為解決補(bǔ)連塔煤礦煤層易自燃、火災(zāi)危害嚴(yán)重的問題，以該礦2012—2022 年防滅火經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用優(yōu)化開采設(shè)計(jì)，結(jié)合制氮裝置無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控、升級(jí)紅外束管與光纖測溫監(jiān)測系統(tǒng)、突破多煤層長距離注漿工藝，輔以風(fēng)門遠(yuǎn)程控制、綜采工作面均壓智能管控等智能化手段，構(gòu)建綜合內(nèi)因火災(zāi)防控技術(shù)體系?，F(xiàn)場應(yīng)用后，在大采高工作面遺煤多、漏風(fēng)大等壓力下，安全回采26 個(gè)工作面，累計(jì)推進(jìn)面積33 348 602 m2，未發(fā)生采空區(qū)自然發(fā)火，有效提升了礦井內(nèi)因火災(zāi)防控能力，保障了礦井安全高效生產(chǎn)，可為類似礦井提供參考。

文章來源：《智能礦山》2025年第12期“學(xué)術(shù)園地”欄目

作者簡介：鮑利民，主要從事煤礦“一通三防”的相關(guān)研究工作。E-mail：1964077312@qq.com

作者單位：國能神東煤炭補(bǔ)連塔煤礦

引用格式：鮑利民.補(bǔ)連塔煤礦內(nèi)因火災(zāi)綜合防控技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用[J].智能礦山，2025，6(12):64-67.

點(diǎn)擊文末左下角閱讀原文，免費(fèi)下載閱讀pdf全文

關(guān)注微信公眾號(hào)，了解更多礦山智能化建設(shè)進(jìn)展

礦井火災(zāi)屬于煤礦安全生產(chǎn)中的嚴(yán)重災(zāi)害類型之一，其發(fā)生會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，嚴(yán)重危害井下作業(yè)人員與設(shè)備的安全。筆者以國能神東煤炭補(bǔ)連塔煤礦（簡稱補(bǔ)連塔煤礦）2012—2022年間防滅火經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，歷經(jīng)“吸取教訓(xùn)、補(bǔ)充漏洞、夯實(shí)基礎(chǔ)、逐步升級(jí)”4個(gè)階段，綜合應(yīng)用優(yōu)化開采設(shè)計(jì)、注氮注漿技術(shù)、紅外束管監(jiān)測系統(tǒng)等內(nèi)因火災(zāi)防控技術(shù)，并通過智能化手段提升防控效率，為類似礦井的火災(zāi)防控提供了參考。

補(bǔ)連塔煤礦礦井概況

補(bǔ)連塔煤礦位于伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)，井田面積106.5 km，礦井核定生產(chǎn)能力2 800萬t/a。開采煤層為Ⅰ級(jí)容易自燃煤層，自然發(fā)火期為41～48天。

礦井采用抽出式通風(fēng)，為8進(jìn)2回型通風(fēng)，總進(jìn)風(fēng)量約29 060 m/min，總回風(fēng)量29 923 m/min，有效風(fēng)量率92.5%，等積孔15.04 m

補(bǔ)連塔煤礦礦井防滅火主要方法

2.1 制氮裝置無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)制氮裝置故障率高、維修成本高，制氮機(jī)運(yùn)行時(shí)需專人看護(hù)。補(bǔ)連塔煤礦自主研發(fā)的制氮裝置無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，具有較高的可靠性、時(shí)效性和擴(kuò)展性，通過對(duì)制氮裝置的自動(dòng)化運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和集中控制，提升了煤礦安全生產(chǎn)保障水平，實(shí)現(xiàn)了減員增效，制氮裝置自動(dòng)控制流程如圖1所示。

圖1 制氮裝置自動(dòng)控制流程

2.2 內(nèi)因火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的升級(jí)與優(yōu)化

礦井全面升級(jí)與優(yōu)化火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，重點(diǎn)加強(qiáng)了火災(zāi)氣體產(chǎn)物和溫度變化的監(jiān)測能力，為內(nèi)因火災(zāi)的早期預(yù)警和防控提供了重要支持。

