煤矿采空区火灾治理安全技术措施培训

煤矿采空区火灾治理安全技术措施培训CONTENTS目录01采空区火灾概述02火灾治理组织架构03火灾监测与预警技术04通风系统调整与控风技术CONTENTS目录05密闭墙构筑与封堵技术06惰性气体与注浆灭火技术07现场应急处置措施08安全管理与保障措施01采空区火灾概述采空区火灾的现状与危害

采空区火灾发生现状采空区是煤矿煤炭自燃发生概率最高的区域，占总自燃量的60%。随着综采放顶煤技术的大规模应用，采空区体积增大、浮煤增多，火灾风险进一步加大。

对矿工生命安全的威胁火灾产生高温和有毒有害气体，如一氧化碳等，会直接威胁井下作业人员的生命安全，导致中毒、窒息等事故。

对矿井生产的影响火灾会损坏大量生产设施，导致矿井停产，影响煤炭生产和供应，造成严重的经济损失。

引发次生灾害的风险采空区火灾可能引发瓦斯、煤尘爆炸等次生灾害，扩大事故影响范围，加剧损失程度。采空区火灾的成因分析

遗煤自燃的内在因素采空区内遗煤多且呈破碎状，具有自燃倾向性的煤体在高温状态下，与氧气发生氧化反应，热量积聚导致温度升高至着火点引发燃烧。

漏风供氧的外部条件采空区漏风量大，为煤体氧化提供了持续的氧气供应，其中采空区占煤矿总自燃量的60%，是自燃发生概率最高的区域。

开采技术的影响因素井下大规模应用综采放顶煤技术，导致采空区体积增大、浮煤增多，同时采空区内部燃烧强度比其他区域高，增加了火灾风险。

采空区“三带”的火灾风险差异采空区氧化升温带氧气浓度适宜且温度较高，是最易出现煤体自燃的区域；散热带漏风大但热量易扩散，窒息带氧气稀薄，均不易发火。采空区自燃"三带"分布特征

散热带特征位于采空区靠近工作面侧，漏风量最大，氧气浓度最高，但风速较大导致热量难以积聚，不具备煤自燃条件。

氧化升温带特征处于散热带与窒息带之间，氧气浓度虽较散热带降低，但仍能满足煤自燃需求，且温度较高，热量易积聚，是采空区最易发生煤自燃的区域。

窒息带特征位于采空区深部，通风困难，氧气浓度稀薄，无法支持煤的持续氧化自燃，因此不易诱发火灾。02火灾治理组织架构治理领导小组组建领导小组核心架构

设立组长、副组长及成员三级架构，由矿长或总工程师担任组长，成员涵盖通风、安全、生产等关键部门负责人，形成统筹决策核心。专项工作组职责划分

下设技术方案组（制定治理方案、绘制关键位置示意图）、设备材料组（调运注氮机、注浆机等设备及材料）、现场实施组（分喷浆封堵、注氮、注浆小组）、检测监控组（每半小时监测O₂、CO等气体浓度）、应急救援组（负责突发事件救援及警戒）、后勤保障组（协调人员食宿与物资供应）。领导小组核心职责

