预防煤层自燃发火安全技术措施培训课件

预防煤层自燃发火安全技术措施培训课件CONTENTS目录01煤层自燃概述02煤层自燃条件分析03矿井开拓开采方面的防灭火措施04通风管理方面的防灭火措施CONTENTS目录05煤层自燃预测预报技术06采空区防灭火专项措施07防灭火设施与材料保障08自燃发火应急处置与管理01煤层自燃概述煤层自燃的定义与危害煤层自燃的定义

暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70～80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点（300～350℃）时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。对矿工生命安全的危害

煤层自燃会产生大量有毒有害气体，如一氧化碳、二氧化碳等，严重威胁矿工的生命安全，可能导致中毒、窒息等事故。引发次生灾害风险

煤层自燃可能引起瓦斯爆炸等重大事故，瓦斯爆炸会造成巨大的人员伤亡和财产损失，同时破坏矿井的生产设施。对煤炭资源与生产的影响

自燃会破坏煤炭资源，导致煤炭资源浪费，同时影响矿井正常生产秩序，造成经济损失，我国每年因煤自燃造成的损失高达数十亿元。煤的自燃倾向性分类及鉴定

煤的自燃倾向性定义煤的自燃倾向性是指煤在常温下氧化能力的内在属性，是煤炭发生自燃的基本条件之一，直接关系到矿井防灭火工作的重点和措施。

煤的自燃倾向性分类标准根据相关规定，煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类（Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类）。例如，整合矿井开采的1-2煤层、8＃、9＃煤层等经鉴定多为Ⅱ类自燃煤层。

煤的自燃倾向性鉴定机构与流程新建矿井或生产矿井延深新水平时，所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位进行鉴定，鉴定结果需报省级煤矿安全监察机构及相关煤炭行业管理部门备案。

煤的自燃倾向性鉴定方法示例可采用煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法，如千秋煤矿煤样的吸氧量为0.76cm³/g，含硫量为0.14％，据此对煤自燃倾向性进行分类评估。煤层自燃发火期及其影响因素煤层自燃发火期的定义煤层自燃发火期是指具有自燃倾向性的煤层被开采破碎后，在一定的供氧条件下，煤体从暴露于空气到发生自燃所需的时间。煤质因素的影响煤的自燃倾向性是关键，如II类自燃煤层（如15号煤层、8＃、9＃煤层）因其自身物理化学性质，氧化活性较高，自燃发火期相对较短。煤的挥发分含量、吸氧量等指标直接影响自燃的难易程度，如千秋煤矿煤样吸氧量为0.76cm³/g，属自燃煤层。地质因素的影响煤层赋存条件、顶底板岩性、地质构造等对自燃发火期有影响。存在地表软弱断层、煤层构造复杂等地质条件的矿井，煤体易破碎，增加氧化接触面积，缩短发火期。开采技术因素的影响采煤方法、工作面通风系统、采空区处理方法等影响发火期。如采用后退式采煤法、加快回采速度，可在自燃发火期内采完并封闭采空区；采空区处理不当导致漏风，会加速煤体氧化，缩短发火期。02煤层自燃条件分析具有自燃倾向的破碎煤体煤的自燃倾向性分类根据鉴定，煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃（Ⅱ级）、不易自燃三类。如15号煤层、8＃、9＃煤层等属自燃煤层，其吸氧量等指标符合自燃特征。破碎煤体的自燃风险因素破碎煤体比表面积大，与氧气接触面积增加，氧化反应更易发生。采空区遗煤、煤柱破裂、巷道冒顶区等破碎煤体聚集区域，是自燃发火的高危点。降低破碎煤体自燃措施提高回采率，减少采空区遗煤；及时清理巷道浮煤，避免煤体堆积；对破碎煤体区域采用喷浆、注浆等方式封闭，减少氧气进入，延缓氧化进程。足够氧含量的空气供给

氧含量临界值要求煤层自燃需空气中氧含量大于12%，当氧含量低于此值时，煤的氧化反应将受到显著抑制，难以满足自燃条件。

漏风通道的形成途径采空区与巷道贯通、煤柱破裂、巷道支护间隙等均可能形成漏风通道，使含氧空气持续渗入，为煤体氧化提供氧气。

通风系统对氧供给的影响通风系统不合理易导致局部区域风量分配不均，若采空区、煤柱等危险区域漏风未有效控制，将加速氧与煤体接触，增加自燃风险。适宜的空气流动速度

空气流动速度与自燃的关系空气流动速度是煤层自燃的关键条件之一。速度过低，氧气供应不足，氧化热难以积聚；速度过高，热量易被带走，无法达到着火温度。只有适中的风速，才能为破裂煤体创造积聚氧化热的环境，促使煤体温度逐步升高至着火点。

