矿井自燃发火防治安全措施培训

矿井自燃发火防治安全措施培训CONTENTS目录01矿井自燃发火概述02自燃发火的早期识别与监测03开拓开采预防技术措施04通风与防灭火技术措施CONTENTS目录05火区管理与启封技术06防灭火装备与系统建设07安全管理与应急处置01矿井自燃发火概述自燃发火的定义与危害自燃发火的定义自燃发火是指煤炭等物质在无明显外部火源作用下，因自身氧化蓄热而自行燃烧的现象，主要包括内因火灾（煤层自燃）与外因火灾，其中内因火灾占矿井火灾总数的90%以上。自燃发火的主要危害自燃发火会造成煤炭资源大量损失，我国西北、东北、华东等地区每年因煤自燃损失约2亿吨煤炭；还可能引发瓦斯（煤尘）爆炸，严重威胁井下人员生命安全，破坏矿井生产系统。我国矿井自燃发火现状在我国国有重点煤矿中，56%以上存在自燃发火危险，综采放顶煤技术的推广因采空区遗留残煤多、漏风严重，导致自燃发火成为制约矿井安全生产的主要因素之一。我国矿井自燃发火现状自燃发火矿井占比高在我国国有重点煤矿中，有56%以上的矿井存在自燃发火危险，自燃发火风险普遍存在。煤炭自燃为主要火源我国矿井火灾中，90%以上源自煤炭自燃，内因火灾是矿井防灭火工作的重点防治对象。综采放顶煤技术增加风险近年来综采放顶煤技术推广应用，因冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，导致矿井煤炭自燃发火频繁发生。自燃发火的主要原因分析

煤自燃倾向性与破碎状态煤自身具有自燃倾向性是内因，我国国有重点煤矿中56%以上矿井存在自燃发火危险，其中90%的矿井火灾源自煤炭自燃。呈破碎状态堆积的煤体，表面积增大，更易与氧气接触发生氧化反应。

连续通风供氧条件氧气是煤自燃的必要条件，连续的通风供氧使煤氧化过程持续。研究表明，当漏风风速在0.1～0.24米/分钟时，煤最易发生自燃，此时供氧充足且热量易于积聚。

热量积聚条件煤氧化产生的热量若不能及时散失，会导致温度升高，加速氧化。采空区、巷道高冒区等区域通风不良，热量易积聚，是自燃高发区。风流速度过小供氧不足，过大则热量散失，均影响自燃发生。

持续时间因素从煤层被开采破碎、接触空气开始，至出现自燃所经历的时间称为自然发火期。只有上述三个条件持续稳定足够的时间，煤体才能达到自燃点引发自燃，不同煤层自然发火期差异较大。自燃发火的基本条件

煤体自身条件煤必须具有自燃倾向性，且呈破碎状态堆积。我国国有重点煤矿中56%以上矿井存在自燃发火危险，其中90%的矿井火灾源自煤炭自燃。

连续供氧条件需要有连续的通风供氧，漏风风速一般在0.1～0.24m/min时，煤最易发生自燃。

热量积聚条件煤炭氧化生成的热量易于积聚，若环境不利于热量散失，煤体温度会逐渐升高。

时间持续条件上述三个条件需持续稳定足够的时间，从煤层被开采破碎、接触空气开始，至出现自燃所经历的时间称为自然发火期。02自燃发火的早期识别与监测自燃发火的征兆识别

