【文章內(nèi)容簡介】 氮?dú)夥罍缁稹⒆杌瘎┓罍缁稹⒕鶋悍罍缁?、凝膠防滅火等。針對我礦實(shí)際情況， 16 采用氮?dú)夥罍缁鸷妥杌鞣罍缁鸱椒?，確保礦井安全生產(chǎn)。 一、氮?dú)夥罍缁? （一）氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)要 求 氮?dú)夥罍缁鹬饕饔檬?，對采空區(qū)進(jìn)行預(yù)防性注氮，當(dāng)采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)時可進(jìn)行注氮滅火。 通過管路將氮?dú)廨斔椭辆禄夭晒ぷ髅妫瑢ぷ髅娌煽諈^(qū)實(shí)施預(yù)防性注氮，將純度≥ 97%的氮?dú)庾⑷牍ぷ髅娌煽諈^(qū)。 根據(jù)該礦井實(shí)際情況及煤層易自燃發(fā)火特征等因素經(jīng)綜合考慮后，采用以氮?dú)鉁缁馂橹骶C合防滅火措施。 氮?dú)夥罍缁鸸に嚕? （二）注氮方式 注氮方式從空間上分為開放式注氮和封閉室注氮；從時間上分為連續(xù)性注氮和間斷性注氮。工作面開采初期和停采撤架期間，或因遇地質(zhì)破碎帶、機(jī)電設(shè)備等原因造成工作面推進(jìn)緩慢，宜采用連續(xù)性注氮；工作面正?；夭善陂g，可采用間斷性注氮。 開放性注氮 工作面開工前，氮?dú)庵Ч苈繁仨毥又凉ぷ髅?，?jīng)鉆孔進(jìn)入采空區(qū)；注氮管路布置在進(jìn)風(fēng)巷，如發(fā)現(xiàn)火情或一氧化碳發(fā)現(xiàn)異常情況時，必須開 啟注氮設(shè)備進(jìn)行滅火工作。 封閉室注氮 當(dāng)工作面出現(xiàn)自燃發(fā)火征兆，此時采空區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)高溫點(diǎn)， 17 CO氣體大量滲入工作面或工作面已經(jīng)出現(xiàn)明火，可在工作面進(jìn)回風(fēng)巷構(gòu)筑密閉，注氮管直接插入密閉向火區(qū)注氮。 注氮時間的確定 注氮時間一般根據(jù)從采空區(qū)氧化帶采樣分析其氧氣含量來確定。同時規(guī)定遇有下列情況時應(yīng)進(jìn)行注氮。 （ 1）工作面有斷層或其他地質(zhì)條件影響或工作面機(jī)械出現(xiàn)故障，時工作面推進(jìn)速度減慢時： （ 2）工作面結(jié)束回收時 （ 3）當(dāng)預(yù)測到采空區(qū)氣體異常時 （二）輔助措施 為強(qiáng)化注氮效果，必須使工作面一開始就建立一個完 善的均壓系統(tǒng)，使工作面壓力 h＝ 0，使氮?dú)饽茌^長時間停留在采空區(qū)，使采空區(qū)惰化，為防止采空區(qū)漏風(fēng)，地面回填堵漏工作一定要做好 ，隨時觀察地面塌陷區(qū)，如有塌陷及時回填。 （三）注氮工藝系統(tǒng) 西翼： 混合提升斜井 → +1915m 水平車場 → +1915m 運(yùn)輸石門 → +1915m水平西 A9運(yùn)輸 石門 → +1915m水平西 A6運(yùn)輸石門→ 采空區(qū)注氮點(diǎn)； 東翼： 混合提升斜井 → +1915m 水平車場 → +1915m 東運(yùn)輸石門 →+1915m水平東 回采工作面運(yùn)輸順槽 → 回采工作面采空區(qū)注氮點(diǎn)； 18 東二采區(qū)；注氮工藝系統(tǒng)； 混合提升斜井 → +1915m 水平車場→ +1915m 東 A9 集中運(yùn)輸巷→ +1915m 水平 A9回采工作面運(yùn)輸巷→回采工作面采空區(qū)注氮點(diǎn)。 +1915m 水平東 A9 集中運(yùn)輸巷→ +1915m 水平東 A6 石門→+1915m水平 A6煤層運(yùn)輸巷→回采工作面采空區(qū)注氮點(diǎn)。 