易自然煤层掘进期间防灭火安全技术措施培训

易自然煤层掘进期间防灭火安全技术措施培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01工程概况与火灾风险分析02火灾预防技术体系构建03监测预警与预测预报04防灭火材料与设备选型CONTENTS目录05火灾应急处置与管控措施06管理制度与安全培训01工程概况与火灾风险分析

131309风巷工程基本情况巷道掘进煤层条件131309风巷在13-1煤层中及跟13-1煤层底板掘进，煤厚约5.3-13.4m，平均7.5m，局部发育一层夹矸。

顶板岩层特征顶板为薄煤层、泥岩、砂质泥岩、细砂岩与煤线呈互层状组合而成的复合型顶板，层理发育，煤岩层松软，稳定性差，易超前冒落。

主要安全风险工作面采掘工作中易造成顶板垮落，留下自燃发火隐患，需重点防范煤层自燃风险。

措施编制目的为防止131309风巷掘进过程中煤层自燃，保证掘进期间防灭火安全，特编制本技术措施。

13-1煤层赋存特征与自燃风险

煤层厚度与结构特征13-1煤厚约5.3-13.4m，平均7.5m，局部发育一层夹矸，煤岩层松软，稳定性差，易在掘进过程中形成顶板垮落和高冒区。

顶板条件与冒落风险顶板为薄煤层、泥岩、砂质泥岩、细砂岩与煤线互层的复合型顶板，层理发育，易超前冒落，形成自然发火隐患区域。

煤层自燃倾向性分析13-1煤层属易自燃煤层，自然发火标志性气体为乙烯（C₂H₄），高温氧化标志性气体为一氧化碳（CO），需重点监测防控。

掘进工作面火灾风险源主要风险源包括煤壁氧化、高冒区浮煤堆积、顶板垮落形成的封闭空间，以及通风不畅导致的热量积聚，易引发煤炭自燃。顶板垮落特性与自燃隐患复合型顶板对防灭火的影响

13-1煤层顶板为薄煤层、泥岩、砂质泥岩、细砂岩与煤线互层结构，层理发育导致煤岩层松软、稳定性差，易发生超前冒落，形成高冒区留存浮煤，成为自燃发火隐患点。高冒区气体积聚与温度异常

垮落形成的高冒区域易积聚CO等标志性气体，且热量不易散发，当温度超过35℃时需立即采取注瑞米充填II号材料等措施，超过40℃必须注水降温，否则将加速煤体氧化自燃。漏风通道与供氧条件恶化

顶板垮落产生的裂隙网络为井下空气流通提供通道，增加高冒区氧气供给，加速煤体氧化进程，同时破坏通风系统稳定性，导致火灾防治难度显著提升。

矿井火灾危害与事故案例警示对人员生命安全的直接威胁矿井火灾产生大量有毒有害气体，如一氧化碳、硫化氢等，易造成人员中毒窒息。据统计，我国90%以上的矿井火灾死亡事故由有毒气体导致。

对矿井资源与财产的严重破坏火灾会烧毁煤炭资源，破坏井巷工程和设备设施，造成巨大经济损失。我国每年因煤炭自燃损失的资源量巨大，严重制约矿井高效发展。

易引发瓦斯爆炸等次生灾害高温火源与瓦斯等可燃气体混合，易引发爆炸事故，扩大灾害影响范围。煤层自燃是诱发瓦斯爆炸的重要因素之一，后果不堪设想。

典型事故案例警示历史上曾发生多起因煤层自燃引发的重大矿井火灾事故，导致大量人员伤亡和财产损失。各单位必须深刻吸取教训，强化防灭火措施落实。02火灾预防技术体系构建巷道布置核心原则巷道布置与支护优化原则遵循安全、高效、经济原则，满足生产需求，减少巷道长度以降低通风阻力，提高掘进效率，同时充分考虑支护、运输、行人及通风等多方面需求，确保巷道断面尺寸合理。巷道位置与方向选择依据根据煤层赋存条件和地质构造，合理选定巷道开口位置与掘进方向；开采容易自燃和自燃的单一厚煤层或煤层群时，集中运输大巷和总回风巷宜布置在岩层内或不易自燃的煤层内。支护方式选择影响因素支护方式选择需综合考虑巷道围岩性质、巷道用途及服务年限等因素；针对易自然煤层松软、稳定性差、易超前冒落的顶板条件，应采用能有效控制顶板垮落的支护方式，减少或杜绝顶板漏顶现象，降低自燃发火隐患。特殊区域巷道布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；在采（盘）区开采设计中，需预先选定采煤工作面构筑防火门的位置，通风系统形成后按设计构筑防火门墙并储备足够封闭材料。