环境温度异常火区内温度降至30℃以下或与日常相同，出水温度低于25℃或与日常一致，是火区熄灭的重要指标；反之，温度异常升高则可能是自燃发火前兆。

气体成分变化空气中氧气浓度降至5%以下，一氧化碳浓度稳定在0.001%以下，且不含乙烯、乙炔，是火区熄灭条件；若氧气浓度降低、一氧化碳浓度升高，需警惕自燃发火。

感官异常现象井下出现雾气或井壁"挂汗"，巷道风流中有煤油味、松香味、臭味等异常气味，从采空区流出的水和空气温度较正常偏高，可能是煤炭自燃的征兆。

人体不适反应当空气中有毒气体浓度增加时，人员可能出现头痛、头晕、精神疲乏等不适症状，此时应立即检查气体成分，排查自燃发火隐患。自然发火期的确定方法统计法通过统计矿井历史上煤层自然发火案例，记录从采掘工作面揭露煤层到发生自燃的时间间隔，经分析确定煤层最短自然发火期。类比法参考地质条件、煤层赋存特征及开采技术相似矿井的自然发火期数据，结合本矿实际情况进行调整确定。实验测定法在实验室通过煤样氧化升温实验，模拟煤自燃过程，测定煤样从开始氧化到出现自燃征兆所需时间，为自然发火期确定提供基础数据。束管监测系统的应用系统组成与布设要求束管监测系统由采样管、气体分析装置、数据处理终端等组成。在自燃煤层采空区、停采线、高冒区等易发火点设置采样点，管路需采用阻燃材料，确保气体传输通畅。监测指标与预警阈值主要监测氧气、一氧化碳、乙烯、乙炔等气体浓度及温度。依据《煤矿防灭火细则》，一氧化碳浓度超过0.001%或温度异常升高3℃以上时，触发早期预警机制。数据采集与分析频率系统应实现24小时连续采样，数据实时传输至地面监控中心。人工每周至少进行1次现场校准，重点区域（如采煤工作面上隅角）每日分析监测数据变化趋势。与人工检查协同机制束管监测数据需与人工巡检（如便携式气体检测仪、测温仪）结果相互验证。发现异常时，立即启动应急预案，结合通风调整、注浆等措施控制火情发展。人工检测与数据分析日常人工巡检制度

每月对防灭火管路设备巡查，每七天检查一次封闭区气体成分、气温，每天检查回采工作面上隅角、下隅角的气温、水温、气体浓度，发现异常立即汇报处理。关键指标检测要求

重点检测火区内温度（低于30℃）、氧气浓度（低于5%）、一氧化碳浓度（稳定在0.001%以下）、乙烯、乙炔含量及出水温度（低于25℃），确保符合《煤矿安全规程》熄灭条件。监测数据记录与分析

建立专门防火记录本，记录井下防火检查、测定和分析结果，按时报矿总工程师审阅。通过对比不同时期数据，掌握自燃发火动向，超前采取措施处理。异常情况处置流程

当发现CO浓度升高、氧气浓度降低、温度异常或出现煤油味、松香味等自燃征兆时，立即向矿总工程师汇报，启动应急预案，采取注浆、注惰性气体等措施控制火势。03开拓开采预防技术措施合理巷道布置与开采方法

优化巷道位置选择开采容易自燃和自燃煤层时，集中运输大巷和总回风巷应布置在岩层内或不易自燃的煤层内。若布置在容易自燃或自燃煤层内，必须锚喷或砌碹，碹后的空隙和冒落处须用不燃性材料充填密实。

采用后退式采煤方法采煤工作面必须采用后退式开采，根据采取防火措施后的煤层自然发火期确定采（盘）区开采期限。回采过程中不得任意留设设计外的煤柱和顶、底煤，采到终采线时必须采取措施使顶板冒落严实。

减少煤柱留设与破坏推广无煤柱开采技术，减少浮煤产生。确需留设煤柱时，薄煤层煤柱最小尺寸为6～12米。合理选择煤巷间煤柱尺寸，避免煤柱因受采动压力影响变形、破碎形成漏风通道。

规范采空区封闭管理采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭。封闭采空区时，上下平巷的密闭需设置夹层密闭，中间充填不小于500mm的水泥浆，并留有观测管和放水管，每周测定密闭内气体成份和温度。提高回采率与减少遗煤

优化开采设计与工艺采用长壁式采煤法、综合机械化采煤，推行一次采全高，避免分层开采导致的煤柱遗留和顶底煤丢失。对地质构造复杂区域，制定专项回采方案，减少因断层、褶曲等造成的煤炭损失。

严格控制采空区遗煤采煤工作面必须跟顶底回采，无特殊情况不得丢顶底煤，架前架间必须扫清浮煤，禁止丢煤进入采空区内。采面推进结束后，按规定及时封闭采空区，确保45天内完成永久性封闭，减少遗煤氧化空间。

