老火区下采煤的防灭火实践培训

老火区下采煤的防灭火实践培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01煤矿火灾防治概述02老火区下采煤火灾成因分析03防灭火技术体系与原理04老火区启封前的准备工作CONTENTS目录05老火区揭露煤层的防灭火措施06均压防灭火技术应用07钻孔与监测监控技术08应急处置与案例分析CONTENTS目录09安全管理与培训要求01煤矿火灾防治概述人员伤亡风险煤矿火灾的危害与类型煤矿火灾会产生一氧化碳等有毒气体，极易导致矿工窒息或烧伤，如2023年贵州盘江精煤山脚树矿“9·24”火灾事故造成16人遇难。经济损失与生产中断火灾会破坏矿井设施、设备及煤炭资源，导致生产停滞，如2023年河南耿村煤矿“5·9”火灾事故直接经济损失1483.26万元。环境与社会影响火灾释放的有毒气体和烟尘污染周边空气与水源，长期影响生态环境；重大事故还会引发公众对煤矿安全管理的质疑，影响行业声誉。内因火灾：煤层自燃由煤体氧化蓄热引发，常见于采空区遗煤、断层带等区域，我国国有重点煤矿中56%以上矿井存在自燃发火危险，90%矿井火灾源自煤炭自燃。外因火灾：设备与操作引发包括电气设备故障（如短路、过载）、机械摩擦（如皮带与托辊摩擦）、违规动火作业等，具有突发性强、蔓延快的特点，如胶带输送机火灾、焊接火花引燃等。

老火区下采煤的特殊性与风险

老火区地质条件的复杂性老火区常存在断层构造，如袁堂井391工作面运输巷侧有两条落差1.5-3m的断层，断层下盘附近遗留50×20m范围顶煤，顶煤厚最高达3m，增加开采难度与火灾风险。

多区域漏风的严峻性老火区下采煤时，材料道在正压侧分层假顶下掘进，停采线处均是漏风源，运输巷在火区负压侧掘进形成漏风汇，如391工作面启封时面临复杂漏风网络，防灭火难度极大。

自然发火隐患的持续性老火区遗留煤体经氧化后易复燃，如袁堂井391工作面2分层推进进入逮顶煤区时发生自然发火，被迫停产治理并密闭，生产接续需启封时面临火区揭露的高风险。

邻近采空区的相互影响老火区周边存在已采空区，如391工作面西临390采空区，易形成漏风通道导致有害气体交叉影响，需实施区域均压等措施减少漏风，防止火灾事故扩大。保障矿工生命安全防灭火工作的重要性与法规依据

煤矿火灾可导致矿工窒息、烧伤或死亡，如2023年贵州盘江精煤山脚树矿“9·24”火灾事故造成16人遇难，防灭火措施是保护矿工生命的关键防线。维护矿井生产稳定

火灾会破坏生产设施、中断开采进程，造成巨大经济损失。如2023年河南耿村煤矿“5·9”火灾事故直接经济损失1483.26万元，有效防灭火可保障生产连续性。预防环境污染与次生灾害

火灾释放的一氧化碳等有毒气体污染井下环境，还可能引发瓦斯爆炸等次生灾害。2013年吉林八宝煤业采空区自燃引发瓦斯爆炸，造成53人死亡，凸显防灭火工作的环境与安全双重意义。国家法规与行业标准

