兴隆庄矿4322-联火灾的综合防灭火技术培训

兴隆庄矿4322-联火灾的综合防灭火技术培训CONTENTS目录01矿井及火区概况02防灭火技术方案总体设计03长钻孔压注惰气泡沫灭火技术04锁风缩小火区技术CONTENTS目录05密集短钻孔压注惰泡灭火技术06火区启封与复燃防治07防灭火技术应用效果与经验08煤矿防灭火安全管理与法规01矿井及火区概况兴隆庄煤矿基本情况

地理位置与井田范围兴隆庄煤矿位于兖州煤田北部，井田面积54km²，煤系地层属石炭二叠纪，地质条件稳定。

煤层赋存与开采现状矿井可采煤层共5层，现开采3#煤层，平均厚度8.65m，全矿共3个采区，设计生产能力300万t/a。

4322-联巷道火灾背景4322-联巷道掘进时与4320下顺槽采空区沟通，在打木垛处出现浓烟并引发明火，用水直接灭火未成功，随后封闭火区120余米。4322-联巷道及火区特征

巷道工程地质条件4322-联巷道在掘进过程中冒顶现象较为严重，施工难度大，为火灾隐患的形成和发展提供了条件。

火区形成与沟通情况掘进时与4320下顺槽采空区发生沟通，在掘进头打木垛处率先冒出浓烟，随后出现明火，表明采空区遗留煤炭自燃或瓦斯积聚是火源形成的重要因素。

初期灭火效果与封闭措施初期采用水直接灭火未能成功熄灭火灾，为保障安全，随即撤人并对火区实施封闭，封闭巷道总长度达120余米。

火区巷道布置概况火区涉及巷道布置复杂，具体可参考4322综放面巷道布置示意图（图1），该图示清晰展示了火区相关巷道的空间分布关系。火区封闭情况与巷道布置

火区封闭范围4322-联巷道冒顶严重，掘进时与4320下顺槽（采空区）沟通引发火灾，用水直接灭火未成功后进行封闭，火区封闭巷道长度达120余米。

巷道布置概况兴隆庄煤矿现开采3#煤层，平均厚度8.65m，全矿共3个采区。4322-联巷道与4320下顺槽（采空区）存在沟通情况，具体巷道布置可参考图1“4322综放面巷道布置示意图”。

封闭后火区状态封闭后火区集中在4320下顺槽透风的范围内，火源位置相对明确，为后续采取长钻孔压注惰气泡沫等综合灭火措施提供了条件。02防灭火技术方案总体设计灭火总则与技术路线01灭火总则：多技术协同控制火势以均压、堵漏防止火区漏风为基础，同步采用向火区打钻压注惰气泡沫直接灭火，结合锁风缩小火区范围，火势受控后启封并实施巷道喷涂、注阻化凝胶等措施，最终建立永久密闭并压注惰泡巩固防灭火效果。02技术路线：分阶段综合治理流程第一阶段为控制阶段，通过均压灭火与长钻孔压注惰气泡沫扑灭明火；第二阶段为缩小阶段，采用锁风技术逐步缩小火区范围；第三阶段为巩固阶段，启封后进行巷道处理、注阻化凝胶及建立永久密闭，实现火区彻底治理。03核心原则：安全高效与技术适配针对4322-联火区范围小、火源位置明确的特点，优先选择惰气泡沫灭火技术，利用其三维流动、惰气释放及低恢复工程量优势，同时结合灌浆、阻化剂等辅助手段，确保灭火效率与作业安全。综合防灭火技术体系构建

灭火总则：多技术协同应用在均压、堵漏防止火区漏风、向火区打钻压注惰气泡沫直接灭火的同时，锁风缩小火区，火势得到控制后启封火区，再采取巷道喷涂、注阻化凝胶及局部处理等措施，最后建立永久密闭并压注惰泡，形成综合防治体系。

核心技术：长钻孔压注惰气泡沫在现密闭墙外布置5个长钻孔，终孔位置分别位于4320下顺槽顶板和4322-联巷顶板中，通过钻孔向火区压注惰气泡沫，利用其三维流动、惰气释放、高膨胀系数（8-12倍）等特性，实现降温、阻化、堵漏。

关键环节：锁风缩小火区范围在原有火区防火墙外5〜6m处建带风门风墙，救护队员进入后打开原火墙探查，确认无火源后在联络巷拐弯处5〜6m位置建临时防火墙，表面及1m范围内喷涂聚胺脂减少漏风，检查气体组份并处理瓦斯后恢复巷道。