合理确定煤柱尺寸与管理煤巷间的煤柱尺寸应合理选择，薄煤层煤柱最小尺寸6～8米，厚煤层根据巷道用途、服务期限等确定，避免煤柱过小受压破碎或过大造成资源浪费。对必须保留的煤柱，采取喷浆封闭等措施防止裂隙漏风氧化。

加强掘进与回采工程质量管理严格掘进工程质量，减少煤巷掘进高冒，出现高冒时必须用不燃材料接顶。回采工作面初采、收尾时，采取措施使开采线、停采线的顶板冒落严实，降低采空区漏风供氧条件，减少遗煤自燃风险。采空区及时封闭技术封闭时间要求采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭，以阻断向采空区供氧，防止遗煤氧化自燃。密闭墙构筑标准密闭墙应采用不燃性材料构筑，需进行掏槽处理，其上下平巷密闭宜设置夹层密闭，中间充填不小于500mm的水泥浆，确保严密性。观测与措施孔设置施工防火墙时必须留有观测孔和措施孔，以便定期测定密闭内气体成分、空气温度等指标，每周检查一次封闭区气体及墙体状况。特殊区域封闭要求采面推过石门后48小时内应对石门进行密闭，且密闭墙不少于两道；新采空区按规定及时封闭，老采空区不合格防火墙需及时维修加固。无煤柱开采与充填技术无煤柱开采技术特点无煤柱开采通过取消传统护巷煤柱，减少煤体遗留与破碎，从源头上降低自燃风险。采用沿空掘巷或沿空留巷工艺，需配套实施巷旁充填、喷涂堵漏等措施控制漏风，如某矿应用沿空留巷技术后，采空区漏风量降低40%以上。充填技术防灭火原理充填技术通过将矸石、膏体等不燃材料填入采空区，压实浮煤并阻断漏风通道。全部充填采煤法严禁使用可燃物充填，某矿采用高水材料充填后，采空区氧气浓度控制在5%以下，有效抑制煤氧复合反应。关键应用要求无煤柱开采需结合后退式回采，确保在自然发火期内完成回采；充填系统应与工作面同步设计，充填体强度需满足支护与密封要求。如《煤矿防灭火细则》规定，开采自燃煤层采用充填法时，必须编制专项防火设计并监测气体温度。04通风与防灭火技术措施通风系统优化设计01合理选择通风方式开采容易自燃煤层的新建矿井宜采用分区式或对角式通风，初期采用中央并列式通风时只能布置1个采区生产；采区通风方式尽量采用"U"型通风，减少采空区漏风。02优化巷道布置与支护集中运输大巷和总回风巷应布置在岩层内或不易自燃煤层中，若布置在易自燃煤层内必须锚喷或砌碹，碹后空隙用不燃性材料充填；煤巷间合理确定煤柱尺寸，推广无煤柱开采技术。03严格控制漏风管理通过调节风窗、调压风机等均压措施降低漏风通道两端压差；沿空巷道挂帘布、喷涂塑料泡沫或采用可塑性胶泥堵塞裂隙；浅埋深煤层回采后及时充填封堵地表裂隙，防止漏风供氧。04专用回风巷设置要求开采容易自燃煤层的采（盘）区必须设置至少1条专用回风巷，确保风流稳定、独立，避免污风串联，为防灭火措施实施提供可靠通风条件。漏风管理与控制措施

矿井漏风的危害与管控原则漏风是导致煤炭自燃的关键因素，可提供持续供氧并促进热量积聚。《煤矿防灭火细则》明确要求矿井实行严格漏风管理，通过优化通风系统、降低风网阻力，减少采空区及煤柱裂隙漏风。

采空区漏风控制技术新采空区需按规定及时封闭，防火墙采用不燃性材料构筑并充填不小于500mm水泥浆，留设观测管和放水管；采用沿空巷道挂帘布、飞灰充填或水砂充填带隔绝采空区，喷涂塑料泡沫或可塑性胶泥堵塞漏风通道。

巷道及通风设施漏风防治服务时间长的巷道布置在岩层中或锚喷封闭煤壁裂隙；通风设施设置在围岩坚固处，双向风门实行闭锁，避免同时开启；地面裂隙需充填封堵，防止地表漏风进入井下采空区。