通风系统设计与漏风控制通风系统设计原则遵循安全、高效、经济原则，确保满足生产需求，降低通风阻力，提高掘进效率，充分考虑巷道支护、运输、行人、通风等多方面需求，保证巷道断面尺寸合理。

排烟通风系统设置为保证矿区安全，需设置排烟通风系统，确保矿区内空气流通，有效处理来自煤矿井上的烟气，防止因烟气增多、空气不流动形成下降压区和上升压区，避免烟气逆流导致火灾加重扩大。

漏风管理重要性矿井必须实行严格的漏风管理，采取有效防止漏风措施。漏风是氧气进入煤体的主要通道，采空区漏风率控制在5%以下时，自然发火风险可降低约40%。

漏风控制具体措施通过封闭采空区、优化通风系统（如采用均压通风技术降低采空区内外压差）减少漏风。浅埋深煤层回采后与地面有漏风时，应优化通风系统，降低通风阻力，充填封堵与采空区相连通的地面裂隙。阻化剂应用技术规范阻化剂选型标准优先选用氯化镁、氯化钙等无机盐类阻化剂，需符合《煤矿安全规程》要求，对煤体表面活性结构惰化效果显著，且对井下环境无腐蚀性、无毒性。溶液浓度配置要求根据煤层自燃倾向性确定浓度，易自燃煤层通常配置8%-15%的水溶液，注液量按每平方米煤体0.5-1.2升计算，确保均匀覆盖煤体表面。施工工艺与设备参数采用钻孔压注或喷雾方式施工，压注压力控制在1-3兆帕，喷雾系统覆盖半径不小于5米。施工设备需定期检查，确保流量稳定、雾化效果良好。应用范围与重点区域主要应用于掘进工作面煤壁、高冒区及采空区边缘，对巷道顶底板裂隙、煤柱破碎带等易漏风区域需重点处理，防止煤氧接触引发自燃。效果监测与复注周期施工后每日监测煤体温度及CO浓度，当阻化剂效果衰减（CO浓度回升至30ppm以上）时，需进行复注，复注周期一般为7-15天，具体根据监测结果调整。

注浆防灭火系统建设要求01注浆系统基础设施配置开采容易自燃煤层的矿井必须建立配套注浆系统，包含制浆、输浆、灌浆设备及供料、供水等设施，确保系统能力满足防灭火需求。

02注浆材料选择标准宜选用不燃性材料，如黏土、粉煤灰等，浆液浓度应根据煤层特性调整，确保有效覆盖煤体、填充裂隙，抑制氧化放热。

03管路布置与维护规范注浆管路应沿巷道合理铺设，确保直达可能发火区域，定期检查管路完整性，防止堵塞、泄漏，每月至少进行1次全面维护。

04注浆参数设计要求根据采空区体积、煤层自燃倾向性等确定注浆量和压力，确保浆液均匀分布，采空区漏风率控制在5%以下，提升防火效果。惰性气体防灭火技术参数氮气纯度要求向采空区或高温区域注入的氮气纯度需≥97%，以有效降低氧气浓度至12%以下的自然发火临界值。注氮流量标准注氮流量应根据区域体积和漏风情况确定，一般为500至1500立方米/小时，需连续监测氧气浓度避免局部氧含量反弹。气体监测指标注氮过程中需重点监测氧气浓度（控制在5%以下）、一氧化碳浓度（稳定在0.001%以下）及乙烯、乙炔等标志性气体，确保火区熄灭条件达标。注氮持续时间注氮需持续进行，直至火区温度降至30℃以下、各项气体指标稳定且符合《煤矿安全规程》规定的火区熄灭条件，并持续稳定1个月以上。03监测预警与预测预报01气体监测指标与技术要求核心监测气体指标自然发火标志性气体为乙烯（C₂H₄），煤层高温氧化标志性气体为一氧化碳（CO），对气体的检测以检查CO、温度为主，必要时检查CH₄、CO₂、O₂。02气体浓度预警阈值CO浓度超过50ppm（自然发火预警阈值）或O₂低于18%时，触发一级警报；火区内空气中的氧气浓度降到5%以下，一氧化碳浓度稳定在0.001%以下为火区熄灭指标之一。03温度监测标准煤壁以检查温度为主，高冒点温度超过35℃必须及时采取注瑞米充填II号材料等措施，超过40℃立即注水降温；火区内的温度下降到30℃以下或与火灾发生前日常空气温度相同为火区熄灭指标之一。04监测技术与方法采用人工检测与束管监测系统结合，人工以捣孔、多种气体检定器测试为主，重点隐患区进行色谱分析；束管监测系统通过聚乙烯束管抽取气体样本，送至地面色谱仪分析O₂、CO、CH₄等浓度。高冒区域人工检测规范检测方法与工具采用人工捣孔方式，配合多种气体检定器进行现场测试，重点隐患区需采集气体样本送实验室进行色谱分析，确保检测数据准确可靠。核心检测项目以一氧化碳（CO）浓度和环境温度为主要检测指标，必要时扩展检测甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）、氧气（O₂）及乙烯（C₂H₄）等气体成分。温度异常处置标准当高冒点温度超过35℃时，必须立即采取注瑞米充填II号材料等措施；温度超过40℃时，需先实施注水降温，待温度下降后再进行充填处理。检测质量控制要求检测过程中需确保测点覆盖所有高冒区域，数据记录需包含检测时间、位置、气体浓度及温度值，异常情况需立即上报并附现场示意图。

