煤矿U型通风综采工作面回撤期间及回撤后的通风防灭火管理技术

煤矿U型通风综采工作面回撤期间及回撤后的通风防灭火管理技术CONTENTS目录01概述02回撤前准备工作03回撤期间的防灭火管理04回撤通道局部通风设计CONTENTS目录05回撤后的通风防灭火管理06综合防灭火技术应用07案例分析08问题与挑战CONTENTS目录09总结与展望01概述U型通风综采工作面回撤的重要性

保障作业人员生命安全回撤期间易发生瓦斯积聚、煤层自燃等隐患，科学管理可有效防范火灾、爆炸事故，避免人员伤亡，是煤矿安全生产的核心环节。

保护矿井设备财产安全回撤过程涉及大量液压支架、运输机等贵重设备，有序回撤能减少设备损坏，降低经济损失，确保设备复用效率。

维护矿井通风系统稳定U型通风系统在回撤期间易形成涡流、瓦斯积聚，合理调控风量和风压可保障通风系统完整性，为后续作业创造安全环境。

防止采空区自然发火回撤后采空区遗煤与氧气充分接触，易引发自燃，通过注氮、灌浆等措施可抑制煤氧复合反应，避免火灾事故及资源损失。回撤期间及回撤后通风防灭火的风险回撤期间遗煤自燃风险回撤期间采空区遗煤暴露面积增大，煤尘堆积，加之通风条件变化，易形成氧化带，如4煤层自然发火期最短为63天，存在遗煤自燃隐患。瓦斯积聚风险回撤期间设备移动、支架调向等作业易导致风流紊乱，回风隅角、高顶等区域易出现瓦斯积聚，如N2402工作面瓦斯绝对涌出量达4.34m³/min，需重点监控。通风系统不稳定风险从全负压通风转为局部通风时，若风筒维护不当或局部通风机故障，可能造成风量不足或无计划停风，如3203回撤通道需风量302m³/min，通风中断将加剧瓦斯与火灾风险。回撤后采空区漏风风险回撤后封闭不及时或密闭质量不佳，易导致采空区漏风供氧，如112202工作面需对停采线附近采空区连续注氮、灌浆封堵漏风通道，防止遗煤自燃。培训目的与意义提升安全意识与操作技能

通过系统培训，使相关人员全面掌握U型通风综采工作面回撤期间及回撤后的通风防灭火管理技术要点，增强安全防范意识，提升规范化操作水平，有效预防火灾事故发生。保障矿工生命与矿井财产安全

明确通风防灭火管理的重要性，确保回撤期间及回撤后各项安全措施落实到位，杜绝因通风不畅、瓦斯积聚、煤层自燃等引发的安全事故，保障矿工生命安全和矿井财产不受损失。规范管理流程与技术应用

统一技术标准和管理要求，使通风系统优化、防灭火措施实施、监测预警等工作流程化、标准化，提高通风防灭火管理的科学性和有效性，为煤矿安全生产提供有力保障。02回撤前准备工作工作面概况与地质条件分析

工作面基本参数以3203工作面为例，采用走向长壁倾斜分层综采低位放顶煤回采，平均走向长度1119米，平均倾斜长度97.4米，煤层平均厚度10.6米，平均倾角15°。