依据《煤矿安全规程》《煤矿防灭火细则》（2022年1月实施），要求煤矿建立防灭火责任体系、监测系统和应急预案，开采容易自燃煤层必须配备注浆或注惰性气体系统。02老火区下采煤火灾成因分析自然发火的条件与过程自然发火的三要素自然发火需同时满足三个条件：存在具有自燃倾向性的可燃物（如破碎煤体）、持续的氧气供应（漏风）、热量积聚环境（散热条件差）。煤氧复合作用机理煤体与氧气发生氧化反应，释放热量并生成CO等气体。袁堂井391工作面顶煤因断层构造破碎，氧化面积增大，加速热量积聚。采空区"三带"分布特征采空区自工作面至深部依次分为散热带（漏风大、散热快）、氧化升温带（氧浓度10%-15%，易自燃）、窒息带（氧浓度<5%，无自燃风险）。自然发火发展阶段分为潜伏期（氧化蓄热）、自热期（温度升至70℃以上，CO显著增加）、燃烧期（出现明火）。391工作面2分层进入逮顶煤区后因漏风供氧，进入自热期引发火灾。漏风通道的形成与影响因素漏风通道的主要形成原因地质构造因素：断层、褶皱等地质构造带附近煤体破碎，易形成裂隙通道，如袁堂井391工作面断层下盘附近顶煤区域存在50×20m范围漏风空间。开采工艺相关漏风通道分层开采遗留煤柱及假顶破损：如391工作面采用走向长壁分层采煤法，分五层开采后假顶下形成漏风通道；停采线处未及时封闭，运输巷与390采空区间形成漏风汇。通风系统失衡影响风压梯度差异：采场与采空区间存在风压差时，空气通过裂隙流动形成漏风，如391运输巷（负压侧）与390采空区（正压侧）因自然风压形成漏风网络。巷道支护与密闭质量缺陷支护失效导致裂隙发育：巷道变形或支护体破损产生新的漏风路径；密闭墙施工质量不达标，如联络巷未及时喷堵，导致外部空气向工作面漏风。采空区遗煤自燃的风险评估

遗煤自燃的主要诱因采空区遗煤自燃主要由煤氧复合作用引发，破碎煤体与氧气充分接触后氧化放热，当热量积聚至燃点（通常300-400℃）时发生自燃。袁堂井391工作面2分层因逮顶煤区漏风供氧，导致50×20m范围顶煤自燃。

采空区"三带"风险分布采空区按自燃风险分为散热带（漏风大、散热快）、氧化升温带（氧浓度5%-15%、易聚热）、窒息带（氧浓度＜5%）。其中氧化升温带是自燃高发区，需重点监测，如某矿3203工作面回风隅角CO浓度曾达100ppm。

关键影响因素分析风险因素包括遗煤厚度（＞0.3m易自燃）、漏风量（＞0.2m³/min·t易助燃）、地质构造（断层带漏风加剧）及推进速度（月推进＜60m风险升高）。我国55%以上矿井存在煤层自燃危险，百万吨发火率最高达6.01次。

风险评估指标体系采用多参数综合评估：气体指标（CO＞24ppm报警）、温度指标（升温速率＞0.5℃/h预警）、氧浓度（氧化带控制＜10%）。某矿通过束管监测C2H4/C2H6比值＞0.01时启动预警，有效预防了3起自燃事故。03防灭火技术体系与原理

预防为主的综合防灭火原则源头治理与关口前移坚持"隐患险于明火，防范胜于救灾"，将防灭火工作重心放在预防上，由过程治理向源头控制转变，从源头上控制煤矿火灾事故的发生。

加强监测监控与早期预警综合运用煤矿自然发火监测系统、安全监控系统和人工检查结果，根据"煤层氧化早期的一氧化碳或采空区温度确定发火预兆的预警值"实现早期预警，为优化改进防火措施提供依据，实现井下火情早发现、早处置。

分类施策与因地制宜针对矿区自然条件、火灾类型以及危险区域的差异，综合考虑具体防火区域地质条件、煤质特征、采动影响等因素，因地制宜选取两种及以上适用性防灭火技术手段，并根据监测监控结果循环改进防火措施。

协同防治与综合治理遵循灾害协同防治原则，选择合理的开拓布置、通风方式、采煤方法及工艺、巷道支护方式等，针对自然发火预兆、征兆、发火等不同阶段，坚持多措并举、综合治理，满足本工作面安全开采需要，并兼顾采后采空区管理、相邻工作面和相邻煤层的防灭火需求。

隔离氧气与降低温度技术01惰性气体注入技术通过向采空区注入氮气等惰性气体，降低氧气浓度至8%以下，抑制煤炭自燃。某矿3203工作面实施后，漏风量从28m³/min降至9m³/min，CO浓度72小时内降至安全阈值。

