矿井漏风的危害及整治措施培训

矿井漏风的危害及整治措施培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01矿井漏风概述02矿井漏风的危害分析03矿井漏风的主要类型及成因04矿井漏风监测技术CONTENTS目录05矿井漏风综合整治技术06堵漏材料与技术创新07工程案例与管理措施01矿井漏风概述矿井漏风的定义与本质矿井漏风的定义矿井漏风指进入井下的新鲜风流未流经作业区域，直接通过采空区、地表塌陷区或通风设施裂隙渗入回风道或排出地表的现象。矿井漏风的本质特征其本质是风流沿非设计通道流动，核心条件为存在漏风通道及通道两端存在压差，漏风风量与压差成正比，与漏风风阻成反比。有效风量的概念有效风量是指矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量总和，是衡量通风质量的重要指标，行业要求有效风量率不低于85%。

漏风发生的必要条件存在漏风通道漏风通道是矿井漏风的物质基础，包括采空区冒落形成的裂隙带、煤柱破坏产生的裂隙、地表塌陷区裂缝、通风构筑物施工或维护不当形成的缝隙等。

漏风通道两端存在压差压差是漏风的动力来源。矿井通风系统的进回风区域之间、不同巷道之间、采空区与井巷之间由于通风机工作、自然风压等因素形成压力差，驱动风流沿漏风通道流动。按漏风发生地点分类矿井漏风的分类方式分为外部漏风与内部漏风。外部漏风指地表附近如箕斗井井口、地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风；内部漏风指井下采空区、煤柱裂隙及通风构筑物处的漏风。外部漏风的具体表现包括箕斗井井底储煤仓漏风，当存煤厚度不足时易发生；立井井盖密封不严、斜井风门工程质量差也会导致外部漏风；反风装置和闸门等处的漏风也属于外部漏风范畴。内部漏风的主要类型涵盖采空区漏风，因进回风巷压差及采空区未压实形成漏风通道；巷道、煤柱裂隙漏风，受采动影响顶煤破碎、煤柱压酥导致；通风构筑物漏风，如密闭、风门、风桥等设施质量不达标或位置不当造成。

漏风率与有效风量率指标

矿井漏风率定义与分类矿井漏风率是衡量漏风程度的指标，分为矿井漏风率（全矿漏风量与主扇风机工作风量百分比）、内部漏风率（井下漏风量与矿井总进风量百分比）和外部漏风率（外部漏风量与主扇风机工作风量百分比）。

外部漏风率控制标准抽出式主要通风机无提升任务时漏风率不得超过5%，有提升任务时上限为15%；压入式主要通风机无提升任务的进风井漏风率需≤10%，有提升任务时≤15%。

有效风量率定义与标准有效风量率是实际到达用风地点的有效风量与矿井总进风量的百分比，行业规范要求矿井有效风量率应不低于85%，该指标与外部漏风率呈负相关。

漏风率计算公式外部漏风率计算公式为：外部漏风率=（Q/∑Q）×100%，其中Q为外部漏风量，∑Q为各台主要通风机风量总和。02矿井漏风的危害分析01有效风量不足与生产效率影响工作面风量锐减与生产中断风险漏风导致用风地点有效风量降低，可能形成微风或无风区，引发瓦斯积聚、粉尘超标等问题，迫使工作面停产整改。某煤矿案例显示，漏风导致工作面日产量减少300吨。02通风能耗激增与成本上升漏风率每增加1%，主要通风机年耗电量上升2-3%。我国某大型煤矿因内部漏风导致年直接经济损失达数亿元，通风电费占比显著提高。03生产环境恶化与劳动效率下降漏风使工作面气温升高、空气质量下降，影响矿工身体健康和作业效率。统计显示，恶劣通风环境可导致劳动效率降低15%-20%。04设备损耗加剧与维护成本增加漏风导致通风系统负荷增大，风机等设备长期过负荷运行，寿命缩短。离心式风机因漏风过负荷运行时，电机耗损率提高20%以上。