自然发火标志性气体识别核心标志性气体：乙烯（C₂H₄）乙烯是煤层自然发火进入燃烧阶段的特异性指标，一旦在监测中发现乙烯存在，可判定煤体已发生自燃。

早期预警指标：一氧化碳（CO）一氧化碳是煤层高温氧化的标志性气体，是自然发火早期预警的核心参数，其浓度变化需重点监测。

辅助分析气体组合必要时需检测氧气（O₂）、甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）等气体浓度，综合判断煤体氧化状态与环境风险。

气体检测方法采用人工捣孔取样结合多种气体检定器测试，重点隐患区需通过色谱分析精确测定气体成分及浓度。

监测周期与数据记录要求气体与温度检查周期根据年度《矿井灾害预防与处理计划》要求，131309风巷掘进期间气体与温度检查每天为一个周期，每5天为一个取样分析周期。

重点区域检查频次煤壁以检查温度为主，高冒区域重点检查CO浓度及温度，凡高冒点温度超过35℃必须及时采取注瑞米充填II号材料等措施，超过40℃立即注水降温。

数据记录规范人工检测需详细记录检查时间、地点、检测数据（CO、温度、CH4等气体浓度），采用多种气体检定器测试，并对重点隐患区气体进行色谱分析，数据保存至少1年。

数据异常处理流程当监测数据超预警值（如CO浓度突升、温度异常），需立即上报调度室，启动应急预案，增加检测频次至每2小时1次，并做好跟踪记录直至异常消除。束管监测系统与智能预警平台束管监测系统构成与工作原理束管监测系统通过铺设直径8至12毫米的聚乙烯束管，抽取采空区、高温点等关键区域的气体样本，输送至地面色谱仪进行分析，可检测氧气（O₂）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）等多种气体浓度，为早期火灾识别提供数据支持。气体分析关键指标与预警阈值系统重点监测一氧化碳（CO）浓度，当CO浓度超过50ppm时触发一级警报；同时关注氧气浓度变化，O₂浓度低于18%时需警惕。结合乙烯（C₂H₄）等自燃标志性气体的检测，可精准判断煤体氧化自燃状态。智能预警平台功能与数据融合智能预警平台整合束管监测、红外热成像、分布式光纤测温等多源数据，通过物联网技术实现实时传输与融合分析。平台具备异常热场识别、气体浓度趋势预测功能，能根据预设阈值自动分级预警，提升火灾早期发现能力。预警分级响应机制与处置流程平台设置三级预警：蓝色预警（CO30-50ppm）启动人工核查；黄色预警（CO50-100ppm或O₂15%-18%）停止作业并实施降温措施；红色预警（CO＞100ppm或出现乙烯）立即撤离人员并封闭区域，确保火灾隐患及时处置。04防灭火材料与设备选型

瑞米充填II号材料性能参数材料基本成分与状态瑞米充填II号材料主要由无机凝胶材料与添加剂复合而成，常态下为可流动性浆液，按特定配比混合后可快速凝胶固化，适用于高冒区等复杂空间充填。