不同场景下的风速控制要求在矿井通风系统中，需根据不同区域特点控制风速。例如采煤工作面采用“U”型通风方式，保证新风和乏风均不通过采空区，减少漏风；调节风门设置在围岩坚固、地压稳定的进风巷，防止设在煤层巷道中引起采空区或煤柱裂隙增大漏风量，确保空气流动速度处于适宜范围。

风速异常的危害与监测风速异常可能导致自燃风险升高。风速过小，采空区等区域易形成局部滞风区，氧气浓度和热量积累增加；风速过大，可能加剧煤体破碎和漏风。因此，需加强通风监测，定期测定各观测站（点）的风速，确保符合防灭火要求，如井下观测站每星期至少采取2次气样分析，及时发现风速异常情况。热量积聚的时间条件自燃发火期的定义煤层自燃发火期是指具有自燃倾向性的煤体从暴露于空气到温度升至着火点（300～350℃）发生自燃所需的时间，是衡量煤层自燃风险的关键时间参数。开采周期与发火期匹配要求工作面必须在煤层自燃发火期内完成回采并封闭采空区，如某矿规定回采工作面结束后45天内进行永久性封闭，防止残煤氧化自燃。时间因素与其他条件的关联性煤体低温氧化（70～80℃后升温加速）需在具备自燃倾向性、供氧充足、漏风适中的条件下，经过一定时间热量积累才能达到着火点，四条件缺一不可。缩短暴露时间的防控措施通过提高回采速度、优化开采顺序（如扒皮式开采）、减少煤体切割等措施，缩短煤炭暴露时间，避免热量持续积聚，降低自燃风险。03矿井开拓开采方面的防灭火措施合理的开拓开采部署

01简化巷道布置，减少煤体切割尽量简化巷道布置，减少辅助性巷道，采用岩石集中巷和岩石上山，煤层内尽量少布置巷道，减少对煤体的切割。当巷道沿煤层布置时，应采取措施，尽量将暴露的煤体封闭，减少暴露煤体与空气接触。

02控制开采周期，确保发火期内完成每个工作面应尽量在发火期内开采完毕，以利采空区封闭。回采工作面结束后，必须按管理火区的相关规定在45天内进行永久性封闭，防火采空区残煤引燃。

03合理选择采煤方法长壁式采煤法比短壁式采煤法巷道布置简单，资源回收率高，有利于防止煤层自燃。开采有自燃的煤层，应尽量采用长壁采煤法，工作面采用后退式回采，全部冒落法管理顶板，煤层顶板易于冒落压实，可减少采空区漏风。

04采用合理的开采顺序对于煤层群，为避免上、下煤层开采后的采空区导通后漏风，引起煤层自燃，应采用扒皮式开采。选择合理的回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。

05推行无煤柱开采技术煤层自然发火首先要有破碎的具有自燃倾向的煤，无煤柱开采可减少煤柱破裂，从而减少自燃发火源。严格按作业规程有关规定管理好煤层顶板，管理控制好矿山压力，减少煤柱破裂。适宜的采煤方法选择01优先采用长壁后退式采煤法长壁式采煤法巷道布置简单，资源回收率高，工作面采用后退式回采、全部冒落法管理顶板，可使煤层顶板易于冒落压实，减少采空区漏风，有效防止煤层自燃。02加快回采速度并控制开采周期选取先进高效的采煤方法和工艺，提高回采速度，确保每个工作面在发火期内开采完毕，以减少煤炭在空间和时间上的氧化，采完后及时封闭采空区。03推行无煤柱开采技术煤层自然发火常源于破碎煤柱，采用无煤柱开采可减少煤柱破裂，结合合理管理顶板、控制矿山压力，降低煤体破碎程度，从而减少自燃发火源。04严格控制采空区遗煤与浮煤回采作业中少丢煤炭，及时打扫巷道两帮和采场内浮煤，采高严格控制，不留顶煤或底煤，端头及工作面浮煤清扫干净，避免遗煤氧化自燃。科学的开采顺序安排