02凝胶防灭火技术利用凝胶材料覆盖煤体，隔绝氧气并吸热降温。普瑞特矿用防灭火专用液(JTF-I)可固结90%水分形成凝胶层，防火时持久保湿隔氧，灭火时长效吸热防止复燃。

03水喷雾降温系统采用高压水喷雾在火源区域形成水雾，降低温度并隔绝氧气。系统需保证用水量不小于20L/s，水压维持在0.8-1.2MPa，适用于电气火灾和初期明火扑救。

04采空区注浆充填技术通过注浆管路向采空区注入泥浆或水泥浆，充填率达85%以上，封闭漏风通道并降低煤氧接触面积。某矿采用双液注浆工艺，有效控制了断层带高温点复燃。01化学抑制与惰化技术原理化学抑制技术作用机制通过阻化剂（如氯化镁、氯化钙溶液）喷洒煤体表面，形成保护膜隔绝氧气，抑制煤氧复合反应，使煤体氧化反应速率降低60%以上。02凝胶灭火技术核心原理凝胶材料（如普瑞特矿用防灭火专用液）通过钻孔注入高温区，水分汽化吸热降温，残余固体形成隔离层，可固结90%以上水分并覆盖浮煤，持久隔绝氧气。03惰性气体惰化防灭火机理向采空区注入氮气等惰性气体，降低氧气浓度至8%以下，破坏煤炭自燃的供氧条件，惰化区域氧浓度需控制在《煤矿防灭火细则》规定的7%安全阈值内。04三相泡沫协同灭火原理集泡沫扩散性与凝胶固水性于一体，泡沫载体可大范围覆盖高、中、低位火源，凝胶层保持煤体湿润并隔绝氧气，适用于采空区浮煤自燃治理。04老火区启封前的准备工作

外部联络巷喷堵与采后灌浆外部联络巷喷堵技术要点对391工作面外部联络巷采用喷射水泥砂浆技术进行全断面封堵，重点封堵巷道裂隙及周边破碎煤体，形成密闭性隔离层，减少向火区漏风。

采后灌浆材料选择与参数控制选用黄土与水按1:2配比制备浆液，通过注浆管路输送至采空区，确保灌浆覆盖面积达采空区体积的85%以上，实现遗煤惰化和漏风通道封堵。

喷堵与灌浆施工质量保障措施喷堵施工时控制喷射压力0.3-0.5MPa，喷层厚度不小于50mm；灌浆过程中实时监测注浆量与采空区压力，防止浆液外溢或堵塞管路。

均压技术的应用与参数控制均压技术核心原理通过调节通风系统或设置调压装置，降低采空区与已采区域两侧风压差，减少漏风供氧量，抑制煤炭自燃和熄灭现有火源。核心是建立风网平衡，使采空区两侧压差趋近于零，消除漏风动力。

主要实施方式包括增阻调节（如风窗改变局部阻力）、增压调节（如安装增压风机直接改变压力能分布）及复合调节（风窗+风机组合）。闭区均压需持续监测密闭区域气体，开区均压需保证工作面风量稳定系数不低于0.85。

关键参数控制标准闭区均压氧气浓度需控制在7%以下，瓦斯体积分数＜2%，一氧化碳浓度＜24ppm；开区均压风速波动范围控制在±15%以内。多层煤开采层间压差需＜50Pa，调压系统调整周期不超过72小时。

工程应用案例某煤矿3203工作面回风隅角CO浓度达100ppm时，采取进风巷增设自动调节风窗、安装在线压差监测装置（精度±3Pa），将风压差从420Pa降至180Pa，漏风量由28m³/min减少至9m³/min，72小时内CO浓度降至安全阈值。

启封方案的制定与安全措施启封前技术方案制定针对火区启封需求，需制定涵盖外部联络巷喷堵、采后灌浆、均压等措施的综合方案，破坏聚热环境，消除聚热条件，防止向工作面漏风。

