区封闭与防火墙构筑技术火区封闭基本原则采空区火区封闭需遵循及时、严密、可靠原则，回采工作结束后必须及时封闭采空区，构筑永久性防火墙，切断供氧条件，防止火灾蔓延。防火墙分类与适用场景主要包括隔离袋墙和永久性防火墙。隔离袋墙采用碎矸等不燃性材料装袋垒砌，宽度不小于2m，用于工作面回采至停采线60m后对上、下隅角的封堵；永久性防火墙用于采空区封闭，需设置栅栏、警标及说明牌，禁止人员入内。防火墙构筑技术要求墙面竖缝错开逐层垒砌，严禁出现阶梯墙面，与巷帮、顶板及架尾接实，保证四周封堵严密。施工前需确认灌浆管、注氮管位置，不得将预留管口封于墙中，管路需靠帮靠底敷设。防火墙管理与维护措施定期测定防火墙内气体成分和空气温度，检查墙体密封性及内外压差，所有测定结果记入防火记录簿。矿井做大风量调整时，需重新测定防火墙内气体和温度，发现异常立即处理。灭火救援设备配置与使用灭火器材配置要求在采空区内合理配置灭火器材，包括灭火器、灭火器材箱等，确保在火灾发生时能够迅速使用。灌浆系统与设备利用工作面风巷埋设的防火灌浆管路对采空区进行随采随灌，准备泥浆材料、安装灌浆管路，控制灌浆速度和压力。注氮系统与设备当发现采空区有发火趋势或已经发火，及时对采空区进行注氮灭火，确保氮气源稳定可靠，控制注氮速度和浓度。束管监测系统系统由地面控制中心的数据处理装置、抽气泵及井下管缆构成，抽取被测点气体进行分析，预报煤层自然发火，为注氮等措施提供数据。气体检测仪器在工作面回风顺槽及回风隅角安设瓦斯自动检测报警断电仪，连续监测瓦斯浓度；回风隅角还需悬挂氧气、一氧化碳自动检测报警仪，每周校验一次。人员疏散与安全撤离路线

疏散路线规划原则撤离路线应根据采空区分布、通风系统及火灾蔓延方向科学设计，确保路线短捷、畅通，设置多方向疏散通道，避免单一通道堵塞导致被困。撤离路线标识与指示在井下巷道、采空区入口等关键位置设置清晰的疏散指示牌，标明撤离方向、安全出口位置及距离，指示牌需具备防火、反光功能，确保火灾烟雾环境下可见。紧急撤离程序与信号制定明确的撤离启动程序，当监测到CO浓度≥112.5ppm或发现烟雾、明火等火情时，立即通过声光报警装置、调度电话等发布撤离信号，通知人员立即沿指定路线撤离。撤离注意事项撤离时必须佩戴自救器，低姿前进，避开火源和浓烟区域；严禁乘坐非应急车辆，不得擅自改变撤离路线；到达安全区域后立即清点人数并向调度室报告。07管理与制度保障措施防灭火责任体系建立

成立防灭火领导小组设立以矿长为组长，总工程师、安全矿长为副组长，相关科室负责人及区队管理人员为成员的防灭火领导小组，全面统筹采空区防灭火工作，研究制定治理方案并组织落实，协调解决人、财、物等关键问题。

明确专业小组职责分工下设技术方案组、设备材料准备组、现场组织实施组、检测监控组和后勤保障组。技术方案组负责方案制定与措施编制；设备材料组保障物资供应；现场实施组负责具体作业；检测监控组实时监测气体与温度；后勤保障组提供支持服务。

落实岗位人员责任制明确瓦检员、束管监测工、防火密闭维护工等岗位的具体职责，如瓦检员需3-4小时检查一次工作面风流、回风隅角等地点瓦斯浓度，发现超限立即处理并汇报；束管监测工定期巡检管路，确保监测系统正常运行，所有操作严格遵守《煤矿安全规程》。

建立监督与考核机制通风区安排专人对隔离袋墙施工等关键环节进行现场监督，确保施工质量。将防灭火工作纳入安全生产考核体系，对违反防火规定、措施落实不到位的单位和个人进行问责，对工作成效显著的给予奖励，形成闭环管理。定期检查与维护制度

防火密闭检查要求每个防火墙附近必须设置栅栏、警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌；定期测定防火墙内气体成分和空气温度，检查防火墙外空气温