巷道布置与通风方式两顺槽沿煤层中间送巷，运输顺槽布置在+986水平，回风顺槽布置在+1010水平，采用U型通风方式，上行通风。

开采与回撤时间节点工作面于2009年6月26日投产，2010年8月13日回采结束，8月14日开始回撤，9月6日回撤结束，9月7日进行永久性封闭。

地质结构特征工作面地质结构简单，剩余段为简单单斜构造，回撤通道设计长266.7m，巷道坡度24°18′31″，为回撤期间通风及防灭火管理提供基础数据。防灭火钻孔施工与管路布置01防灭火钻孔施工参数与要求在回风巷距停采线6米处施工2个Φ75mm防灭火钻孔，插入Φ57mm焊管，具体位置与参数需严格按照施工图执行，确保钻孔深度和角度满足注粉煤灰或黄泥灌浆需求。02注氮管路预埋位置与规格工作面推进至距停采线20m时，在运输顺槽下帮部埋入一趟Φ89mm钢管，与注氮管路连接；距停采线15米时开始向采空区三班连续注氮，保障回撤期间采空区氧气浓度低于自燃临界值。03束管监测管路安装标准工作面推进至距停采线10m时，在回风顺槽上帮底部埋入Φ57mm钢管，将束管监测管通过该钢管埋入采空区，束管探头需配备防堵塞、防压装置，确保对采空区气体成分的实时准确监测。04压风管路连接与瓦斯稀释措施工作面回采至停采线位置时，在回风巷接两趟Φ57mm高压软管，分别接至工作面上隅角和液压支架尾部至下口，与压风管连接并设闸阀，瓦斯积聚时由专职瓦检员开启闸阀稀释瓦斯。监测系统安装与调试

01束管监测系统安装在工作面推进至距停采线10m时，由通灭队在回风顺槽上帮底部埋入一趟∮57mm钢管，调度室监测小组将束管监测管通过该钢管埋入采空区，束管探头需配备防堵塞、防压装置。

02气体及温度传感器安装调度室监测小组需将回风巷瓦斯、一氧化碳、温度传感器标校准确并安装到位，确保监测数据实时、准确，为防灭火预测预报提供数据支持。

03监测系统调试要求回风巷束管监测需敷设到位，与传感器配合完成系统联调，保证各监测参数（瓦斯、一氧化碳浓度、温度等）采集准确、传输稳定，满足回撤期间防灭火监测需求。设备与材料准备防灭火管路系统准备在运输顺槽下帮部埋入一趟89mm钢管并连接注氮管路，回风顺槽上帮底部埋入57mm钢管用于束管监测，回风巷施工75mm防灭火钻孔并插入57mm焊管，确保注氮、灌浆、监测管路系统完善。通风设备配置选用FBD6/2×15对旋式局部通风机，功率2×15kW，风量300-400m³/min，风压1500-4400Pa，配套800mm柔性胶皮风筒；另配备FBD4.0/2×2.2局扇向绞车硐室供风，保障回撤期间通风需求。监测设备安装调度室监测小组负责安装瓦斯、一氧化碳、温度传感器并标校准确，将束管监测管通过57mm钢管埋入采空区，束管探头需具备防堵塞、防压装置，确保监测数据实时可靠。应急材料储备通灭队检修好防灭火设备，准备充足的防火密闭材料、57mm高压软管、闸阀、风障等，同时确保黄泥灌浆系统、粉煤灰注浆设备及管路畅通，满足应急灭火需求。03回撤期间的防灭火管理风量调节与注氮管理

回撤期间风量调整标准当工作面回采距停采线15米时，应将风量调至350m³/min左右，以满足回撤期间通风需求并抑制采空区自燃。

注氮时机与参数控制自工作面距停采线15米开始，向采空区实施三班连续注氮，注氮机流量需保证400m³/h，氮气浓度不低于97%。

注氮管路预埋要求工作面推进至距停采线20m时，在运输顺槽下帮埋入Φ89mm钢管作为注氮管；回撤期间若出现发火征兆，可通过该管路持续注氮。

风量与注氮协同管理注氮期间需确保工作面风量稳定，避免因风量波动影响注氮效果；专职瓦检员需密切监测瓦斯及氧气浓度，防止氮气泄漏导致氧含量过低。瓦斯与气体监测

专职瓦检员现场巡检专职瓦检员负责回撤期间瓦斯、一氧化碳、氧气浓度及空气温度的检测工作，正常每班检查不少于4次、汇报2次，异常时增加频次，发现问题立即汇报并处理。

监测传感器安装与标校调度室监测小组需将回风巷瓦斯、一氧化碳、温度传感器标校准确并安装到位，确保监测数据实时、准确，为防灭火预警提供数据支持。

束管监测系统布置工作面距停采线10m时，在回风顺槽上帮底部埋入57mm钢管，将束管监测管通过钢管埋入采空区，探头需具备防堵塞、防压装置，实现采空区气体成分的连续监测。

监测数据管理与应用调度室需保证束管监测敷设到位，每日对监测数据进行分析，每周出具采空区防灭火预测预报报告，及时掌握气体变化趋势，为防灭火决策提供依据。防灭火措施实施