强化措施：密集短钻孔二次注泡火区缩小后，在密闭外向火区布置斜钻孔，终孔进入冒落区0.5〜1m，安设50mm套管（前端0.25~0.5m花管），注入化学惰气泡沫。经计算总注泡量需2358.72m³，所需药剂包括组分A22.31t、组分B14.15t、添加剂2.14t。技术方案实施流程规划火区封闭与初期控制发生明火后立即撤人并对火区进行封闭，封闭巷道120余米，隔绝氧气以控制火势蔓延，为后续灭火争取时间。长钻孔压注惰气泡沫灭火在现密闭墙外布置5个长钻孔，终孔位置分别位于4320下顺槽顶板和4322-联巷顶板中，通过钻孔向火区压注惰气泡沫，起到降温、阻化、堵漏作用。锁风缩小火区范围在原有火区防火墙外5-6米处建带风门风墙，救护队员进入探查确认无火源后，在距联络巷拐弯处5-6米位置建立临时防火墙，喷涂聚胺脂材料减少漏风。密集短钻孔压注惰泡灭火火区范围缩小后，在密闭外向火区布置一系列斜钻孔，终孔进入冒落区0.5-1米，安设套管，注入大量化学惰气泡沫，实现全方位高效灭火。火区启封与安全检查注入惰泡后，救护队员锁风进入火区监测温度、O2、CO、CH4等气体浓度，确认无爆炸危险且有害气体指标符合规程后，进行巷道恢复作业。火区复燃预防与永久处理对未喷涂巷道进行混凝土喷涂，冒顶片帮处做人工假顶帮后包顶包帮喷浆，向松散部位注阻化凝胶；在4322-联巷道与4320下顺槽间建立永久密闭防火墙，并注入黄泥浆等材料隔绝火区。03长钻孔压注惰气泡沫灭火技术均压灭火与直接灭火技术对比

均压灭火技术特点以窒熄火区为主，通过调节火区内外压力差防止漏风，但不能直接降低火区内温度，灭火时间相对较长，适用于控制火势蔓延阶段。

直接灭火技术特点如向火区打钻压注惰气泡沫，可直接作用于火源，具有降温、覆盖、惰化等多重效果，灭火速度快，适用于火区范围明确的直接扑救。

技术协同应用策略兴隆庄矿4322-联火区采用均压堵漏防止漏风的同时，结合长钻孔压注惰气泡沫直接灭火，形成“控制+扑灭”的综合处理方案，提升灭火效率。长钻孔布置设计与参数

钻孔布置位置与数量在现密闭墙外布置5个长钻孔，终孔位置分别位于4320下顺槽顶板和4322-联巷顶板中，针对性覆盖火区范围。

钻孔终孔位置要求钻孔终孔需进入冒落区0.5〜1m，确保有效覆盖火源区域，提升灭火介质作用效果。

套管规格与结构钻孔内安设50mm套管，前端套管头部有0.25~0.5m花管，便于惰气泡沫等灭火介质均匀注入火区。惰气泡沫灭火材料与性能

材料组成与形态化学泡沫灭火材料为液态，由两组分液体混合后发生化学反应，产生大量灭火惰气及泡沫，可向火区空间、漏风通道及煤层裂隙扩展。

灭火作用机理通过化学反应产生的泡沫能隔绝氧气、覆盖火源，惰气可降低火区氧浓度实现窒息灭火，同时泡沫能填充空隙、封堵漏风，达到全方位灭火效果。

关键性能指标膨胀系数可达8-12倍，能高效填充火区空隙；具有良好的扩散性，可沿漏风通道和煤壁裂隙三维流动；灭火后巷道恢复工程量小，对后续作业影响低。压注工艺与操作要点钻孔布置要求在密闭外向火区布置斜钻孔，终孔位置需进入冒落区0.5〜1m，钻孔间隔5m，内安设50mm套管，前端0.25~0.5m为花管。压注量计算方法单孔注泡量按公式Q孔=2SLHK1K2K3计算（S=4m，L=5m，H=6m，K1=0.3，K2=1.2，K3=1.3），得Q孔=112.3m³；总注泡量Q总=N•Q孔K4（N=14，K4=1.5），得Q总=2358.72m³。药剂配置标准所需药剂为组分A22.31t、组分B14.15t、添加剂2.14t，液态材料混合后发生化学反应产生灭火惰气及泡沫。压注操作流程通过钻孔向火区压注惰气泡沫，利用其三维流动特性覆盖火区，发挥降温、阻化、堵漏作用，压注过程需监控压力及泡沫扩散情况。04锁风缩小火区技术锁风技术原理与应用条件锁风技术核心原理