启封前预处理措施启封前对391工作面外部联络巷实施喷堵，进行采后灌浆，并采用均压技术，减少漏风，为安全启封创造条件。

启封后防灭火技术应用启封后对揭露煤层实施喷射水泥砂浆技术，边掘边喷；采用均压注浆、注凝胶及加快推采技术实施有效防火；导用探温探气孔及监测监控手段进行有效预测预报。

启封安全操作规范启封火区时必须制定安全技术措施，包括火区侦察与防火墙启封顺序、防止人员中毒、火区复燃和爆炸的通风技术措施，由矿山救护队负责进行，并撤出火区回风流中的所有人员，采用锁风启封方法。05老火区揭露煤层的防灭火措施喷射水泥砂浆技术的实施技术应用场景与目的主要应用于老火区启封后揭露煤层的掘进过程中，通过边掘边喷工艺封堵漏风通道，防止采空区氧气进入，破坏煤炭自燃的供氧条件。材料配比与施工工艺采用水泥、砂、水按1:2:0.5的配比混合，通过高压喷射设备将砂浆均匀覆盖于煤体表面，形成厚度不小于50mm的密闭层，凝固后抗压强度不低于15MPa。关键施工参数控制喷射压力控制在0.3-0.5MPa，喷头与煤壁距离保持0.8-1.2m，移动速度0.5-0.8m/min，确保无漏喷、空鼓现象，喷射后24小时内进行洒水养护。质量验收标准表面平整度误差≤5mm/m，粘结强度≥0.8MPa，密闭层连续无裂隙，经风压测试漏风量≤0.5m³/(m²·min)，符合《煤矿防灭火细则》第22条规定。边掘边喷工艺与质量控制喷射水泥砂浆技术原理通过高压喷枪将水泥砂浆均匀喷射于揭露煤层表面及巷道围岩，快速形成密闭保护层，封堵煤体裂隙和漏风通道，隔绝氧气与煤体接触，抑制氧化自燃。边掘边喷施工流程掘进工作面推进后，立即对暴露煤壁进行表面清理，采用潮喷工艺（水灰比0.4-0.5），分两层喷射：底层厚度30-50mm，初凝后喷射面层至总厚度80-100mm，喷头与作业面保持1.5-2m距离，呈螺旋式均匀喷射。材料配比与性能要求采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，砂料选用中粗河砂（含泥量<3%），水泥:砂:水=1:2:0.45，28天抗压强度≥15MPa，粘结强度≥1.5MPa，确保喷层抗裂性和耐久性。质量控制关键指标喷层厚度允许偏差±10mm，表面平整度≤50mm/2m，无空鼓、脱落现象；每50m巷道取3组试块检测强度，同时采用漏风检测仪测定喷层封闭区域漏风量，要求≤0.5m³/min·m²。施工安全保障措施作业前检查喷射机压力表、管路连接可靠性，作业人员佩戴防尘面罩和防护眼镜；喷射区域设置警戒，避免回弹料伤人；喷射后4小时内禁止人员碰撞喷层，养护期不少于7天。高温点探测与封堵技术

顶板浅钻密集孔布置在巷道顶板打浅钻密集孔，每3m左右一组，每组3-4个，目的是堵截高温点，防止内热外扑。打钻孔时，要准确记录过煤高度，以便计算终孔点在顶煤区空间位置。

探温探气孔监测打探温探气孔探测高温点范围及自然发火气体指标情况，实时掌握火区温度及气体变化，为防灭火措施调整提供依据。

喷射水泥砂浆封堵技术对揭露煤层实施喷射水泥砂浆技术，边掘边喷，有效封堵漏风通道，隔绝氧气，抑制煤体氧化自燃，巩固防灭火效果。06均压防灭火技术应用

增压风门的建设与管理增压风门的设置原则根据均压防灭火技术要求，在391运输巷的A点、390运输巷的B点各建设两道增压风门，通过调整风压降低采空区漏风。风门位置需避开地质构造带，确保结构稳定，满足区域均压需求。