漏风监测与维护制度每周检查封闭区气体成分、温度及防火墙密闭性，每天监测回采工作面上隅角气体浓度；矿井每月巡查防灭火管路设备，发现漏风隐患及时处理，确保通风系统稳定、漏风量符合安全标准。预防性灌浆技术应用技术原理与作用将水与灌浆材料按比例混合成浆液，通过管路输送至可能发生自燃的区域。浆液可包裹煤体、隔绝氧气、降低煤体温度，抑制氧化自燃。主要材料与工艺常用灌浆材料包括黄土、粉煤灰等。工艺上需控制浆液浓度和输送压力，利用自然压差或泥浆泵将浆液送达采空区、高冒区等易发火地点。应用场景与要求适用于开采容易自燃煤层的矿井，需建立完善的注浆系统，包括制浆、输浆、灌浆设备。开采易自燃煤层时，必须配套注浆系统或注惰性气体防火系统。注意事项灌浆需均匀覆盖目标区域，避免漏灌。同时要监测注浆效果，防止浆液流失或溃浆。矿井每月需巡查防灭火管路设备，确保系统完好。阻化剂与凝胶防灭火技术

阻化剂防灭火技术原理阻化剂通过水溶液附着在易氧化煤体表面，惰化煤体表面活性结构，阻止煤与氧气接触，降低煤的吸氧能力和氧化活性，从而抑制自燃过程。

阻化剂的应用与效果阻化剂技术在国内外均有广泛应用，例如某煤矿采用磷酸盐类阻化剂喷洒采空区，有效降低了煤炭氧化速度，将自燃发火时间推迟约50小时，显著减少了自燃事故发生。

凝胶防灭火技术分类与机理凝胶分为无机凝胶和高分子凝胶两大类，其防灭火机理是通过钻孔或煤体裂隙进入高温区，未成胶时水分汽化降温，残余固体形成隔离层，流动部分在煤体孔隙形成胶体包裹煤体，隔绝氧气，干涸胶体还可降低煤体孔隙率，减少空气量。

凝胶技术的优势与应用凝胶技术兼具降温、隔氧、堵漏风等多重作用，近年来在我国得到较广泛应用，能快速降低煤表面温度，终止煤氧化放热反应，有效抑制煤自燃复燃，适用于处理高温区及采空区等易发火区域。惰性气体防灭火技术

技术原理与核心作用惰性气体防灭火技术通过向可能发生自燃的区域（如采空区、高冒区）注入氮气、二氧化碳等不助燃气体，降低区域内氧气浓度至5%以下，抑制煤炭氧化反应，从而预防或扑灭火灾。其核心作用是隔绝氧气、降低煤体氧化活性，同时兼具吸热降温辅助功能。

主要气体类型与应用场景目前煤矿常用惰性气体包括氮气（N₂）和二氧化碳（CO₂）。氮气因制备成本低、安全性高，广泛应用于采空区预防性注气及火区封闭灭火；二氧化碳密度大于空气，适用于低注区域或封闭火区的快速惰化。该技术尤其适用于综采放顶煤工作面、停采线、地质构造带等易自燃高发区域。

关键技术参数与操作规范注气过程中需严格控制气体流量（通常为200-1000m³/h）、注入压力及分布均匀性，确保目标区域氧气浓度稳定降至5%以下。根据《煤矿防灭火细则》要求，注惰性气体系统需与自然发火监测系统联动，实时监测气体成分与温度变化，注气后需定期采样分析，确保防灭火效果持久可靠。

技术优势与局限性优势：覆盖范围广，可深入煤体裂隙；不破坏煤体结构，对设备无腐蚀；适用于高瓦斯、易爆炸环境。局限性：需持续注气维持惰化状态，成本较高；对密闭性要求严格，漏风易导致失效；低温环境下可能出现气体分层现象，影响惰化均匀性。05火区管理与启封技术火区封闭技术要求