通过在原有火区防火墙外侧一定距离（如5-6米）新建带风门的临时风墙，形成相对独立的封闭空间，控制风流进入火区，降低火区氧气浓度，抑制火势发展，为缩小火区范围创造条件。锁风技术应用前提条件

适用于火区范围已通过初步封闭得到控制，但仍需进一步缩小火区、探查火源或进行局部巷道恢复的场景，且需确保新建临时风墙位置具备施工条件，火区气体无即时爆炸危险或已采取瓦斯排放等预处理措施。锁风技术关键操作要点

救护队员进入锁风区域后需关闭风门，确认无火源后在更靠近火源的安全位置（如距联络巷拐弯处5-6米）建立临时防火墙，墙体表面及周边1米巷道顶帮喷涂聚氨酯等材料强化堵漏，严格监测启封段气体组分及爆炸危险性。临时防火墙构建工艺

选址原则与位置确定在距联络巷拐弯处5〜6米左右位置建立临时防火墙，确保火区范围缩小至可控程度，便于后续灭火作业开展。

墙体材料与施工要求采用密闭材料快速构筑墙体，要求结构严密，能有效阻隔风流；墙体表面及距防火墙1米范围内巷道顶帮喷涂聚胺脂材料，以减少火区漏风。

气密性处理技术通过喷涂聚胺脂等材料对防火墙及周边巷道进行密闭处理，强化气密性，降低漏风风险，为火区灭火创造有利环境。

安全检查与气体监测救护队员检查启封段内气体组份，用测爆仪检查启封段气体是否具有爆炸危险，确保防火墙构建后火区气体指标符合安全规程。火区气体监测与安全管控

气体监测核心指标重点监测火区内氧气（O₂）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）等气体浓度，其中O₂浓度需控制在助燃阈值以下，CO浓度是判断火势是否熄灭的关键指标，CH₄浓度需严格监控以防爆炸风险。

监测技术手段采用气体传感器实时监测与人工取样分析相结合的方式，在火区周边及启封段布置监测点，使用测爆仪等设备检查气体组份，确保数据准确反映火区状态。

爆炸风险预警与处置若监测发现火区瓦斯浓度超标或具有爆炸危险，须立即停止作业，优先进行瓦斯排放，待气体指标降至规程允许范围后，方可恢复通风及其他操作，严禁在风险未排除时冒险作业。

安全管控标准火区内各种有害气体指标必须符合《煤矿安全规程》要求，经救护队员检查确认O₂、CO、CH₄等浓度稳定在安全范围，且无复燃迹象后，方可开展巷道恢复等后续工作。巷道恢复作业流程

01火区气体安全检测救护队员进入启封段后，需使用测爆仪等设备检测瓦斯、氧气、一氧化碳等气体浓度，确保各项指标符合规程允许范围，无爆炸危险。

02巷道排水与清障对火区扑灭后的巷道进行排水处理，清除冒顶矸石及其他障碍物，为后续巷道修复创造条件，保障作业面畅通。

03巷道支护与修复针对冒顶和片帮严重区域，先搭建人工假顶、假帮，再采用包顶、包帮、喷浆等方式进行加固处理，恢复巷道结构稳定性。

04通风系统恢复若火区瓦斯浓度过高或存在爆炸风险，需先进行瓦斯排放，再逐步恢复通风，防止有害气体积聚，确保作业环境安全。05密集短钻孔压注惰泡灭火技术短钻孔布置方案设计