固化时间与强度特性材料初凝时间一般为15-30分钟，终凝时间不超过2小时；24小时抗压强度可达0.5-1.5MPa，能有效支撑松散煤体，防止顶板进一步冒落。

阻化与隔热性能指标材料固化后形成致密胶体，氧气阻隔率≥90%，可显著降低煤氧接触；导热系数≤0.2W/(m·K)，能延缓热量传递，配合注水降温可快速控制高冒点温度超35℃的隐患。

环保与施工适应性参数材料pH值呈中性，对煤体无腐蚀性；混合浆液粘度适中，通过钻孔注浆时可泵性良好，在-5℃至40℃环境下均能正常固化，满足井下复杂工况需求。凝胶防灭火技术应用要点

凝胶材料类型与特性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里形成胶体包裹煤体，隔绝氧气，干涸的胶体还可降低煤体孔隙率，减少空气量。

凝胶材料配比要求以普瑞特矿用防灭火专用液（JTF-I）为例，水浆生成泡沫后缓慢形成凝胶，能固结90%以上水分，其配比需根据现场情况调整，以达到最佳的固水和覆盖效果。

施工工艺与设备选择采用钻孔压注方式施工，压力一般控制在1至3兆帕，通过专用注浆装置将凝胶材料输送至目标区域，确保材料能大范围全方位覆盖采空区的高、中、低位火源或浮煤。

适用场景与注意事项适用于采空区、巷道高冒区等易发生煤炭自燃的区域，使用时需注意避免单一技术依赖，应与注氮、阻化剂等技术协同应用，同时加强施工过程中的安全监测，防止材料泄漏或压力异常引发事故。阻化剂溶液配置与使用方法

阻化剂类型与选用原则常用阻化剂包括氯化镁、氯化钙等，选用需结合煤层特性，易自燃煤层宜采用8%-15%浓度的氯化镁溶液，抑制煤氧接触并吸收热量。

溶液配置比例与操作规范按水与阻化剂100:8-15的比例配置，搅拌至完全溶解。配置前需检查水质，避免杂质影响阻化效果，每批次溶液需测定浓度并记录。

注液量与施工参数确定注液量按每平方米煤体0.5-1.2升计算，采用钻孔压注方式，压力控制在1-3兆帕，确保溶液均匀渗透至煤体裂隙，重点覆盖高冒区和煤壁破碎带。

使用注意事项与安全要求操作人员需佩戴防护手套和护目镜，避免皮肤直接接触；注液后24小时内监测煤体温度及CO浓度，当温度超过35℃时需补注。注浆设备与管路系统维护

注浆设备日常检查要点定期检查制浆机搅拌叶片磨损情况、注浆泵压力仪表精度（误差≤±0.5MPa）及动力系统运行温度（≤65℃），确保设备性能符合《煤矿防灭火细则》要求。管路系统维护标准每月对输浆管路进行耐压试验（试验压力为工作压力1.5倍），检查法兰连接处密封性能，确保无跑冒滴漏；每季度清理管路内积垢，保证管径流通截面积不小于设计值的90%。易损部件更换周期注浆泵活塞密封件每500小时更换一次，高压软管每1000小时或出现老化裂纹时立即更换；管路阀门每月进行启闭试验，确保操作灵活、关闭严密。冬季防冻维护措施在低于0℃环境时，停用设备需彻底排空管路积水，采用伴热保温装置（维持管内温度5-10℃），防止冻裂；备用设备应放置于10℃以上的硐室，每周空载运行30分钟。05火灾应急处置与管控措施