采用光纖測溫系統(tǒng)，在易發(fā)生自燃區(qū)域布置測點(diǎn)，在采空區(qū)兩巷布置測溫光纖監(jiān)測煤自燃危險(xiǎn)程度，解決了采空區(qū)溫度測量方法的不足和限制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程和多點(diǎn)溫度測量，實(shí)時(shí)展示測量地點(diǎn)溫度和位置，為煤炭自燃的早期預(yù)測和預(yù)報(bào)提供了重要數(shù)據(jù)，提高了防火和滅火效率，光纖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。

圖2 光纖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

改造紅外束管分站箱體，增加箱體密封性，將取樣泵、束管分站、電源箱、交換機(jī)等主要設(shè)備有序且集中地放置于箱體內(nèi)，并定期對(duì)箱體內(nèi)部除塵，具備四級(jí)過濾系統(tǒng)進(jìn)行濾水除塵，降低進(jìn)入分站內(nèi)氣體濕度，避免了因濕空氣導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、氣體濕度大導(dǎo)致精密儀器損壞等問題。通過升級(jí)改造后，提高了紅外束管監(jiān)測系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備“無塵化”延長了設(shè)備使用時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)分析的精確性。

2.3 突破多煤層、長距離注漿工藝關(guān)鍵技術(shù)

補(bǔ)連塔煤礦長期實(shí)施采空區(qū)預(yù)防性注漿工作，針對(duì)注漿過程中輸漿距離過長、阻力大導(dǎo)致堵管、漏漿、輸漿困難等問題，通過改進(jìn)注漿工藝，優(yōu)化注漿措施，形成了獨(dú)具特色的注漿方式，主要包括以下4個(gè)方面。

（1）管理體制上橫向到邊，縱向到底

建立注漿防滅火管理機(jī)構(gòu)和井下注漿系統(tǒng)3級(jí)巡查體系，巡視工實(shí)時(shí)巡查、跟班隊(duì)干定期巡查、科室動(dòng)態(tài)抽查，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。建立注漿工藝全過程可視化管理機(jī)制，拍攝注漿全過程實(shí)現(xiàn)過程可視化，用于注漿人員培訓(xùn)，提升注漿作業(yè)人員操作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致堵管、跑漿事件發(fā)生。對(duì)注漿過程、水土配比、井下巡視等工作實(shí)行有痕管理，建立注漿協(xié)調(diào)企業(yè)微信群，每班將拍攝的注漿現(xiàn)場視頻、樣品配比、井下注漿管路狀態(tài)、分享當(dāng)前注漿聯(lián)絡(luò)巷密閉情況視頻，隨時(shí)監(jiān)督注漿過程和注漿質(zhì)量。

（2）注漿設(shè)備管理規(guī)范化、精益化

建立地面注漿站包機(jī)制度，設(shè)置專人定期巡查，按照班、天、周、月等進(jìn)行設(shè)備分級(jí)檢修維護(hù)，儲(chǔ)備注漿設(shè)備易損配件，確保注漿設(shè)備長周期運(yùn)行。注漿設(shè)備的管理推行“6S”（Seiri、Seiton、Seiso、Seiketsu、Shitsuke、Safety）精益管理，確保設(shè)備健康運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)注漿遠(yuǎn)程自動(dòng)上水功能。特殊季節(jié)注漿管路保護(hù)。冬季給注漿管路安設(shè)防凍電熱絲，確保不凍管。