01钻孔布置原则火区范围缩小到最小程度后，在密闭外向火区布置一系列密集较短钻孔，钻孔终孔位置要求进入冒落区0.5〜1m，以实现对火源区域的精准覆盖。

02钻孔参数设计钻孔终孔位置间隔为5m，孔内安设50mm套管，前端套管头部有0.25~0.5m花管，确保惰泡能均匀注入火区各空隙及裂隙。

03压注材料选择采用液态化学泡沫灭火材料，注入火区后两路液体混合膨胀，发生化学反应产生大量灭火惰气及泡沫，实现全方位高效灭火。

04压注工艺要求通过密闭外布置的密集短钻孔，向火区注入大量化学惰气泡沫，利用泡沫的扩展性填充周围空间、漏风通道及煤层裂隙，达到彻底灭火目的。套管安装与花管设计

套管规格与材质选择钻孔内安设50mm套管，材质需满足抗压及防腐蚀要求，确保在压注惰气泡沫过程中管道结构稳定，防止泄漏。

花管头部结构设计前端套管头部设置0.25~0.5m长的花管段，花管表面均匀开孔，保证惰气泡沫能均匀、高效地向火区冒落区扩散。

套管安装工艺要点套管安装需确保其前端进入冒落区0.5〜1m，安装后需进行密封处理，防止压注过程中出现漏风或泡沫外溢现象。化学惰气泡沫反应机理

化学反应产气原理化学泡沫灭火材料为液态，注入火区后两路液体混合发生化学反应，产生大量灭火惰气及泡沫，实现全方位灭火。

泡沫膨胀扩展特性反应生成的泡沫具有8-12倍膨胀系数，可向周围空间、漏风通道及煤层裂隙不断扩展，填充火区空隙并封堵漏风。

灭火协同作用机制泡沫破裂释放惰气实现窒息灭火，同时泡沫覆盖煤体表面降低温度、阻隔氧气，兼具降温、阻化、堵漏多重防灭火作用。压注量计算方法与实例

单孔压注量计算公式单孔注泡量计算公式为：Q孔=2SLHK1K2K3，其中S为处理宽度，L为处理长度，H为注泡高度，K1为火区空隙系数（取0.3），K2为输送系数（取1.2），K3为成泡系数（取1.3）。单孔压注量计算实例以兴隆庄矿4322-联火区为例，当处理宽度4m、长度5m、高度6m时，计算得Q孔=2×4×5×6×0.3×1.2×1.3=112.3m³，即单个钻孔需注入惰气泡沫112.3立方米。总压注量计算公式总注泡量计算公式为：Q总=N•Q孔K4，其中N为钻孔总数，K4为备用系数（取1.5），用于应对火区实际情况与计算模型的差异，确保灭火材料充足。总压注量计算实例若共布置14个密集短钻孔，单孔注泡量112.3m³，备用系数1.5，则总压注量Q总=14×112.3×1.5=2358.3m³，需准备相应量的化学惰气泡沫材料以实现全方位灭火。06火区启封与复燃防治火区启封条件与标准气体指标达标要求火区内瓦斯浓度需符合规程允许范围，氧气浓度降至安全水平，一氧化碳等有害气体浓度不超过规定限值，经救护队员使用测爆仪等设备检测确认无爆炸危险。温度与火源熄灭验证启封段内温度需稳定在正常范围，通过监测确认一定距离内无明火及高温点，各项温度指标持续一段时间无异常变化，确保火源已彻底熄灭。巷道安全状态评估对巷道顶帮、冒顶区域进行检查，确认无坍塌风险，经排水、清除冒顶等处理后，巷道恢复段满足人员进入和作业条件，通风系统可安全恢复。防灭火措施有效性确认前期采取的压注惰气泡沫、锁风缩小火区、喷涂聚胺脂等防灭火措施已发挥作用，火区漏风得到有效控制，具备启封后防止复燃的保障条件。巷道喷涂与阻化凝胶应用巷道喷涂材料选择与工艺火区启封后，对巷道表面及距防火墙1米范围内巷道顶帮喷涂聚胺脂材料，形成密闭保护层，有效减少火区漏风，增强巷道气密性。阻化凝胶压注范围与作用在巷道恢复段向煤层裂隙压注水玻璃凝胶，充分充填火区空隙，通过封堵漏风通道和降低煤体氧化活性，防止复燃。局部高温点处理措施针对巷道冒顶区等局部隐患点，采用钻孔注凝胶结合人工清理的方式，定向处理高温区域，确保无残留火源。永久密闭墙构建技术