负责研究制定火区治理方案并组织落实，协调实施过程中所需人员、设备、材料及技术指导，确保各项措施高效推进，保障治理工作安全有序进行。专业工作组职责分工技术方案组职责负责采空区发火治理方案的制定、修改和完善，编制安全技术措施，分析气体浓度数据，绘制注氮注浆位置、监测点位置等关键图纸，为灭火工作提供技术支持与决策依据。设备材料准备组职责协调调运注氮机、注浆机等设备及其配件，准备黄土、水泥、沙子、红砖等材料，负责设备的安装、调试、维护，确保通信系统畅通，保障灭火所需物资及时到位。现场组织实施组职责下设喷浆封堵组、注氮组、注浆组等，分别负责对密闭墙进行喷浆堵漏、向采空区注氮、注浆等具体灭火操作，确保各项治理措施按方案有序实施。检测监控组职责对采空区及相关巷道的O₂、CO、CH₄等气体浓度和温度进行定时检测与采样分析，每半小时记录数据，每4小时取样分析，绘制气体变化曲线，及时上报异常情况。应急救援与后勤保障组职责应急救援组负责突发事件的紧急救援及有害气体超标地点作业监护；后勤保障组负责工作人员食宿、更衣、洗浴等生活保障，确保治理工作顺利进行。应急指挥体系与协作机制应急指挥领导小组组建成立以矿长为组长，总工程师、安全副矿长为副组长，通风、生产、机电等部门负责人为成员的采空区发火治理领导小组，全面负责火区治理方案制定、资源协调与组织落实。专项工作组职责划分下设技术方案组（负责方案制定与优化）、现场实施组（负责密闭施工、注氮注浆等）、检测监控组（负责气体浓度与温度监测）、应急救援组（负责人员撤离与抢险）及后勤保障组（负责物资与人员支持），明确各组职责与协作流程。跨部门协同联动机制建立通风、安全、生产等部门每日联席会议制度，实时通报火情动态与治理进展，确保信息共享；与矿山救护队、消防部门建立应急联动通道，必要时请求专业技术与救援支持。现场指挥与决策流程由领导小组组长或现场总指挥根据监测数据与火情变化，动态调整治理方案；重大决策需经技术方案组论证并形成书面记录，确保措施科学有效，如某矿采空区发火时通过集体决策及时调整注氮量与通风系统。03火灾监测与预警技术气体监测系统配置与应用

束管监测系统束管监测系统能够测量多种指标气体浓度，但存在束管堵塞、积水、漏气和冬季冻结等问题，影响抽气监测工作的正常进行。

光纤布拉格光栅监测系统光纤布拉格光栅监测系统是我国煤矿应用的监测系统之一，可用于采空区煤炭自燃监测。

无线监测系统基于矿井原有基站、中心站，由设在采空区的多组信号发射器和采掘工作面便携式接收器构成，通过井下监测监控网络实现对采空区参数的地面实时监测。

人工监测瓦斯检查员（通风员）每班至少一次对每个密闭墙的观测孔进行取样分析，检测内容包括O₂、CO、CO₂、CH₄等，重点监测氧气和一氧化碳浓度的变化趋势。

自动监测在重要采空区的密闭墙内或回风侧安装CO、O₂、温度传感器，实现24小时连续监测和超限报警。温度与烟雾监测技术

束管监测系统可测量采空区多种指标气体浓度，但存在束管易堵塞、积水、漏气及冬季冻结等问题，影响抽气监测工作正常进行。

光纤布拉格光栅监测系统用于采空区温度等参数监测，是我国煤矿应用的监测系统之一，能提供相关数据支持。

无线监测系统以矿井原有基站、中心站为基础，由采空区多组信号发射器和采掘工作面便携式接收器构成，通过井下监测监控网络实现对采空区参数的地面实时监测。

人工监测瓦斯检查员（通风员）每班至少一次对每个密闭墙的观测孔进行取样分析，检测O₂、CO、CO₂、CH₄等，每周对井下采空区密闭进行一次温度、一氧化碳检查并做好记录。

自动监测系统在重要采空区的密闭墙内或回风侧安装CO、O₂、温度传感器，实现24小时连续监测和超限报警，如地面监控室可实时监测CO浓度等参数变化。监测数据异常分析与预警等级划分01关键监测指标异常判定标准氧气浓度异常升高，表明可能存在漏风；CO浓度超过24ppm或持续上升；密闭墙内或周边温度异常升高，均判定为数据异常。02三级预警机制及响应措施黄色预警：加强监测频率，分析漏风原因，查找密闭墙隐患；橙色预警：立即增加注氮量或启动注浆措施，采取措施堵漏；红色预警：立即撤离受威胁区域人员，启动重大事故应急预案，采取综合灭火措施。03气体与温度变化趋势分析方法建立采空区防火监测数据档案，每日分析O₂、CO、CO₂、CH₄等气体浓度及温度变化趋势，绘制气体变化曲线，预测火灾发展态势。04通风系统调整与控风技术采空区漏风原因与危害

采空区漏风主要原因采空区漏风主要源于综采放顶煤技术应用导致的采空区体积增大、浮煤增多，以及工作面通风系统设计不合理、巷道与采空区贯通、密闭墙施工质量不达标等因素。

漏风加剧火灾风险机制漏风为采空区提供持续氧气供应，加速遗煤氧化放热，导致热量积聚；同时风流携带高温气体扩散，使火势在短时间内蔓延扩大，增加火灾控制难度。

漏风引发的安全危害漏风不仅提高采空区自燃发火概率（占总自燃量60%），还可能导致瓦斯积聚达到爆炸浓度，损坏井下设备，威胁作业人员生命安全，造成严重经济损失。通风系统优化调整方案