增压风门的技术参数风门采用钢制框架结构，抗压强度不低于3000Pa，密闭性能达到漏风率≤0.5m³/min。配备自动调节风窗，可实时监控并调节风压，使采空区两侧压差控制在50Pa以内，符合《煤矿防灭火技术规范》要求。

日常维护与检查制度建立每日巡查机制，检查风门开关灵活性、密封胶条完好性及风压监测数据。每周进行一次风压调试，确保均压效果稳定。每季度开展全面检修，更换老化部件，保证系统响应时间＜30分钟，双回路供电保障连续运行。

均压效果监测与评估通过安装在线压差监测装置（精度±3Pa），实时监测风门前后风压。实施区域均压后，391工作面漏风量由28m³/min减少至9m³/min，采空区氧气浓度从18.5%降至6.8%，达到窒息带标准，有效抑制煤炭自燃。区域均压的实施与效果评估区域均压技术原理通过调整通风系统或设置调压装置，降低采空区与已采区域两侧风压差，减少漏风供氧量，抑制煤炭自燃和熄灭现有火源，核心是风压差调控减少漏风。区域均压实施方式包含闭区均压和开区均压，具体手段有风窗调节、局部增压风机安装等。如某煤矿在391运输巷A点、390运输巷B点建两道增压风门，打开391通道风门实施区域均压。区域均压效果监测指标主要监测氧气浓度、漏风量、一氧化碳浓度等。闭区均压需控制氧气浓度在7%以下、瓦斯体积分数＜2%、一氧化碳浓度＜24ppm；开区均压要求工作面风量稳定系数不低于0.85。工程应用案例与效果某煤矿3203工作面实施均压方案，增设自动调节风窗和在线压差监测装置，风压差从420Pa降至180Pa，漏风量由28m³/min减少至9m³/min，CO浓度72小时内降至安全阈值，采空区氧气浓度从18.5%降至6.8%。

风压调控与漏风量控制风压差调控核心原理通过调整通风系统或设置调压装置，降低采空区与已采区域两侧的风压差，减少漏风供氧量，抑制煤炭自燃和熄灭现有火源。

主要调压技术手段包括增阻调节（如风窗）、增压调节（如局部增压风机）及复合调节（风窗+风机），可根据实际情况选择应用。

漏风量控制关键指标实施均压后，采空区氧气浓度应控制在7%以下，漏风量需显著降低，如某案例中漏风量由28m³/min减少至9m³/min。

区域均压实践应用对相邻采区实施区域均压，如在391运输巷A点、390运输巷B点建增压风门，打开通道风门，最大限度减少漏风。07钻孔与监测监控技术

顶板浅钻密集孔的布置与作用顶板浅钻密集孔的布置参数在巷道顶板打浅钻密集孔，每3m左右一组，一组3-4个，准确记录钻孔过煤高度，以计算终孔点在顶煤区空间位置。

顶板浅钻密集孔的主要作用堵截高温点，防止内热外扑，通过钻孔可监测采空区温度及气体指标，为防灭火措施调整提供依据。

顶板浅钻密集孔的施工要求施工时需精准控制钻孔角度和深度，确保终孔位置覆盖顶煤高温风险区域，钻孔完成后应做好封孔及标识管理。探温探气孔的设置与数据分析

探温探气孔的布置原则在巷道顶板打浅钻密集孔，每3m左右一组，一组3-4个，准确记录钻孔高度以计算终孔点在顶煤区空间位置，实现对高温点的精准定位与监测。探温探气孔的技术参数钻孔深度根据顶板条件确定，确保能有效探测煤层温度及气体情况，钻孔直径需满足测温仪器和气体采样设备的正常使用，保障监测数据的准确性。温度监测数据分析方法通过探温探气孔实时监测煤层温度变化，当温度升高速率超过0.5℃/h时自动触发预警，结合历史数据和现场情况，分析温度异常区域的分布及发展趋势。气体成分数据分析应用利用探温探气孔采集采空区气体，重点监测氧气浓度、一氧化碳浓度等指标，当氧气浓度低于7%、一氧化碳浓度超过24ppm时，及时采取相应防灭火措施，预防自然发火。