密闭墙位置选择原则在4322-联巷道与4320下顺槽之间构建永久密闭墙，需选择巷道结构相对稳定、便于施工且能有效隔绝火区的关键位置。

密闭墙材料选择标准应选用具有高强度、良好密闭性和耐火性的材料，如耐火砖、混凝土等，确保墙体能够承受井下压力并有效阻止漏风。

密闭墙施工工艺要点施工前需清理巷道杂物，确保施工面平整；墙体砌筑应采用错缝搭接方式，灰缝饱满，表面平整；施工完成后需对墙体进行气密性检查。

密闭墙后期处理措施向密闭墙后注入大量黄泥浆等防灭火材料，填充空隙，进一步增强隔绝效果，防止火区复燃。后期火区监测与管理

火区气体与温度动态监测定期检测火区内瓦斯、一氧化碳、氧气等气体组分及浓度，使用温度传感器实时监控密闭墙及周边巷道温度变化，确保各项指标符合规程允许范围。

密闭墙完整性检查与维护对永久密闭墙表面及周边巷道顶帮进行定期检查，采用聚胺脂喷涂等措施加强密闭性能，防止漏风导致火区复燃，确保密闭墙长期有效隔离火区。

防灭火材料有效性评估对注入火区的惰气泡沫、阻化凝胶、黄泥浆等防灭火材料的覆盖范围、稳定性及灭火效果进行评估，必要时补充注入以巩固灭火成果。

建立火区管理档案与应急预案详细记录火区处理全过程数据，包括钻孔布置、材料用量、气体监测结果等，建立完善火区管理档案。制定针对性应急预案，定期组织演练，确保火区异常时能快速响应处置。07防灭火技术应用效果与经验灭火效果评估指标体系气体浓度指标监测火区内氧气浓度需降至5%以下，一氧化碳浓度低于24ppm，瓦斯浓度不超过0.5%，确保达到惰化灭火标准。温度监测指标火区环境温度应降至30℃以下，巷道表面温度不超过40℃，无热点及异常升温现象，表明火源已彻底熄灭。巷道状态指标检查巷道顶帮稳定性，无冒顶、片帮风险，密闭墙及喷涂层完好，漏风率控制在5m³/min以下，防止复燃条件形成。材料性能指标阻化凝胶、惰气泡沫等灭火材料应满足膨胀倍数8-12倍、封堵率≥90%、耐高温≥200℃的技术要求，确保持久灭火效果。关键技术创新点分析01长钻孔惰气泡沫精准灭火技术突破传统灭火方式，在密闭墙外布置5个长钻孔，终孔精准定位4320下顺槽及4322-联巷顶板，利用惰气泡沫三维流动特性，实现对火区的高效覆盖与降温、窒息灭火，显著提升灭火效率。02锁风缩封与临时密闭协同技术创新采用"外建带风门风墙-启封原火墙-探查无火源后建临时防火墙"的锁风缩小火区工艺，临时防火墙表面及周边1米巷道顶帮喷涂聚胺脂堵漏，有效减少火区漏风，为后续灭火创造有利条件。03密集短钻孔化学惰泡全方位灭火技术在火区范围最小化后，布置终孔进入冒落区0.5-1米的密集短钻孔，注入化学惰气泡沫，利用两路液体混合膨胀化学反应，产生大量灭火惰气及泡沫，向火区空间、漏风通道及煤层裂隙全方位扩展灭火。04多阶段联合防灭火技术体系构建"均压堵漏+惰气泡沫直接灭火+锁风缩封+巷道喷涂+阻化凝胶注入+永久密闭+后期惰泡压注"的多阶段、全过程综合防灭火技术体系，实现火区从控制到扑灭再到防止复燃的系统性治理。工程应用中的问题与对策

火区范围判断与钻孔精准度问题火区范围因冒顶、裂隙等因素难以精确界定，可能导致钻孔终孔位置偏差，影响灭火材料覆盖效果。对策：结合巷道布置图（如图1）及前期探查数据，采用三维地质建模技术，优化长钻孔（如图2）及密集短钻孔（如图3）布置，确保终孔位置进入冒落区0.5~1m。

灭火材料输送与扩散不均问题传统灌浆易沉底、水灭火易溃泄，导致火区局部未被有效覆盖。对策：优先选用膨胀系数8-12倍的惰气泡沫，利用其三维流动特性，通过带花管的套管（50mm）压注，推动泡沫沿漏风通道和煤壁裂隙扩散堆积。

火区复燃风险与长效防控问题启封后新鲜空气进入可能引发复燃，巷道漏风也会加速煤氧化。对策：火区扑灭后对巷道进行混凝土喷涂，冒顶片帮处做人工假顶、帮后喷浆处理，并向松散部位注入