通风系统稳定性下降风险通风网络复杂化与调控难度增加漏风量大的通风网路会使通风系统结构趋于复杂，降低系统的稳定性和可靠性，影响井下风流控制和调节效果，增加风量调节的技术难度。

风流短路与用风地点风量不足漏风可能导致风流短路，使新鲜风流未经用风地点直接进入回风道，造成工作地点有效风量减小，甚至形成微风区，无法满足通风需求。

系统抗扰动能力降低漏风通道的存在使得通风系统对外部条件变化（如地面气压变化、主要通风机工况调整）的敏感性增加，抗扰动能力下降，易引发风流紊乱。

通风设施连锁失效风险关键通风构筑物（如风门、风桥、密闭）的漏风若未及时处理，可能引发连锁反应，破坏整体通风系统的平衡，导致井下风流失控。煤炭自燃与火灾隐患采空区漏风供氧加速煤氧化漏风风流通过采空区破碎煤体，提供持续氧气，使遗煤氧化放热并积累热量，当温度达到自燃点（300-400℃）时引发火灾。浅埋煤层采空区漏风量可达96m³/min，形成明显自燃带。密闭失效导致火区复燃风险废弃巷道密闭不严或采空区封闭不及时，漏风使封闭区域氧气浓度回升，可能导致已熄灭的火区“死灰复燃”，扩大火灾范围。煤柱裂隙漏风引发相邻采空区自燃受采动压力影响，煤柱易产生裂隙形成漏风通道，导致相邻采空区遗煤持续氧化。某矿因煤柱裂隙漏风引发的自燃事故，直接经济损失超1亿元。外部漏风携带有毒气体威胁井下安全地表塌陷区漏风可能将采空区积聚的CO、CH₄等有毒有害气体带入井下，造成工作面粉尘浓度超标、瓦斯积聚，增加爆炸风险。能源浪费与经济成本增加

电能无效消耗显著大量漏风导致主要通风机做无用功，据统计，漏风率每增加1%，通风机年耗电量上升2-3%，造成矿井通风电费的大量浪费。

通风机能力不足风险严重漏风可能使主要通风机实际出力下降，无法满足井下用风需求，甚至造成因通风能力不足而影响生产或需额外投入资金升级设备。

维护及治理成本叠加漏风引发的巷道维护、通风设施修补、采空区治理等工作，以及因漏风导致的煤炭自燃防治等，均增加了矿井的额外经济投入。采空区漏风致有毒气体迁移有毒有害气体扩散危害

漏风携带采空区CO、H₂S等有毒气体进入工作面，红柳林煤矿15206工作面曾因漏风导致上隅角氧浓度降低、二氧化碳和氮气浓度异常升高，威胁作业安全。地表裂隙引发有害气体倒灌

浅埋煤层地表塌陷裂隙形成漏风通道，将采空区有毒气体导入井下，可能造成瓦斯超限或人员中毒，需及时封堵地表裂缝及废弃小煤窑。密闭失效加剧气体积聚风险

通风构筑物密闭不严导致漏风，使封闭区域有毒气体向外扩散，如挡风墙漏风可能引发采空区遗煤自燃，产生CO等气体，增加爆炸与中毒隐患。煤柱裂隙导致气体交叉污染

受压破裂的煤柱形成漏风通道，使相邻采空区间有毒气体交叉扩散，加速煤体氧化自燃，形成多区域气体污染，增加通风系统调控难度。03矿井漏风的主要类型及成因

外部漏风的常见类型与成因01主要通风机井口及附属装置漏风指装有主要通风机的井口及其附属装置处的漏失风流，如防爆盖、反风门、调节闸门等处，因密闭不严或设备老化导致漏风。