采空区注氮防灭火当工作面回采距停采线15米时，将风量调至350m3/min左右，开始三班连续注氮；回撤期间若出现发火征兆，继续利用运输顺槽预埋的89mm注氮管路向采空区注氮，抑制遗煤自燃。

防灭火钻孔与注浆系统在回风巷距停采线6米施工75mm防灭火钻孔2个，插入57mm焊管；回撤期间发现发火征兆时，通过该钻孔向采空区注粉煤灰或黄泥灌浆，堵塞漏风通道并降温。

束管监测与气体分析工作面距停采线10m时，在回风顺槽上帮底部埋入57mm钢管，将束管监测管通过钢管埋入采空区，束管探头需具备防堵塞、防压装置，每日监测采空区CO、O2等气体浓度及温度变化。

压风稀释瓦斯与风障设置在回风巷接两趟57mm高压软管，分别连接至工作面上隅角和工作面下口，与压风管相连并设闸阀；瓦斯积聚时由专职瓦检员开启闸阀稀释，并在工作面下隅角设置1道风障，优化风流组织。人员职责与管理要求专职瓦检员核心职责负责回撤期间瓦斯、一氧化碳、氧气浓度及空气温度的检测工作，正常每班不少于4次检查、2次汇报，异常时增加检查次数并现场交接班，发现异常立即汇报相关部门。通灭队管理职责提前施工防灭火钻孔、预埋注氮管和束管监测管，回撤期间负责注氮、注粉煤灰或黄泥灌浆等防灭火措施的实施，检修防灭火设备并准备临时封闭材料。机电队设备保障职责保证注氮机流量达400m³/h、氮气浓度≥97%，注氮期间不得随意开停设备，需停机时必须汇报调度室；加强注氮机日常维护检修，确保其正常运行。调度室监测职责负责将瓦斯、一氧化碳、温度传感器标校准确并安装到位，确保束管监测系统敷设到位且数据准确，每日出具监测日报表，及时报相关部门审阅。局部通风管理要求局部通风机由指定人员管理，保证“三专两闭锁”，风筒末端距撤架处不超过6米，风筒连接采用反压边接头，破损及时修补，杜绝无计划停风。04回撤通道局部通风设计风量计算

按瓦斯绝对涌出量计算公式：Q通道=100×q×k通，其中q为瓦斯绝对涌出量（取日常测定最大值），k通为通风系数。实例：当q=0.48m³/min，k通=2时，Q通道=100×0.48×2=96m³/min。

按风速与温度计算公式：Q通道=60×v×s×k温，v为风速（取0.25m/s），s为有效通风面积（考虑设备占用按80%计算），k温为温度系数（取1.1）。实例：s=18.3㎡时，Q通道=60×0.25×18.3×1.1=302m³/min。

按最多作业人数计算公式：Q通道=4×n×k，n为最多同时作业人数，k为备用风量系数（取1.2）。实例：n=30人时，Q通道=4×30×1.2=144m³/min。