注氮參數(shù)選擇與計算： 注氮量計算按以下四種方法計算，并取其中最大值： （ 1）按產(chǎn)量計算 QN＝ [A/（ 1440ρ tn1n2） ]（ C1/C21） 式中 ： QN—— 注氮流量， m3/min； A—— 礦井 日產(chǎn)量， 400t（最大生產(chǎn)能力）； t—— 礦井年工作日，取 330d； ρ —— 煤的密度， ； n1—— 管路輸?shù)剩?80%； n2—— 采空區(qū)注氮效率，取 90%； C1—— 空氣中的氧濃度，取 %； C2—— 采空區(qū)防火惰化指標(biāo)，取 7%。 QN1=400247。 (1440 ) (247。 71) =（ 2）按噸煤注氮量計算 QN＝ 5AK/60 24 19 式中： A—— 礦井日產(chǎn)量， 400t； K—— 工作面回采率 , 取 95%。 QN=5 400 24=（ 3）按瓦斯量計算 QN＝ QcC/（ 10C） 式中： QC—— 工作面通風(fēng)量，回采工作面配風(fēng)量為 280m3/min； C—— 工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?%。 QN＝ 280 （ 10－ ） ＝ m3/min （ 4）按采空區(qū)氧化帶氧濃度計算 QN＝ [（ C1－ C2） QV]/（ CN＋ C2－ 1） 式中： QN—— 注氮流量， m3/min； QV—— 采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量， m3/min； C1—— 采空區(qū)氧化帶內(nèi)原始氧濃度（取平均值） ； C2—— 注氮防火惰化指標(biāo)，防火取 7%； CN—— 注入氮?dú)庵械牡獨(dú)饧兌取? 因采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量 沒有實(shí)測數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行計算。三種方法計算后取大值： QN＝ ?？紤] =。根據(jù)上述計算，注氮設(shè)備選用1 套 QTD200/97型地面固定式碳分子篩制氮設(shè)備。 其性能參數(shù)如下： 產(chǎn)氣量：≥ 200 Nm3/h； 20 氮?dú)饧兌龋骸?97%； 輸出壓力： ～ (可調(diào) )； 電機(jī)功率： 78kW； 電壓： 380V； 冷卻方式：風(fēng)冷； 外型尺寸： L B H＝ 5200 2200 2600mm。 （四）氣體監(jiān)測系統(tǒng) 選用 JSG8 型 礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)，通過束管對井下注氮后的采空區(qū)氣體進(jìn)行采樣分析，對采空區(qū)煤炭自然的趨勢、溫度變化、空氣含量進(jìn)行連續(xù)預(yù)報，最大限度減少采面火災(zāi)災(zāi)害。利用此系統(tǒng)對采空區(qū)內(nèi)的 O N CO、 CO CH4氣體進(jìn)行分析。 （五）安全管理 在注氮過程中，作業(yè)場所氧氣濃度降 低于 18%時，必須停止一切工作并撤出人員，同時降低注氮量 或 停止注氮，或增加作業(yè)場所通風(fēng)量。 注氮設(shè)備管理人員和操作人員必須經(jīng)理論培訓(xùn)和實(shí)際操作培訓(xùn)，考試合格才能上崗。 對采空區(qū)進(jìn)行注氮時，應(yīng)編制相應(yīng)的安全技術(shù)措施，并經(jīng)礦總工程師 審批后，方可實(shí)施。 建立注氮設(shè)備的操作規(guī)程、工種崗位責(zé)任制、注氮防滅火管理規(guī)章制度。 21 （六）回采工作面采空區(qū)注氮 當(dāng)自然發(fā)火危險主要來源自回采工作面的采空時，應(yīng)采取向采空區(qū)里面注入氮?dú)獾姆椒ā?yīng)將注氮管鋪設(shè)在進(jìn)風(fēng)順槽中，注氮釋放口設(shè)在采空區(qū)中，并氮?dú)忉尫趴诘脑O(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定： 氮?dú)忉尫趴趹?yīng)高于底板，與工作面保持平行，并用石塊或木垛等加以保護(hù)。 