02箕斗井井口漏风箕斗井作为提升设备，其井口若密封不良，会导致风流短路，漏风率在有提升任务时需控制在15%以内。

03地表塌陷区及裂隙漏风煤层埋藏较浅或采煤强度大导致地表产生裂缝，空气通过裂隙进入矿井，形成外部漏风通道，尤其在浅埋煤层矿井中较为突出。

04地面小煤窑及古窑漏风未封闭或封闭不严的地表小煤窑、古窑与井下巷道贯通，形成漏风通道，需查明位置并修建可靠密闭。

内部漏风的主要表现形式采空区漏风采空区因垮落岩石形成大量孔隙，在进回风巷压差作用下，风流通过冒落带与裂隙带构成的通道漏风，易形成自燃带，浅埋煤层采空区漏风量可达96m³/min。

通风构筑物漏风风门、风桥、密闭墙等设施因施工质量差、老化失修或安设位置不当导致漏风。如石块砌筑风桥漏风量可达60-100m³/min，压差大的巷道若风门密闭不严将造成风流短路。

煤柱裂隙漏风巷道煤柱或采空区煤柱在采动压力作用下破裂，形成漏风通道。相邻采空区间煤柱受压碎裂后，漏风会氧化浮煤，引发自燃风险，尤其在双重采空区应力叠加区域更严重。

巷道及高冒区漏风掘进巷道顶煤冒落形成的高冒区（含裂隙区、离层区、破碎区）存在漏风，风流携带氧气进入后氧化浮煤；废旧巷道未及时封闭也会成为固定漏风通道，扰乱通风系统。采空区漏风的形成机制压差驱动是核心动力采空区漏风的根本原因是漏风通道两端存在压力差。井下进风巷与回风巷之间、相邻采空区间的压差，促使风流沿通道流动，压差越大漏风量越大。漏风通道是必要条件采空区冒落后岩石未被压实形成的孔隙、煤柱受应力破坏产生的裂隙、地表塌陷区的裂缝等，构成了风流流动的物理通道，是漏风发生的必要条件。采动影响加剧通道形成矿井开拓系统、开采顺序和采煤方法对漏风通道影响显著。如垮落法管理顶板时，若煤柱尺寸不足或未及时处理，易形成连通采空区的裂隙通道，增加漏风风险。风流流动状态复杂多样漏风风流通过采空区孔隙的流态受孔隙特征和漏风量影响，可能呈现层流或紊流。从工作面向采空区方向，按漏风速度不同可依次分为窒息带、自燃带和散热带，其中自燃带易引发煤层火灾。

通风构筑物失效导致的漏风隔断风流构筑物失效的主要表现隔断风流的构筑物如风门、挡风墙、风帘等失效，会形成漏风通道。例如，风门不严可能造成风流短路，挡风墙施工质量差或未封堵废弃孔洞会导致漏风，威胁采空区安全。

引导风流构筑物失效的影响引导风流的风桥、风硐等若质量不达标，漏风问题严重。如石块砌筑的风桥漏风量可达60-100m³/min，破坏矿井正常通风系统，影响风流控制和调节效果。

构筑物失效的核心原因主要原因包括安设位置不当（如设在裂隙处或压力大的地点）、施工质量差（如密闭墙未按标准掏槽、用料不规范）、维护不及时（如密封件老化、灌浆孔未封堵）等。

防治构筑物失效漏风的关键措施通风构筑物安设位置应选择顶板完好、压力较小处；类型及质量需规范化，压差大的巷道采用高质量构筑物；施工严格按标准，如密闭墙掏槽深度煤中≥1m、岩石中≥0.5m，并及时封堵废弃孔洞，定期检查维修。04矿井漏风监测技术