按风速验算最低风量：Q通道≥15×Smax（Smax为最大断面积），实例：Smax=18.3㎡时，15×18.3=275m³/min；最高风量：Q通道≤240×Smin，通常可满足要求。综合确定实际需风量为302m³/min。通风设备选择局部通风机吸风量计算根据风筒漏风情况和工作面实际需风量确定局扇吸风量，公式为q扇=q通道×p，其中p=1/(1-nl接)，如3203回撤通道计算得局扇吸风量为320m³/min。局部通风机工作风压计算依据掘进长度、风量及风筒风阻计算工作风压，公式为hft=rp×q扇×q通道，3203回撤通道计算风压为2352.96pa，需匹配相应风压范围的风机。主局部通风机选型结合计算参数及矿井实际，选用fbd6/2×15对旋式局部通风机，功率2×15kw，风量300-400m³/min，风压1500-4400pa，配套800mm柔性胶皮风筒。辅助局部通风机选型为防止绞车硐室瓦斯积聚，安装fbd4.0/2×2.2局扇，功率2×2.2kw，风量72-136m³/min，风压251-2156pa，采用500mm柔性胶皮风筒供风。通风方式与风流路线局部通风方式选择工作面回撤期间采用压入式通风方式，通过局部通风机将新鲜空气经风筒送至撤架作业面，有效排出作业区域内的污浊空气和瓦斯，保障回撤作业面的氧气供给和有害气体稀释。局部通风机布置要求局部通风机安装在进风巷道中，距巷道回风口不得小于10米，全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量。例如3203工作面回撤时，局扇安装在三采区一车场煤仓上口以东10米处，确保新鲜风流不被污染。风筒选择与敷设标准选用大直径柔性胶皮风筒，如3203工作面采用800mm风筒，绞车硐室采用500mm风筒。风筒连接采用反压边接头方式，吊挂应平、直、紧，紧贴巷道顶板，末端距撤架处距离不得超过6米，减少漏风并保证有效风量。通风距离与设备匹配根据回撤通道长度（如3203工作面最远通风距离300m），计算局扇吸风量和工作风压，选用合适功率的对旋式局部通风机。例如3203工作面选用FBD6/2×15型局扇，风量300-400m³/min，风压1500-4400Pa，满足通风需求。典型风流路线示例新鲜风流路径：三采区轨道下山→三采区一区段煤仓上口→局部通风机→3203回风石门→3203回风顺槽→撤架处；乏风路径：撤架处→3203回风顺槽→3203回风石门→三采区一区段回风通路→三采区回风下山→总回风道→回风立井→地面。通风技术管理

风筒准备与连接规范综采队在回撤前准备10米/节的风筒，拐弯处使用拐弯风筒，连接采用反压边接头方式，确保漏风符合《规程》规定，及时修补破口，风筒需紧贴巷道顶板、吊挂平紧，工作面风筒不落地。

局部通风机管理要求局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转；安装在进风巷道中，距巷道回风口不小于10m，全风压供给风量大于其吸入风量；配备同等能力备用局扇，正常工作局扇实现“三专”（专用开关、电缆、变压器）供电，备用局扇电源取自另一带电电源。

“三专两闭锁”及切换试验严格按照《局部通风及盲巷瓦斯管理规定》管理，局扇必须装有风电闭锁和瓦斯电闭锁装置；安装队负责按规定进行局部通风机切换试验，确保故障时能自动切换至备用局扇，杜绝无计划停风。

风筒末端距离控制保证风筒末端距撤架处距离不得超过6米，确保新鲜风流有效送达作业面，防止瓦斯积聚，由局部通风机司机和瓦检员定期检查风筒位置及完好情况。05回撤后的通风防灭火管理永久性封闭施工

封闭时机与准备工作工作面回撤结束后应尽快组织永久性封闭施工，如3203工作面于2010年9月6日回撤结束，9月7日即进行永久性封闭。封闭前需准备好密闭材料、施工工具及监测设备，并确保回撤通道内设备、材料清理完毕。

密闭墙施工技术要求密闭墙应选择在标定位置施工，墙体厚度不小于1000mm，采用不燃性材料砌筑，如砖石、混凝土等。施工时需保证墙体严密，灰浆饱满，无裂缝、无漏风，必要时设置观察孔及注浆管，便于后续监测与加固。

封闭后的防灭火强化措施封闭后应利用预埋管路继续向采空区注氮或注浆，如通过机巷、风巷预埋的注氮管和注浆管进行连续惰化处理，消除采空区自燃隐患。同时，加强封闭区域内外气体、温度监测，确保封闭效果。

密闭墙质量检查与验收施工完成后，需检查密闭墙的厚度、强度、严密性等指标，采用烟检法或气压法检测漏风情况，确保符合《煤矿安全规程》要求。验收合格后，建立密闭墙管理台账，定期进行巡查维护。封闭后的气体监测

束管监测系统的持续运行封闭后，调度室监测小组需确保预埋在采空区内的束管监测系统持续稳定运行，对采空区内瓦斯、一氧化碳、氧气等气体成分及温度进行24小时连续监测，数据每日分析，每周出具预测预报报告。

传感器数据的实时监控通风科及调度室需确保工作面回风巷及采空区相关的瓦斯、一氧化碳、温度传感器保持标校准确、工作正常，实时监控数据变化，发现CO浓度超限（如超过24ppm）或温度异常升高，立即汇报并采取措施。