煤层群开采顺序原则对于煤层群开采，为避免上、下煤层采空区导通后漏风引发煤层自燃，应采用"扒皮式开采"（即自上而下、由远及近的开采顺序），减少采空区之间的相互影响。

采区开采期限控制开采容易自燃和自燃的煤层时，必须根据采取防火措施后的煤层自然发火期确定采区开采期限，确保在自然发火期内完成采区回采并及时封闭。

工作面压茬关系管理合理确定工作面的压茬时间与压茬距离，回采工作面压茬时间不得小于6个月，压茬距离不得小于200米，以降低相邻工作面采空区之间的漏风风险。

特殊区域开采顺序在地质构造复杂、断层带、残留煤柱等区域开采时，应根据矿山地质和开采技术条件，在作业规程中另行确定开采顺序，避免因应力集中导致煤体破碎和漏风。无煤柱开采技术应用

无煤柱开采技术定义无煤柱开采技术是指在煤矿开采过程中，通过优化巷道布置和采煤工艺，不保留或减少传统煤柱，从而降低煤体破碎程度，减少煤炭自燃发火源的技术方法。

无煤柱开采防灭火原理该技术通过取消或缩小煤柱，避免煤柱因矿山压力作用发生破裂，减少破碎煤体与空气接触面积，从源头上降低煤炭氧化自燃的风险，是预防煤层自燃的重要开采措施。

无煤柱开采关键技术措施实施无煤柱开采时，需合理布置巷道，如采用沿空留巷或沿空掘巷技术；严格管理顶板，控制矿山压力，减少煤体破碎；同时加强采空区封闭，降低漏风，确保防灭火效果。

无煤柱开采应用效果采用无煤柱开采技术可提高资源回收率，减少煤炭损失，同时有效避免煤柱破碎引发的自燃隐患，结合快速回采和及时封闭采空区等措施，能显著降低煤层自燃发火概率。提高回采率与加快回采速度减少煤炭遗留量在井下煤层掘进和回采作业中，应少丢煤炭，及时打扫巷道两帮和采煤工作面内浮煤，避免煤炭自燃发火；回采时不得丢边角煤、墩子煤，采高必须严格控制，不留顶煤或底煤，端头及工作面的浮煤应清扫干净，不得遗留到采空区。优化采煤方法与工艺选取先进高效的采煤方法和工艺，尽量采用走向长壁后退式采煤法，该方法巷道布置简单，资源回收率高，有利于防止煤层自燃；提高回采速度，使采空区热源难于形成，务必在自然发火期内采完。及时封闭采空区在完成采煤工作面回采作业后，必须按管理火区的相关规定在45天内进行永久性封闭，以阻止采空区残煤引燃；为保证密闭的严密性，从采空区边缘至密闭处支架不能回掉，若是金属支架要用木架替换出来，以防巷道冒落影响密闭质量造成漏风。04通风管理方面的防灭火措施通风系统的合理设计

简化通风线路，降低漏风风险通风系统设计应尽量简化巷道布置，减少辅助性巷道，采用岩石集中巷和岩石上山，煤层内少布置巷道，以减少对煤体的切割和暴露，从而降低漏风可能性。

合理选择通风方式采煤工作面宜采用“U”型通风方式，一进一回，保证新风和乏风均不通过采空区，减少漏风。同时，要严格通风网络布设，降低采区进回风巷之间的负压差，进一步减少漏风。

确保通风设备稳定运行通风机、通风管道等设备要定期检查和维护，确保其正常运行，风量、风压符合设计要求，通风管道严密无漏风，以保证井下各区域有足够的新鲜空气和适宜的风速。

设置合理的通风构筑物调节风门等通风构筑物应设置在围岩较坚固、地压稳定的进风巷中，若设在煤层巷道中，必须采取措施防止采空区或煤柱裂隙增大漏风量。风门应实行闭锁，避免同时打开，确保风流稳定。通风设施的管理与维护

通风设施的合理布局调节风门应设置在围岩较坚固、地压稳定的进风巷中，若设在煤层巷道中，须防止采空区或煤柱裂隙增大漏风量；风门和调节风门之间应留有较大距离，确保风流稳定。