降低采空区漏风压力通过打开特定区域风门（如-150m风门）等措施，降低采空区进风负压，减少向火区的漏风量，防止火势因供氧增加而扩大。

合理调整工作面风量根据火区情况，将工作面配风量调整至适宜范围（如从1800m3/min调整为300m3/min），以工作面隅角CO不涌出为基准，平衡防灭火与作业环境需求。

构筑防灭火通风设施在采空区进、回风隅角构筑全断面拦浆防火墙，进风隅角设置全断面挡风帘，结合密闭墙喷浆堵漏，强化采空区漏风管控。

加强通风系统监测维护定期检查通风设施完好性，对风门、密闭墙等进行气密性检测，确保通风系统稳定可靠，为火区治理创造有利通风条件。均压通风技术应用要点

01均压通风技术原理通过调整采空区与工作面之间的压力差，减少漏风量，抑制煤体氧化自燃。核心是平衡漏风通道两端的压力，阻止新鲜空气进入采空区。

02均压通风系统设计需结合工作面通风参数、采空区漏风通道分布，合理设置调压设施（如风门、调节风窗、连通管等），确保压力平衡效果。

03采空区漏风监测与调控正常回采工作面应定期观测采空区漏风情况，根据现场实测数据（如压差、风量）制定专项调控措施，动态优化均压参数。

04均压技术适用场景主要适用于采空区漏风严重、易发生自燃的工作面，尤其在断层破碎带、停采线等重点区域，可与灌浆、注氮等技术联合使用。05密闭墙构筑与封堵技术密闭墙设计标准与结构类型位置选择原则应选择在顶底板完好、围岩稳定、巷道断面规整、不受采动影响的地点，尽量避开地质构造带。密闭墙外侧应留有足够空间，便于施工、检查和维护。结构类型与基本要求必须采用“双墙夹心”结构，即砌筑两道厚度不低于1.0米的砖墙或料石墙，中间填充不少于0.5米的不燃性材料（如黄土、粉煤灰、石膏等），并逐层夯实，墙体厚度总体不小于2.5米。临时密闭墙可采用快速密闭材料或木板夹黄泥结构，但须在规定时间内（通常不超过一周）构筑成永久密闭墙。掏槽与强度标准墙体必须嵌入顶底板和两帮的实体煤（岩）中，掏槽深度：煤巷不小于0.5米，岩巷不小于0.3米，并保证与煤岩体接合严密，无缝隙。墙体必须能承受顶板压力和采空区可能积聚的气体压力。附属设施设置在密闭墙中上部预留直径不小于25mm的观测孔，用于定期采集气样、测量墙内外压差和温度，观测孔必须安装阀门；若密闭区可能有积水，应在墙底预留带阀门的放水孔；同时预留用于注浆、注氮或灌注三相泡沫的措施管，管路应延伸至采空区深部。施工工艺与质量控制措施

施工前准备与环境清理施工前需将永久密闭所需材料（如黄土、黄沙、石头、水泥等）提前运至距施工地点不大于20米处，并彻底清理施工地点浮煤、杂物，确保基础坚实平整。同时，必须确认密闭区内无铁器及任何机电设备，未经验收严禁封闭。

标准化掏槽与墙体砌筑工艺严格执行掏槽作业，顶、底掏槽需见实顶实底，两帮掏槽见实体煤岩后不小于300mm，掏槽宽度大于墙厚0.3m。墙体砌筑采用“双墙夹心”结构，如石头砌碹结构厚度不小于2.5米，中间填充黄土等不燃性材料并逐层夯实；砖砌时砂浆饱满，砖缝均匀，层层压实，墙面需双面抹面，覆面层厚度大于20mm，四周抹裙边宽度大于200mm。

附属设施安装与施工流程控制墙体应在离地板高度为墙体高度2/3处设置直径不小于25mm的观测孔（带阀门），根据需要预留放水孔及注浆、注氮等措施管。施工流程严格遵循掏槽→砌筑外墙→填充夯实→砌筑内墙→墙面抹面→安装附属管路→勾缝封严的顺序，确保各环节质量。