高冒点温度异常处置流程01温度监测预警标准高冒点温度超过35℃时，需及时采取注瑞米充填II号材料等措施；温度超过40℃时，立即启动注水降温措施。

02现场应急处置步骤发现温度异常后，立即停止掘进作业，撤离受影响区域人员，设置警示标识；同时加强气体监测，重点检测CO浓度及气体温度。

03降温与充填作业要求温度超过40℃时，优先采用注水降温，待温度下降后，实施注瑞米充填II号材料，确保高冒区域被有效覆盖，隔绝氧气并抑制氧化。

04后续监测与记录处置后需持续监测温度变化，每天至少检查1次，每5天取样分析气体成分；记录处置措施、温度变化及气体数据，建立隐患治理档案。

注水降温技术操作规范注水时机与启动条件当高冒点温度超过40℃时，必须立即启动注水降温措施。温度下降后，再实行注瑞米充填II号材料等后续处理。

钻孔布置与参数要求采用人工捣孔方式，钻孔应穿透高冒区松散煤体，深度根据冒落范围确定，确保水流能充分渗透至高温区域。

注水流量与压力控制注水流量以缓慢均匀为原则，避免高压水流冲刷煤体导致垮塌；水压控制在0.5-1.5MPa，具体根据煤体裂隙发育情况调整。

降温效果监测标准持续监测注水后高冒点温度，直至稳定降至35℃以下，同时检测CO浓度降至24ppm以下，方可停止注水并转入充填作业。

直接灭火法与隔绝灭火法应用直接灭火法适用条件与操作要点直接灭火法适用于火灾初期、火势较小且人员可接近的火源，通过灭火器材直接作用于火源。常用方法包括用水灭火（利用水流机械力量压灭火焰并冷却）、使用干粉灭火器（每20平方米配备1具4公斤规格）、砂子或岩粉覆盖等。实施时需确保灭火人员站位安全，避免有毒气体危害。

隔绝灭火法核心措施与适用场景隔绝灭火法通过构筑密闭墙阻断火区供氧，适用于火势较大、难以直接扑灭或存在爆炸风险的情况。需在火区进回风侧砌筑防火墙，采用不燃性材料充填密实，确保漏风率≤1%。火区封闭后需持续监测，直至满足温度≤30℃、氧气浓度＜5%、一氧化碳稳定在0.001%以下等熄灭条件。

两种方法的协同应用原则实际灭火中常采用联合灭火法，如先利用直接灭火法控制局部火势，再实施隔绝措施防止蔓延。例如，对采空区高冒点火灾，可先注凝胶降温（如普瑞特防灭火专用液固结90%水分形成凝胶层），再构筑密闭墙隔绝氧气，实现快速控火与长效抑制复燃。火区封闭与启封管理规定

火区封闭基本原则火区封闭需遵循快速隔离、有效控风原则，采用密闭墙阻断风流，防止火势蔓延。密闭墙材料需选用不燃性材料，确保结构严密，漏风率≤1%。火区熄灭判定标准依据《煤矿安全规程》，火区同时满足以下条件方可判定熄灭：温度≤30℃；氧气浓度＜5%；无乙烯、乙炔，一氧化碳稳定在0.001%以下；出水温度≤25℃；上述指标持续稳定1个月以上。火区启封安全要求启封前必须制定安全技术措施，由专业救护队采用锁风方法操作。启封过程中需监测有毒有害气体，防止人员中毒和火区复燃，启封后3天内每班由救护队检查通风及气体温度。火区管理长效机制火区封闭后应建立专人负责制，定期监测密闭墙状况及气体成分。与封闭区连通的废弃钻孔必须永久封闭，采空区疏放水后应关闭闸阀或永久封堵，防止漏风引发复燃。06管理制度与安全培训防灭火责任制与岗位分工主要负责人防灭火职责煤矿企业、煤矿的主要负责人（法定代表人、实际控制人）是本单位防灭火工作的第一责任人，需保证火灾防治费用投入，建立健全防灭火管理制度和各级岗位责任制度。总工程师技术负责职责总工程师是防灭火工作的技术负责人，负责组织编制矿井防灭火专项设计、火灾事故应急预案，推广应用防灭火新技术、新工艺、新材料、新装备。防灭火专业技术人员职责开采容易自燃和自燃煤层的矿井应当配备满足需要的防灭火专业技术人员，负责日常防灭火技术管理、监测数据分析、措施制定与实施，定期对从业人员进行防灭火培训。岗位人员防火职责井下各岗位人员需严格执行防灭火措施，发现火情或异常征兆（如煤体变色、异味、温度异常等）立即报告，并参与本岗位初期火灾的处置和人员疏散。掘进作业安全操作规范安全操作规程与技术措施执行

严格执行敲帮问顶制度，每班作业前检查顶板及煤壁稳定性，发现松动岩块立即处理；使用符合防爆标准的掘进设备，电缆悬挂高度不低于1.8米，避免机械摩擦火花引燃瓦斯或煤尘。防灭火技术措施执行流程

高冒点处理需遵循"先检测后处置"原则：检测温度超过35℃时立即注瑞米充填II号材料，超过40℃时先注水降温再充填；注氮作业时确保氮气纯度≥97%，采空区氧气浓度控制在12%以下。设备维护