通风设施的质量要求设置的双向风门在矿井反风时可避免火灾事故扩大；风门必须实行闭锁，防止行人通过时同时打开，确保风流稳定，减少漏风。

通风设施的日常检查与维护定期检查通风设备如通风机、通风管道等，确保其正常运行，通风机的风量、风压符合设计要求，通风管道严密无漏风；每周至少检查一次采空区的密闭情况，测定采空区回风巷道和可能发热地点的温度和风量。采空区漏风的控制措施

优化通风系统设计采用"U"型通风方式，确保新风和乏风均不通过采空区，减少漏风。严格通风网络布设，降低采区进回风巷之间的负压差，控制漏风风量。

加强通风设施管理调节风门设置在围岩坚固、地压稳定的进风巷中，若设在煤层巷道需防止采空区或煤柱裂隙漏风。风门实行闭锁，确保行人通过时不能同时打开，维持风流稳定。

及时封闭采空区采煤工作面回采结束后，必须按规定在45天内进行永久性封闭。封闭时采用不燃性材料砌筑，墙体厚度不小于0.6米，周边掏槽深度不小于0.3米，保证密闭严密性。

采空区顶板管理采用全部冒落法管理顶板，使煤层顶板易于冒落压实，减少采空区漏风通道。特别关注切眼、停采线及煤柱附近，确保顶板充分冒落并压实。05煤层自燃预测预报技术自燃发火观测站（点）的设置观测站（点）的类型与布设原则

井下观测站（点）分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。应设在矿压较小、支护规整、断面不变且无风水管等障碍物的巷道段，确保气样采集、气体成分分析及风速、风温测定工作的顺利进行。固定观测点的设置要求

采区、工作面的进回风巷必须各建立一个固定观测点，其位置应能有效控制全部进回风流，且两观测点间不应有其他进回风通路，需符合井下测风站的建设标准。移动观测点的设置要求

在采煤工作面进回风巷内距工作面10～20m处设置移动观测点，该观测点需随工作面推进而同步移动，以便动态监测工作面附近的气体及温度变化。临时观测点的设置要求

当井下出现温度异常、气体成分变化等自燃发火征兆时，需增设临时观测点，用于缩小火区范围，精确查找火源点位置，为灭火决策提供数据支持。观测频率与数据管理

各观测站（点）每周至少采集2次气样进行分析，记录气体浓度、温度、风速等关键参数，建立完善的观测数据台账，确保数据的连续性和可追溯性，为自燃发火预测预报提供依据。气体指标监测法的应用

CO气体监测CO是煤层自燃早期的敏感指标，可在采煤工作面回风道、综掘煤巷等有自然发火危险地点设置CO传感器，发现浓度超限后，采用便携式CO检测仪追踪确定高温点。

气体成分分析各观测站每星期至少采集2次气样进行分析，通过对氧气、甲烷、二氧化碳等气体成分的变化监测，判断煤层氧化自燃的趋势。

红外探测技术根据红外辐射场理论，建立火源与火源温度场的对应关系，利用红外探测法推断火源点位置，辅助判断高温点。

示踪气体漏风检测定期采用示踪气体法检查顺槽漏风量，对漏风集中的区域加强观测，控制漏风供氧，减少煤层自燃风险。温度监测与红外探测技术

温度监测系统布设在采煤工作面设置固定观测点（靠近上山侧）、移动观测点（距工作面10-20m，随工作面推进移动）及临时观测点（异常区域增设），每周至少采集2次气样分析，实时掌握温度变化。

钻孔测温技术应用对顶煤破碎或有自燃危险的地点埋设测温探头，定期监测温度变化，辅助判断高温点位置，为早期预警提供数据支持。

红外探测法原理与应用基于红外辐射场理论，建立火源与温度场对应关系，通过红外探测设备推断火源点位置，快速定位采空区、冒顶区等隐蔽高温区域。06采空区防灭火专项措施采空区封闭管理要求

封闭时间要求采煤工作面回采作业完成后，必须按管理火区的相关规定在45天内进行永久性封闭，防止采空区残煤引燃。

封闭材料与结构标准永久性封闭必须采用不燃性材料砌筑，墙体厚度不小于0.6米，墙体周边要掏槽（掏槽深度不小于0.3米，坚硬岩石锚喷巷道除外），见硬底、硬帮、硬顶与煤岩接实，并抹不小于0.2米的裙边。