施工质量验收与标准把控施工完毕后，由通风部门、安全部门、施工单位共同验收。验收标准包括：墙体平整坚固（1m内凹凸不大于10mm），无裂缝、重缝和空缝，掏槽深度符合要求，抹面平整光滑，附属设施齐全有效，墙体与巷道周边接触严密不漏风。密闭墙喷浆堵漏技术喷浆堵漏的作用与原理喷浆堵漏通过在密闭墙表面及周边喷洒水泥砂浆，填充墙体缝隙，封堵漏风通道，从而有效阻止氧气进入采空区，抑制煤体氧化自燃，是采空区火灾治理中隔绝灭火的关键辅助措施。喷浆材料与配比要求喷浆材料通常采用M10号砂浆，水泥与沙子的配比为1:3，确保材料具有良好的粘结性和密封性。材料应选用不燃性材料，避免引入新的火灾隐患。喷浆施工工艺标准喷浆施工需对密闭墙及联巷两帮、联巷口两侧各5米范围进行处理，喷浆厚度不小于50mm，要求墙面平整，无裂缝、重缝和空缝，确保密闭处不涌出CO等有害气体。喷浆质量检查与验收施工完毕后，需检查喷浆层厚度、均匀性及与墙体的结合情况，通过气密性检查（如微风管检测）确认无漏风现象，确保喷浆堵漏效果达到防火要求。06惰性气体与注浆灭火技术注氮技术参数与操作规范

注氮技术核心参数注氮技术以降低采空区氧气浓度为核心，目标是将氧气浓度控制在煤炭自燃临界值以下，通常需降至7%以下。氮气注入量和频率应根据采空区范围、漏风情况及气体监测数据动态调整，以有效抑制煤体氧化。

注氮设备选型与布置常用注氮机型号如DM-1000、DM-800等，需根据采空区体积和发火规模配置。注氮管路应通过密闭墙预留措施管延伸至采空区深部，确保氮气均匀扩散。如在42101-2采空区治理中，曾同时启用3套注氮机从不同位置注入。

操作流程与安全控制操作前需检查设备运行状态及管路气密性，启动后实时监测采空区氧气、一氧化碳浓度及温度变化，每2小时记录一次注氮参数。注氮期间需确保作业人员配备隔离式自救器，严禁在瓦斯超限区域操作，防止氮气窒息风险。

效果评估与协同应用注氮效果通过束管监测系统分析气体成分变化判定，当氧气浓度稳定低于临界值且一氧化碳浓度持续下降，表明措施有效。注氮技术常作为注浆、三相泡沫等技术的辅助手段，如某矿在采空区灭火中，注氮与注浆联合使用，显著提升了灭火效率。注浆材料选择与施工工艺常用注浆材料类型及特性煤矿采空区注浆灭火常用材料包括黄泥、粉煤灰、水泥浆等不燃性材料，以及阻化剂、凝胶、三相泡沫等辅助材料。黄泥和粉煤灰来源广泛、成本较低，主要起包裹遗煤、堵塞漏风通道和降温作用；水泥浆可提高填充体强度；凝胶、三相泡沫等则能更好地适应复杂地形，提高浆水滞留率和覆盖范围。注浆材料选择原则注浆材料选择需综合考虑火源位置、火势大小、燃烧物质、采空区地质条件及安全经济性等因素。对于大范围、深部火源，可选用三相泡沫等扩散性好的材料；对于需要快速加固或封堵的区域，可选用水泥浆等凝固较快的材料；一般情况下，黄泥灌浆因其经济性和有效性常作为首选。注浆施工工艺流程注浆施工工艺流程主要包括施工准备、管路铺设、浆液制备、注浆作业和效果检验。施工前需清理现场、准备材料和设备；铺设注浆管路至预定位置；按比例制备浆液，确保浓度和流动性适宜；通过注浆泵将浆液经管路注入采空区，过程中需控制注浆压力和流量；注浆完成后，通过监测气体浓度、温度等指标检验灭火效果。注浆施工关键技术要点注浆施工时，需确保管路连接严密，防止漏浆；根据采空区情况合理选择注浆孔位置和数量，保证浆液均匀扩散；控制注浆速度和压力，避免因压力过大造成采空区坍塌或浆液流失；对于高、中、低位火源或浮煤，可采用普瑞特矿用防灭火专用液（JTF-I）等材料，利用其泡沫载体特性实现大范围全方位覆盖。普瑞特防灭火专用液应用技术