人工采样与分析专职瓦检员或通风队人员定期（如每周至少一次）对封闭区周边巷道及可能的漏风点进行人工气体采样，使用便携式气体检测仪检测瓦斯、CO、O2浓度及温度，与束管和传感器数据相互印证，确保监测全面性。

监测数据的反馈与处置建立监测数据日报、周报制度，及时将数据反馈至矿总工程师、通风科及回撤领导小组。若发现气体指标接近或达到发火临界值，立即启动应急预案，采取加强密闭、补充注氮或灌浆等措施，防止自然发火。防灭火后续措施持续注氮与灌浆工作面设备回撤完毕后，在距停采线约10米左右的机巷及回风巷内砌筑厚度不小于1000mm的防火密闭，通过预埋管路对停采线附近采空区进行连续注氮（氮气浓度≥97%）和黄泥灌浆，消除自热氧化条件。地表裂隙充填安排专人监督检查采空区地表裂隙的充填质量，每周检查，及时处理，消除地表向采空区的漏风供氧条件，防止自燃发火。永久性封闭管理回撤结束后按规定时间（如9月7日）进行永久性封闭，封闭墙施工质量需符合要求，确保严密性，杜绝漏风。后期监测与评估封闭后仍需通过束管监测等手段对采空区气体成分、温度等指标进行跟踪监测，评估防灭火效果，确保无复燃风险。06综合防灭火技术应用控制瓦斯技术

通风稀释技术通过合理设计通风系统，采用U型通风方式，将工作面风量调至350m³/min左右，确保瓦斯浓度控制在安全范围。当瓦斯积聚时，利用高压软管连接压风管，由专职瓦检员开启闸阀稀释瓦斯。

瓦斯抽采技术在工作面推进至距停采线20m时，于运输顺槽下帮部埋入89mm钢管并连接注氮管路，通过注氮抑制瓦斯涌出。同时，在回撤期间如遇发火征兆，继续利用注氮管路向采空区注氮。

监测预警技术调度室监测小组负责安装标校瓦斯、一氧化碳、温度传感器，敷设束管监测系统，确保监测数据准确。专职瓦检员每班不少于4次检查瓦斯、一氧化碳等气体浓度，异常时立即汇报处理。

风障导流技术在工作面下隅角设置风障，优化风流路径，减少瓦斯在局部区域的积聚。结合局部通风机通风，保证撤架处供风稳定，防止瓦斯浓度超限。降低温度技术

水喷淋技术应用利用水喷淋方式将工作面及设备温度降低至安全范围，可有效控制煤层温度，降低煤自燃风险，同时能控制火苗、缓解火情发展速度。

风淋降温措施通过风淋系统加速空气流动，带走工作面热量，减少高温点积聚，与水喷淋技术配合使用，提升降温效果，降低自燃可能性。

设备降温管理对长时间运行的机电设备适时喷洒清水降温，清理设备表面积灰，防止设备高温引发周围可燃物自燃，确保回撤期间设备运行温度正常。减少氧气技术采空区连续注氮惰化在工作面距停采线15米时开始向采空区三班连续注氮，注氮机流量需保证在400m³/h以上，氮气浓度≥97%，通过运输顺槽预埋的89mm钢管持续惰化采空区，抑制遗煤氧化。预埋管路注浆封堵漏风在回风顺槽距停采线6米施工75mm防灭火钻孔，插入57mm焊管，当发现发火征兆时，通过该钻孔向采空区注粉煤灰或黄泥灌浆，封堵漏风通道，减少氧气供给。采空区快速密闭隔离运输顺槽设备回撤结束后，立即在标定位置施工密闭墙，阻断向采空区的漏风；工作面回撤完毕后，在回风顺槽和运输顺槽分别砌筑厚度不小于1000mm的防火密闭，实现采空区与外界空气隔离。束管监测与氧气浓度控制通过回风顺槽预埋的57mm钢管将束管监测系统伸入采空区，实时监测氧气浓度变化，当氧化带氧气浓度高于12%时，加大注氮量或采取注浆措施，确保氧气浓度控制在自燃临界值以下。加强粉尘控制技术