漏风监测的重要性与原则保障矿井有效风量的基础漏风监测是掌握漏风动态、确保工作面有效风量的前提，有效风量率需维持在85%以上，监测数据为风量调配提供关键依据。

预防煤炭自燃的关键手段通过监测可明确采空区、煤柱裂隙等漏风通道及规律，及时发现自燃隐患，如浅埋煤层采空区漏风量可达96m³/min，需重点监控。

提升通风系统稳定性的支撑监测能及时发现漏风对通风网络的干扰，降低系统复杂化程度，提高风流控制可靠性，减少风量调节难度。

指导堵漏技术应用的科学依据准确监测漏风部位和风量，可针对性选择喷涂、灌浆等堵漏技术，如巷道漏风用喷涂技术，采空区漏风用灌浆技术。

坚持定期与动态监测相结合原则按行业规范，通风系统阻力及漏风需定期测定，同时结合实时监测手段，如静压差法、SF6示踪气体技术，实现全方位监控。SF6示踪气体监测技术技术原理与优势SF6示踪气体监测技术基于气体扩散原理，通过在漏风源头释放SF6气体，在可能的漏风出口处检测其浓度，从而定位漏风通道及量化漏风量。该技术具有灵敏度高、检测精度高、操作便捷等优势，是国内外应用较多且成效显著的矿井漏风监测技术。核心应用场景主要应用于煤矿井下复杂通风网络中，对采空区、煤柱裂隙、通风构筑物（如风门、密闭墙）等关键区域的漏风情况进行精准监测，为漏风通道的确定、漏风规律分析提供可靠数据支持。实施流程要点实施时需先确定监测区域及可能的漏风路径，在疑似漏风源释放定量SF6气体，然后在回风侧或可能的漏风出口布置检测点，利用专用检测仪实时追踪气体浓度变化，结合通风网络参数计算漏风量及漏风位置。静压差法与风量测定方法

静压差法测定原理静压差法是通过测量通风机静压差计算漏风率的非接触式监测技术，基于漏风风量与漏风通道两端压差成正比的原理，可实现对矿井漏风的实时监测与分析。静压差法操作要点该方法需在通风机风硐等关键位置布置静压测点，利用精密仪器采集压差数据，结合通风网络解算模型，反推漏风通道的阻力及漏风量，适用于大型通风网络的快速评估。风量测定核心仪器矿井风量测定主要采用超声波风速计等精密仪器，在测风站（直线巷道、断面稳定、长度≥4m）采集数据，确保测定结果准确反映井下各用风地点及总进回风量。风量测定计算方法有效风量率计算公式为：有效风量率=（各用风地点有效风量总和/矿井总进风量）×100%，行业标准要求有效风量率不低于85%，外部漏风率需按通风方式控制在5%-15%范围内。01通风网络解算与动态模拟矿井通风网络与采空区流场协同解算模型基于采空区多孔介质渗流理论，引入网流方法将采空区划分成纵横相交的网络，采空区网络与井巷风网通过结点关联，实现井巷风网与采空区流场的协同解算，解决外部漏风条件下采空区流场模拟难题。02通风网络雅可比矩阵对称特性与并行计算发现牛顿法解算矿井通风网络的雅可比矩阵具有对称特性，提出采用LDLT矩阵分解法求解回路风量修正值，结合并行计算技术，显著提升大型通风网络解算效率，首次实现基于并行算法的大型通风网络快速计算。03可视化协同解算软件系统开发与应用基于AutoCAD平台开发可视化矿井通风网络与采空区协同解算软件，可单独或协同解算井巷风网与采空区流场，为即时分析采空区流场、制定漏风防治方案提供新手段，已在浅埋煤层等复杂条件矿井应用验证。04动态监测与三维模拟技术结合超声波风速计等精密仪器现场采集数据，运用通风网络解算软件进行三维动态模拟，建立外部漏风动态监测数据库，实现异常数据自动预警，为漏风通道定位及风量调控提供可靠依据。05矿井漏风综合整治技术

通风系统优化设计策略合理选择通风系统类型优先采用对角式或中央并列式通风系统，减小进回风井间压差。例如，浅埋煤层矿井可通过优化进回风井位置，降低采空区漏风风险，某矿采用对角式通风后外部漏风量控制在300m³/min以内。

优化矿井开拓与开采布局服务年限长的主要风巷应布置在岩石中，避免采动影响；采用后退式及下行开采顺序，垮落法管理顶板时适当增加煤柱尺寸或砌筑石垛，隔绝采空区漏风通道。