01密闭墙构筑材料标准防火墙必须采用不燃性材料构筑，煤巷密闭需掏槽并用混凝土或料石砌筑，夹层密闭中间应充填不小于500mm的水泥浆，确保严密性。

02观测与功能管路设置密闭墙必须预留观测孔、措施孔和放水管，每周测定密闭内气体成分（O₂、CO等）及温度，采空区封闭需将注浆管路接至停采线处。

03施工质量与位置要求通风设施应设在围岩坚固处，新采空区需在45天内完成永久性封闭，防火墙需按质量标准化施工，确保不漏风、强度达标。

04特殊区域封闭措施高冒点需用不燃材料接顶并编号管理，煤层巷道喷浆封闭巷壁杜绝裂隙漏风，与封闭区连通的废弃钻孔必须永久封堵。火区熄灭的判定条件温度指标火区内的温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。氧气浓度指标火区内空气中的氧气浓度降到5%以下。气体成分指标火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。出水温度指标火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。持续稳定时间指标上述四项指标持续稳定的时间在1个月以上。锁风启封安全技术措施

锁风启封的定义与作用锁风启封是启封火区时采用的安全方法，通过控制风流，在启封过程中若发生火区复燃，能够安全有效地加以控制和重新封闭，防止事故扩大。

启封前的安全技术措施制定启封已熄灭的火区前，必须制定安全技术措施，内容包括火区侦察与防火墙启封顺序、启封时防止人员中毒、防止火区复燃和防止爆炸的通风技术措施。

启封操作的责任主体与人员撤离启封火区和火区恢复通风期间，必须由矿山救护队负责进行，并撤出火区回风流中的所有人员，以应对可能排出的有毒有害气体及火区复燃等风险。

启封后的安全检查要求启封工作完毕后的3天内，每班必须由矿山救护队检查通风工作，并测定水温、空气温度和空气成分，确保火区启封后的安全稳定。火区启封后的监测与管理

启封后初期监测要求启封工作完毕后的3天内，每班必须由矿山救护队检查通风工作，并测定水温、空气温度和空气成分，确保火区稳定。

气体成分持续监测重点监测火区内氧气浓度（需低于5%）、一氧化碳浓度（稳定在0.001%以下）及乙烯、乙炔等气体是否存在，防止复燃。

温度与环境监控持续监控火区及周边温度，确保温度保持在30℃以下，出水温度低于25℃，与火灾前日常温度一致。

通风系统维护检查启封区域通风系统是否稳定，防止因风压变化导致漏风，确保风流参数符合安全标准，避免火区复燃风险。06防灭火装备与系统建设消防供水系统建设要求

地面消防水池容量标准地面必须设置消防水池，且需经常保持不少于200m³的水量，以满足井下消防供水需求。

井下消防管路系统设置规范井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，确保消防用水能输送到各用水点，且压力足够、水量不小于0.6m³/min。

关键区域消防设施配置井底车场、机电硐室、火药库、风动工具清洗硐室等火灾隐患严重地点，必须配备足够数量的灭火器材，并装设向外开的防火门。

系统维护与检查要求矿井每月需巡查防灭火管路设备，确保消防供水系统时刻处于完好待命状态，保障突发情况下的有效使用。防火门与密闭墙设置标准防火门设置规范进风井口、井下机电硐室、火药库等出口需装设向外开的防火门，确保在火灾发生时能有效阻隔烟火蔓延。密闭墙构筑要求采空区封闭需采用不燃性材料，新建密闭墙应设置夹层并充填不小于500mm的水泥浆，且必须留设观测管和放水管。质量与维护标准防火墙施工需符合质量标准化要求，每月巡查防灭火管路设备，火区管理实行永久密闭墙封闭制度，确保无漏风。特殊区域设置规定回采工作面进回风巷口及可能发生自燃的巷道需预先砌筑防火门套，并储备足够封堵材料，以备紧急封闭使用。防灭火材料与设备配置

防灭火主要材料包括灌浆材料（水与灌浆材料按比例混合配制成浆液）、阻化剂（水溶液附着煤体表面惰化活性结构）、惰性气体（如氮气，降低氧气浓度抑制氧化）、凝胶（无机凝胶和高分子凝胶，包裹煤体隔绝氧气并吸热降温）等。

防灭火关键设备主要有防灭火供水系统、防火门（井下机电硐室等出口装设向外开的防火门）、注浆装置（制浆、输浆和灌浆及供料、供水等配套设备）、气体分析化验仪器仪表、皮带火灾报警装置和自动洒水灭火装置、消防器材（灭火器、沙箱、沙袋、铁锨等）、矿井反风系统（主扇反风设施和井下反风设施）、