（3）技術(shù)設(shè)計(jì)上因地制宜、因時(shí)制宜、因面而異

科學(xué)設(shè)計(jì)注漿方法，根據(jù)本工作面及上覆采空區(qū)實(shí)際情況，實(shí)行上覆采空區(qū)預(yù)注、采空區(qū)聯(lián)絡(luò)巷全注、區(qū)域降水復(fù)注、鉆孔定向直注相結(jié)合的注漿技術(shù)。區(qū)域多點(diǎn)注漿熱備，實(shí)現(xiàn)不停泵連續(xù)注漿，綜采巷道及回撤通道一次性敷設(shè)注漿支管5個(gè)以上聯(lián)絡(luò)巷，當(dāng)前注漿地點(diǎn)注滿或者管路故障時(shí)，隨時(shí)可切換到其他聯(lián)絡(luò)巷，且管路切換只需1人完成，各地點(diǎn)隨時(shí)可注，省時(shí)、省力、省事，而且各聯(lián)絡(luò)巷注漿無縫銜接。實(shí)現(xiàn)注漿系統(tǒng)多煤層、多盤區(qū)快速切換。同一注漿站、同一趟主管路通過層間鉆孔、連接管連接多煤層、多盤區(qū)，實(shí)現(xiàn)多煤層、多盤區(qū)的多維度、立體化注漿，確保全年持續(xù)注漿。

（4）井下輸漿管路鋪設(shè)工藝優(yōu)化

通過增大輸漿管路直徑，將大巷的注漿管直徑從133 mm替換為159 mm，并將巷道的注漿管徑從108 mm更新為159 mm。在綜采工作面回風(fēng)巷道，注漿主管路的末端安裝1個(gè)大角度（135°）的注漿管路快速對(duì)接彎頭，便于回風(fēng)隅角注漿管路的對(duì)接與安裝，消除登高作業(yè)的安全隱患，降低輸漿阻力。注漿管路鋪設(shè)路線與排水、壓風(fēng)等管路錯(cuò)開，設(shè)置注漿管路專用鋪設(shè)路線，減少注漿管路拐彎、增大管路拐彎角度、使管路圓弧拐彎、杜絕管路打折等，減少了堵管現(xiàn)象，提高了注漿效率。

2.4 智能化助力內(nèi)因火災(zāi)防控

（1）風(fēng)門地面遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

利用智能通風(fēng)系統(tǒng)升級(jí)改造，礦井在原有的氣動(dòng)風(fēng)門自動(dòng)化控制基礎(chǔ)上，結(jié)合礦井4G工業(yè)環(huán)網(wǎng)和PLC編程的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，開發(fā)并投入使用首個(gè)礦井風(fēng)門地面遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。適配的控制軟件系統(tǒng)融合礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)查詢、狀態(tài)模擬、緊急呼叫等功能。增強(qiáng)礦井的抗災(zāi)消災(zāi)的快速反應(yīng)能力，保障井下工作人員的生命安全，風(fēng)門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

圖3 風(fēng)門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

（3）綜采工作面均壓智能管控系統(tǒng)

分析日常地表大氣壓變化情況，結(jié)合工作面氣體變化趨勢，合理安排均壓開啟時(shí)間，可有效防治工作面低氧、采空區(qū)煤炭自燃。升級(jí)優(yōu)化均壓系統(tǒng)，打造綜采工作面均壓智能管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人員定位系統(tǒng)、礦用IP網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)、智能均壓管控系統(tǒng)“三網(wǎng)融合”應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，快速響應(yīng)處置均壓設(shè)施故障、均壓系統(tǒng)失壓等，確保均壓系統(tǒng)安全可靠，工作面均壓智能管控系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 工作面均壓智能管控系統(tǒng)

（4）通風(fēng)與壓風(fēng)系統(tǒng)智能化建設(shè)

通風(fēng)與壓風(fēng)系統(tǒng)智能化建設(shè)實(shí)現(xiàn)了主通風(fēng)機(jī)一鍵切換倒機(jī)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，監(jiān)測系統(tǒng)通過監(jiān)測風(fēng)量、負(fù)壓、電流、軸溫、振動(dòng)等，分析、建模、比較數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的健康評(píng)估、關(guān)聯(lián)分析、影響分析、故障診斷和對(duì)未來的運(yùn)行趨勢預(yù)測。全面應(yīng)用了礦井壓風(fēng)機(jī)集中控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測壓風(fēng)系統(tǒng)排氣壓力、加載壓力、空壓機(jī)運(yùn)行狀況。

（5）三維礦井通風(fēng)智能分析決策平臺(tái)