密闭质量保障措施从采空区边缘至密闭处支架不能回掉，若是金属支架要用木架替换，以防巷道冒落影响密闭质量，确保密闭严密性，减少漏风。

封闭后检查与监测每周至少检查一次采空区的密闭情况，测定一次采空区回风巷道和可能发热地点的温度和风量，每15天至少检查一次废弃巷道的密闭情况，各观测站每星期至少采取2次气样进行分析。采空区浮煤与可燃材料处理提高回采率，减少浮煤遗留严格按作业规程要求控制采高，不留顶煤或底煤，端头及工作面浮煤清扫干净，不得遗留至采空区，从源头上减少自燃物质基础。加快回采速度，缩短暴露时间采用先进高效采煤方法和工艺，如走向长壁后退式采煤法，提高回采速度，确保工作面在自然发火期内采完，减少浮煤氧化时间。可燃材料回收与禁止入采空区工作面废弃的可燃材料（如废弃支护材料、油脂等）必须回收至地面处理，严禁丢入采空区，防止材料长期氧化自燃。采空区顶板冒落压实措施采取有效措施使采空区顶板及时冒落并压实，特别是切眼、停采线及煤柱附近，减少漏风通道，抑制浮煤氧化。顶板冒落压实技术措施顶板冒落压实的作用顶板冒落压实可减少采空区漏风，有效防止采空区残煤氧化自燃，是预防煤层自燃的重要技术手段。顶板冒落压实的技术要求采取有效措施使整个采空区顶板冒落并压实，特别是切眼及停采线、各种煤柱附近，确保采空区的密闭性。顶板管理与矿压控制严格按作业规程有关规定管理好煤层顶板，管理控制好矿山压力，减少煤柱破裂，为顶板冒落压实创造有利条件。07防灭火设施与材料保障消防材料库的设置与管理地面消防材料库设置要求地面消防材料库应设在井口附近，并有轨道直达井口，便于消防材料运输。地面消防水池需经常保持不少于200m³的水量，确保应急供水。井下消防材料库设置标准井下消防材料库应设在主要运输大巷旁，贮存的材料、工具品种和数量需符合设计要求，并指定专人定期检查和更换，确保随时可用。消防材料库管理规范井下按制度设立消防材料库，配齐消防材料，定期检查与更新，严禁将材料、工具挪作他用。管理人员需做好出入库登记，确保账物相符。防火门与防火墙的构筑要求

防火门设置标准进风井口必须设置防火门，确保密封可靠，平时不影响通风和运输。回采工作面进、回风巷道内需预先砌好留有门洞的防火墙，并储备足够封堵材料，以便随时封闭。

永久性防火墙构筑规范永久性封闭墙体厚度不小于0.6米，采用不燃性材料砌筑。墙体周边需掏槽，深度不小于0.3米（坚硬岩石锚喷巷道除外），见硬底、硬帮、硬顶并与煤岩接实，墙面抹不小于0.2米的裙边，确保无隙缝、重缝、空缝，灰浆饱满。

临时防火墙构筑要求临时封闭可采用木段、木板砌筑，同样需保证周边接实，具备基本的隔风防火功能，满足短期封闭需求。

防火墙基础施工规定采煤工作面投产和通风系统形成后，施工单位须按设计在指定位置构筑防火墙基础，对基础内外及5米范围内巷道进行喷浆堵漏，并储备足量封闭材料。井下消防管路系统建设

地面消防水池配置地面设置消防水池，需经常保持不少于200m³的水量，为井下消防管路系统提供稳定水源。井下消防管路铺设要求井下消防管路系统应覆盖各采掘工作面、机电硐室等关键区域，每隔100m设置支管和阀门，确保消防用水便捷供应。管路材质与耐压标准消防管路应采用耐腐蚀、高强度的金属材质，耐压等级需符合井下压力环境要求，确保管路系统安全可靠。定期检查与维护制度建立管路系统定期检查维护机制，包括漏水检测、阀门性能测试等，及时处理堵塞、破损等问题，保障系统时刻处于完好状态。08自燃发火应急处置与管理自燃发火的早期识别与汇报

01直观征兆识别井下出现雾气或巷道壁"挂汗"，风流中闻到煤油味、松香味或臭味，采空区流出水温度异常升高，这些均为煤层自燃的直观预