粉尘自燃风险分析煤尘自燃需满足可燃物质(煤尘)与自燃因子(氧气)共存条件，回撤期间煤体破碎产生大量煤尘，易在巷道堆积形成自燃隐患。

湿法降尘措施采用水喷淋、洒水等湿法手段，对设备表面及煤堆进行定期降尘，降低煤尘浓度，减少积尘量，抑制煤尘氧化放热。

化学抑尘技术应用使用阻化剂喷洒压注系统，如在112202工作面设置雾化器向采空区喷洒阻化剂，每班喷洒量不小于200KG，抑制煤尘自燃反应。

粉尘清扫与管理回撤前清除巷道内煤屑、木料等易燃杂物，定期清扫积尘，保持作业环境整洁，消除粉尘堆积引发的自燃风险。07案例分析3203工作面回撤期间防灭火管理案例工程概况与回撤时间3203工作面为三采区西翼第二区段上分层工作面，采用走向长壁倾斜分层综采低位放顶煤回采，U型通风方式，上行通风。工作面平均走向长度1119米，倾斜长度97.4米，煤层平均厚度10.6米，倾角15°。2009年6月26日投产，2010年8月13日回采结束，8月14日开始回撤，9月6日回撤结束，9月7日永久性封闭。回撤前防灭火准备措施通灭队提前在回风巷距停采线6米施工2个75mm防灭火钻孔并插57mm焊管；工作面距停采线20m时，运输顺槽下帮埋入89mm注氮管；距停采线10m时，回风顺槽上帮底部埋入57mm束管监测管保护管，束管探头具备防堵塞、防压装置；回采至停采线时，回风巷接57mm高压软管至工作面上隅角及下口，与压风管连接并设闸阀。回撤期间核心防灭火技术应用工作面距停采线15米时，风量调至350m³/min，开始三班连续注氮，下隅角设风障；运输顺槽设备回撤后，立即施工密闭墙并开启局部通风机供风；若出现发火征兆，继续注氮并通过回风巷57mm钻孔注粉煤灰或黄泥灌浆。调度室监测小组确保瓦斯、一氧化碳、温度传感器标校准确，束管监测系统正常运行。管理要求与效果保障专职瓦检员每班不少于4次检查、2次汇报，异常时增加频次并现场交接班；通灭队检修防灭火设备，备足封闭材料；机电队保证注氮机流量400m³/h、氮气浓度≥97%，注氮机不得随意开停，日常加强维护检修，确保回撤期间防灭火工作安全可控。112202综采工作面回撤防灭火技术案例工作面概况与回撤通道设计

112202工作面设计走向长1541m，剩余回采段为简单单斜结构。采至停采位置后，利用采煤机施工宽度2.6米、高度2.5米的回撤通道，设计长度266.7m，巷道坡度24°18′31″。回撤前预埋管路与灌浆系统

通风队完善黄泥灌浆系统，自工作面距停采线约200米时开始向采空区连续埋管灌浆。风巷采用75mm塑料管交替预埋，出浆口间距50m，共设置5处（距停采线200m、150m、100m、50m、35m），设计灌浆用土量1261m³，总灌浆量5453m³。注氮与束管监测系统布置

机巷预埋75mm注氮塑料管，在距停采线200m、150m、100m、50m、35m处设出氮口，工作面距停采线30米时开始不间断注氮（氧浓度低于20%或上隅角氧浓度低于12%时停注）。同时完善束管监测系统，风巷、机巷每50米设采样点，每班取样分析不少于2次，每周出具预测预报报告。阻化剂喷洒与地表裂隙充填

工作面距停采线100米时，在辅运巷布置阻化剂喷洒压注系统，下隅角设2-3台雾化器，每班喷洒量不小于200KG。同步对采空区地表裂隙进行有效充填，通风队专人每天监督检查，消除漏风供氧条件。案例经验总结与启示多技术协同防控是核心成功案例均采用注氮、黄泥灌浆、束管监测、局部通风等多种技术组合，如3203工作面通过"注氮+灌浆+风障"控制采空区氧浓度与温度，112202工作面采用预埋管路交替灌浆与注氮，形成立体防灭火体系。超前准备与过程管控并重回撤前20-100米预埋注氮、灌浆、束管监测管路，如3203工作面距停采线20m埋