建立礦井通風(fēng)管理系統(tǒng)，研究通風(fēng)信息化管理，根據(jù)礦井地質(zhì)模型和實(shí)際礦井通風(fēng)系統(tǒng)，建立已開拓、已封閉及規(guī)劃設(shè)計(jì)的所有通風(fēng)系統(tǒng)模型，在真實(shí)坐標(biāo)空間內(nèi)建立巷道、節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)筒、傳感器等通風(fēng)圖元三維模型；通過應(yīng)用粒子追蹤和高速渲染技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)流、煙流和有害氣體的動(dòng)態(tài)擴(kuò)散模擬動(dòng)畫，以及巷道內(nèi)阻力三區(qū)、風(fēng)速和標(biāo)高數(shù)據(jù)的顏色梯度展示，進(jìn)一步增強(qiáng)了人機(jī)交互功能。

總 結(jié)

（1）針對(duì)煤層易自燃、火災(zāi)危害嚴(yán)重的問題，補(bǔ)連塔煤礦以防滅火經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了制氮裝置無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控、紅外束管分站測溫、多煤層長距離注漿、風(fēng)門地面遠(yuǎn)程控制和綜采工作面均壓智能管控系統(tǒng)的綜合內(nèi)因防滅火技術(shù)體系。通過智能化手段，提升了內(nèi)因火災(zāi)防控的效率。

（2）補(bǔ)連塔煤礦采用綜合內(nèi)因防滅火措施實(shí)施后，在7～8 m大采高工作面遺煤多、漏風(fēng)大、綜采工作面月進(jìn)度不足100 m的巨大防滅火壓力下，安全回采26個(gè)工作面，累計(jì)推進(jìn)面積33 348 602 m，未發(fā)生采空區(qū)自然發(fā)火現(xiàn)象，保障了礦井的安全高效生產(chǎn)。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對(duì)話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

?? 征稿函詳見鏈接： 征稿┃《智能礦山》面向廣大讀者征稿，歡迎投稿

期刊成果：創(chuàng)刊5年來，策劃出版了“中國煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

?? 具體詳見鏈接：《智能礦山》創(chuàng)刊5周年回顧

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

郵發(fā)代號(hào)：82-476

?? 期刊訂閱詳見鏈接：歡迎訂閱┃《智能礦山》雜志2026年訂閱開始了！

往期薦讀

• 會(huì)議議程┃關(guān)于召開煤炭無人化開采數(shù)智技術(shù)研討暨成果發(fā)布會(huì)的通知(2026年1月9—11日北京)

• 行業(yè)聚焦┃2025年礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高級(jí)研修班成功在威海舉辦

• 行業(yè)聚焦┃2025智慧礦山技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇（新疆）成功召開

• 行業(yè)聚焦┃2024年煤炭清潔高效利用智能化成果發(fā)布暨選煤廠智能化建設(shè)論壇順利召開

• 征稿┃《智能礦山》面向廣大讀者征稿，歡迎投稿

• 歡迎訂閱┃《智能礦山》雜志2026年訂閱開始了！

• 行業(yè)聚焦┃2024年煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)成功召開

• 《智能礦山》創(chuàng)刊5周年回顧

• 王國法院士煤礦智能化觀點(diǎn)集錦

• 新書訂閱 ┃《中國煤礦智能化發(fā)展報(bào)告（2024年）》（王國法，劉峰 主編）

• 訂閱┃探秘太陽石的奧秘 呈現(xiàn)煤的真身：太陽石系列科普叢書重磅發(fā)售

往期特刊

中國煤科特刊

陜煤集團(tuán)特刊

神東專欄

重大進(jìn)展特刊

露天礦特刊

理事單位特刊

紅柳林煤礦特刊

創(chuàng)新技術(shù)特刊

創(chuàng)刊號(hào)

版權(quán)聲明

本刊對(duì)已出版文章持有電子版、網(wǎng)絡(luò)版及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)交流和與各網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫合作的權(quán)利，稿酬一次性付清，版權(quán)歸本刊與作者共同所有，如不同意，請(qǐng)?jiān)谕陡鍟r(shí)聲明。

---

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請(qǐng)讀者僅作參考，并自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。若對(duì)該稿件內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請(qǐng)立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理，再次感謝您的閱讀與關(guān)注。