气体与温度监测系统的应用多参数传感器网络部署在采空区、回风隅角等关键区域布设温度、CO、O₂多参数传感器，数据采样间隔不大于1分钟，当CO浓度超过24ppm或温度升高速率超过0.5℃/h时自动触发声光报警。

束管监测系统应用采用束管监测系统对采空区气体进行色谱分析，每周至少采样一次，重点关注C₂H₄/C₂H₆比值变化，该指标超过0.01时启动预警响应。

人工巡检与仪器检测每班对采煤工作面上下隅角、密闭墙内外进行三次温度测量，采用便携式气相色谱仪现场检测气体组分，发现CO浓度异常时立即扩大检测范围至相邻50米区域。

综合研判与风险评估建立"监测数据+人工检查+历史数据"的综合研判机制，每月生成自然发火风险评估报告，划分高、中、低风险区域并采取差异化防控措施。08应急处置与案例分析火灾事故应急响应流程

火情识别与报警作业人员发现烟雾、异味、温度异常等初期火情征兆时，应立即通过井下防爆电话或对讲机向调度中心报告火源位置、火势大小及燃烧物质类型，并按下就近火灾报警按钮。

应急启动与信息传递调度中心接到报警后，立即启动应急预案，通知井下带班领导、应急救援队及地面指挥中心，同时记录报警时间、火情描述及响应人员，安排专人复核火情真实性。

初期火灾控制与人员疏散现场人员在确保安全前提下，使用灭火器、消防水带等设备进行初期灭火；同时组织井下作业人员沿预定安全路线撤离，通过荧光指示牌和应急照明灯引导至集合点，进行人员点名确认。

现场指挥与救援部署在火灾现场建立临时指挥中心，协调救援行动，实时监控火情变化；专业救援队伍携带呼吸器、通讯设备等进入灾区搜救被困人员，同时设置警戒区域，防止无关人员进入危险区域。

灾后监测与恢复灭火工作完成后，持续监测火区温度、气体浓度（氧气＜5%、CO＜24ppm）及出水温度，确保无复燃风险；组织修复受损通风系统、设备设施，经安全评估合格后方可恢复生产。袁堂井391工作面自然发火治理案例典型老火区防灭火案例解析

袁堂井391工作面2分层推进至逮顶煤区时发生自然发火，被迫停产密闭。该工作面走向长xxxm，倾斜长620m，煤层厚度8.9-9.6m，采用走向长壁分层采煤法，西临390采空区，存在断层等复杂地质条件。启封与防灭火技术应用

启封前实施外部联络巷喷堵、采后灌浆、均压等措施；启封后采用喷射水泥砂浆封堵漏风通道，边掘边喷，并结合均压注浆、注凝胶及加快推采技术。通过探温探气孔及监测监控手段实现有效预测预报。均压防灭火技术实践

在391运输巷A点、390运输巷B点建两道增压风门，打开391通道风门实施区域均压，最大限度减少漏风。使采空区氧气浓度从18.5%降至6.8%，达到窒息带标准，有效抑制煤炭自燃。经验教训与改进措施

老火区治理典型问题反思袁堂井391工作面因断层带顶煤自燃被迫停产治理，暴露出老火区周边巷道漏风控制不足、高温点探测滞后等问题，需强化地质构造区域防灭火专项设计。防灭火技术应用优化方向均压技术实施中需精准控制风压差（建议≤180Pa），结合浅孔密集钻孔（3m一组，每组3-4个）与凝胶注浆，提升高温点封堵效率，某矿案例显示该组合可使CO浓度72小时内降至安全阈值。管理机制完善建议建立老火区启封前"三维漏风模拟+气体预分析"制度，严格执行《煤矿防灭火细则》要求，采空区封闭必须在45天内完成永久性密闭，每月对密闭墙气体成分（O₂＜5%、CO＜24ppm）进行监测。技术创新与推广推广普瑞特防灭火专用液等新型材料，其凝胶固水率达90%以上，可提高采空区浆水滞留率；引入AI监测系统实现CO浓度、温度等参数实时预