技术核心优势普瑞特矿用防灭火专用液（JTF-I）集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，尤其继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。

固水与滞留率提升水浆生成泡沫后缓慢形成凝胶，能将大量水固结在凝胶体内，避免浆液中大量水流失或溃浆，大幅提高浆水在采空区的滞留率。

全方位覆盖与作用机制形成的凝胶以泡沫为载体，可对采空区高、中、低位火源或浮煤进行大范围全方位覆盖，能固结90%以上水分并形成凝胶层。

防火与灭火双重功效防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气；灭火时能长久吸热降温，有效防止火区复燃，是高效的采空区防灭火技术。07现场应急处置措施火灾现场人员撤离与警戒

井下人员紧急撤离程序立即停止作业，所有人员必须佩戴隔离式自救器，按照预先制定的避灾路线快速撤离至安全区域。撤离时服从现场指挥，禁止拥挤、奔跑，确保有序撤离。

危险区域警戒设置在火灾影响范围及可能受威胁的巷道、硐室入口设置明显警戒标志，严禁无关人员进入。安排专人在关键节点（如42煤回风大巷电动风门、22煤主运机头破碎机电动风门处）进行监护，防止人员误入危险区。

入井人员管控措施严格执行入井人员挂牌、取牌制度，矿灯房加强矿灯管理，准确掌握井下人员数量及位置。火灾治理期间，除治理火区相关人员外，其他人员不得安排进入受影响采区作业。

撤离路线与避难硐室保障确保撤离路线畅通，避难硐室内应急物资（如食品、水、通讯设备）齐全有效。定期组织撤离演练，提高作业人员应急反应能力，确保在火灾发生时能够快速、安全撤离。直接灭火与隔绝灭火技术应用直接灭火技术及操作要点采用水、灭火器、沙、空气泡沫流等在火源附近直接扑灭火灾。用水灭火时需保证充足水量和正常通风，先射向火源外围再逐步逼向中心；灭火器应配备在要害场所、机电设备附近等关键位置。隔绝灭火技术核心措施通过构筑密闭墙隔绝采空区氧气供给，常用“双墙夹心”结构，中间填充不燃性材料，墙体嵌入顶底板和两帮实体煤岩，掏槽深度煤巷不小于0.5米、岩巷不小于0.3米，确保严密不漏风。综合灭火技术协同应用在直接灭火和隔绝灭火基础上，结合注浆、注氮等技术。注浆可包裹遗煤、堵塞漏风通道，注氮能稀释氧气浓度至7%以下，普瑞特矿用防灭火专用液等新型材料可实现凝胶固水、泡沫覆盖的双重效果，有效防止复燃。应急救援装备配置与使用个人防护装备入井治理火区人员必须配带隔离式自救器，以应对火灾中可能出现的有毒有害气体环境，保障人员呼吸安全。灭火设备与材料应配备灭火器、灭火器材箱、黄泥、水泥、沙子、短木子等灭火及密闭材料，并确保注水水泵、水管等设备安装到位、性能完好，以便快速开展灭火作业。气体检测与监控装备配置气体检测仪器，用于检测密闭内及采空区相关区域的O₂、CO、CH₄等气体浓度和温度；地面监控室需24小时值班，实时监测井下气体参数变化。通信与照明装备配备小灵通、电话等通信设备，确保井下各作业点与地面指挥中心及井下各小组之间通信畅通；同时准备充足的矿灯等照明设备，保障井下作业照明需求。08安全管理与保障措施日常监测与维护管理制度

人工监测制度瓦斯检查员（通风员）每班至少一次对每个密闭墙观测孔进行取样分析，检测O₂、CO、CO₂、CH₄等气体浓度，重点关注CO浓度变化（超过24ppm或持续上升需立即汇报）及氧气浓度异常。每周对井下采空区密闭进行一次温度、一氧化碳检查，并做好记录。

自动监测系统应用在重要采空区的密闭墙内或回风侧安装CO、O₂、温度传感器，实现24小时连续监测和超限报警。利用束管监测设备定期监控采空区气体，实时掌握气体浓度变化趋势，为火灾预警提供数据支持。

密闭墙检查与维护每周由专人对所有密闭墙进行外