科学布置进回风巷道参数进回风平巷间距需适中，避免压力过大产生裂隙；主要进回风巷道应避开地质构造复杂区域，确保巷道稳定性，减少因岩层破裂导致的漏风。

降低主要风路通风阻力通过优化巷道断面、减少拐弯、清除障碍物等措施降低风阻，从而减小漏风通道两端压差。某矿总回风量5000m³/min时，通过风阻优化使外部漏风率从9.1%降至5%以下。开拓系统与采煤方法改进主要风巷布置优化服务年限长的主要风巷应开掘在岩石内，避免受采动影响导致煤柱破裂形成漏风通道，提升通风系统稳定性。开采顺序科学选择尽量采用后退式及下行式开采顺序，减少采空区与工作面之间的压差，从源头上降低漏风风险。采煤方法与顶板管理优化采用冒落法管理顶板时，适当增加煤柱尺寸或砌石垛，隔绝采空区漏风；合理设计采空区处理方式，减少漏风通道。进回风巷道间距控制矿井或一翼进回风平巷间距不宜过小，保留足够尺寸的岩柱或煤柱，防止因压力过大产生裂隙而漏风。

通风构筑物质量控制通风构筑物设计规范通风构筑物的安设位置、类型及质量必须规范化系列化，不应设在有裂隙的地点，压差大的巷道中应采用质量高的通风构筑物。

风门质量控制要点风门应采用铁制，门前后5m内支架完好，门墙厚度不小于0.5m，四周掏槽0.2—0.3m；风门迎风启动，密封条采用阻燃和抗老化材料，压差大处应设置正反两道风门并保证自动关闭。

密闭施工质量要求密闭分为永久密闭和临时密闭，永久密闭用砖、料石、水泥等不燃性材料建筑，墙两帮、顶、底需掏槽，槽深在煤中不小于1m，岩石中不小于0.5m，墙无裂缝、无漏风，及时封堵废弃灌浆孔与观察孔。

风桥构筑标准风桥采用不燃性材料构筑成流线型，坡度不大于25°，主要风桥断面积不小于原巷道断面的80%，应修筑严密并加强检查维修，有条件时采用绕道式风桥。采空区漏风的危害采空区堵漏技术应用采空区漏风会导致工作面有效风量减少，煤尘不易被带走，粉尘浓度易超标，还可能引起瓦斯积聚，同时为遗煤自燃提供氧气，是煤矿自燃火灾的重要诱因。采空区注浆压实技术通过往采空区注浆、洒水等方式，可以提高其压实程度，减少漏风通道，从而有效控制漏风量，降低自燃风险。普瑞特防灭火材料应用徐州吉安普瑞特防灭火材料（JTF-Ⅱ）由A料、B料按1:1体积比混合，化学发泡生成固化泡沫体，膨胀系数10倍以上，初始粘度低，扩散渗透性能好，能与煤岩体形成密实固结体，具有良好封堵和吸热降温性能，可解决上、下隅角等局部区域漏风及煤炭自燃问题。盖尼克无机自发泡充填材料应用徐州吉安盖尼克无机自发泡充填材料（JWT-III）为无机材料，抗静电、不燃烧，常温化学自发泡固化，成本低、不放热、安全性好，适用于采空区、冒顶区等破碎区及漏风通道的充填封堵。泡沫注入孔封堵技术国能神东煤炭集团专利技术通过获取岩层垂直剖面图像，确定冒落带高度及泡沫注入孔角度，将泡沫注入管伸入目标漏风区域，可有效封堵采空区与外界及工作面之间的漏风通道。地表塌陷区治理措施

及时充填地表塌陷坑洞及裂隙为减少塌陷区和地表之间的漏风，应及时对地面因采矿形成的塌陷坑洞及裂隙进行充填处理，隔绝漏风通道。

查明并封闭地表小煤窑和古窑必须查明地表附近的小煤窑和古窑，将其位置标在巷道图上，对相关的通道必须修建可靠的密闭，必要时进行填砂、填土或注浆处理。

地表漏风裂隙的夯实处理针对地表塌陷区漏风，应通过对地表漏风裂隙进行夯实处理，增强其密实度，有效阻止风流通过地表裂隙进入井下或采空区。06堵漏材料与技术创新

传统堵漏材料的应用局限01黄泥灌浆：易产生“拉沟”与堆积性差黄泥灌浆在使用过程中易出现“拉沟”现象，且堆积性较差，难以均匀覆盖漏风通道，影响封堵效果，无法有效阻断漏风路径。

02凝胶：成本高且渗流扩散效果不佳凝胶防灭火技术虽有一定效果，但成本较高，且在复杂漏风通道中渗流扩散效果较差，难以对采空区等大范围漏风区域进行有效封堵。

03水泥喷浆：防震抗压效果差、易破碎开裂水泥喷浆材料防震抗压效果不佳，在矿井地质条件变化或受采动影响时，容易破碎开裂，导致漏风通道重新形成，降低封堵的持久性。

04传统聚氨酯泡沫：反应放热且高温下存安全隐患传统聚氨酯类充填材料反应过程产热量较大，在高温条件下易燃易分解，会产生有毒有害气体，危及井下工作人员身体健康和矿井安全。普瑞特防灭火材料特性

双组分化学发泡固化由A料、B料按1:1体积比混合，经化学发泡生成固化泡沫体，膨胀系数达10倍以上，生成过程不产生热量，从根本上解决传统聚氨酯类材料反应产热大的问题。优异的扩散渗透性能产品初始粘度低，被注入破碎煤岩体空峒或采空区后，具有良好的扩散及渗透性能，能深入裂隙通道，实现全方位封堵。密实固结与封堵性能最终生成的固化泡沫体能与煤岩体形成密实的固结体，有效阻断漏风通道；固化泡沫体中含有一定量水分，兼具良好的封堵性能和吸热降温性能。针对性应用场景专为解决巷道、支架顶部等局部区域的煤炭自燃以及上、下隅角封堵漏风问题而研发，适用于矿井漏风通道充填及防灭火需求。

盖尼克无机自发泡充填材料材料基本特性盖尼克无机自发泡充填材料（JWT-III）为无机材料，具有抗静电、不燃烧的特性。采用创新性发泡技术，实现常温化学自发泡及常温固化，使用成本低、不放热、安全性好，符合轻质、密封、承重、高效、环保的要求。

适用范围特别适用于井下上、下隅角、采空区、冒顶区等与煤层环境下的破碎区、空峒区以及漏风通道的充填封堵。

堵漏原理被注入破碎煤岩体空峒或采空区后，具有良好的扩散及渗透性能，最终生成的固化泡沫体能够与煤岩体形成密实的固结体，从而有效封堵漏风通道。

漏风通道封堵专利技术01专利技术背景与目的针对矿井中漏风通道难以有效封堵的技术问题，国能神东煤炭集团有限责任公司于2024年11月申请了名为“矿井中漏风通道的封堵方法、装置和系统”的专利（公开号CN119266912A），旨在精准定位并高效封堵漏风通道。

02核心技术流程该方法首先获取矿井岩层垂直剖面图像，确定不同岩层冒落带高度信息；结合工作面与巷道距离，确定泡沫注入孔角度；随后将泡沫注入管通过注入孔伸入目标漏风区域，封堵采空区与外界及工作面间的漏风通道。

03技术创新点通过岩层垂直剖面图像分析与冒落带高度计算，实现漏风通道的精准定位；基于角度信息的泡沫注入技术，提高了封堵材料的扩散与渗透性能，确保对采空区、裂隙等复杂漏风通道的有效充填。07工程案例与管理措施

红柳林煤矿漏风治理案例项目背景与漏风问题神南矿区红柳林煤矿开采5-2