注氮管采用單管，管道中設(shè)置三通，從三通上接出短管進(jìn)行注氮。 注氮量，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)中的氣體成分來確定，以距工作面20m處采空區(qū)中的氧氣濃度不大于 10%作為確定的標(biāo)準(zhǔn)，如果在采空區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一氧化碳超限、出現(xiàn)高溫、異味等自燃征兆，都應(yīng)加大注氮長度。 合理的設(shè)置監(jiān)測傳感器，加強(qiáng)對采空區(qū)、工作面和回風(fēng)巷中氧氣、氮?dú)?、一氧化碳的監(jiān)測，同時由瓦斯檢查員隨時對工作面和回風(fēng)巷道中一氧化碳濃度進(jìn)行檢查，要保證工作面風(fēng)流中的氧氣濃度 不低于 18%。 注入氮?dú)獾募兌炔坏玫陀?97%。 第一次向采空區(qū)注氮，或停止注氮后再第二次注氮時，應(yīng)先排除注氮管內(nèi)的空氣，避免將空氣進(jìn)入采空區(qū)。 （七）工作面相鄰采空區(qū)注氮 在回采過程中，當(dāng)自燃發(fā)火危險不是來自于本采空區(qū)，而是 22 相鄰回采工作 面的采空區(qū)時，為了保證回采工作面的安全，在工作面與采空區(qū)相鄰的順槽中打鉆，然后向已封閉的采空區(qū)插管注氮。使之在靠近回采工作面的采空區(qū)側(cè)形成一條與工作面推進(jìn)方向平行的惰化帶。 （八）防止采空區(qū)氮?dú)庑孤┑拇胧? 采空區(qū)漏風(fēng)狀態(tài)決定了氮?dú)庠诓煽掌趦?nèi)的滯留時間，同時也決定著間歇式注氮時間的注氮周期。采空區(qū)的漏風(fēng)長度越小，兩次注氮的間歇時間就越長，此時的注氮效果好且比較經(jīng)濟(jì)。因此，采區(qū)措施減少采空區(qū)氮?dú)庑孤┮彩翘岣卟煽諈^(qū)注氮效果的有效途徑。 二、阻化 劑 防 滅火； 阻化劑防滅火是目前國內(nèi)外正積極推廣應(yīng)用的一種防止煤層自然的 新方法。阻化劑防滅火技術(shù)較先進(jìn)、工藝系統(tǒng)簡單、投資較，是利用一種能夠?qū)γ旱难趸鹨种谱饔玫奈镔|(zhì)與水混合 ,壓注或噴灑在煤體內(nèi)或采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行防滅火。 阻化劑選擇： 阻化劑的物理化學(xué)性質(zhì)；設(shè)計選用組化率較高的氯化鈣（ CaCL2），設(shè)計選擇 CaCL2的濃度為 30%。 噴灑壓注系統(tǒng)： 設(shè)計選用移動性阻化劑泵噴灑壓注系統(tǒng)。 噴灑阻化劑 風(fēng)動 泵安裝在采煤工作面回風(fēng)水平（ +1960m 水平），管路利用工作面回風(fēng)順槽的灑水消防管路 → 回采工作面采空 23 區(qū)。 目前我礦選用 風(fēng)動泵 阻化劑噴灑泵，流量 ，壓力23MPa，將溶液用 膠管送至工作面進(jìn)行噴灑，每班必須噴灑一次，在工作面回風(fēng)順槽（ +1960m 水平 A A A5）靠頂?shù)装鍌?cè)，按45角度，每 3m一個鉆孔，煤體內(nèi)壓注阻化劑進(jìn)行防滅火。 參數(shù)計算： 工作面一次噴灑量計算： V=K1 K2 L B h A Y 式中 : K1——— 一次噴灑量；取 K2———— 松散煤（浮煤）容重；取 L———— 工作面長度； m B———— 一次噴灑寬度； m h頂?shù)装甯∶汉穸龋?m A————— 原煤（浮煤）的吸液量； t/t Y————— 阻化劑水 溶液的容量； t/m3 V= 50 第二節(jié) 礦井火災(zāi) 觀 測 井下煤炭自燃發(fā)生過程中，經(jīng)過一個較長時間，氧化趨于發(fā)生火災(zāi)的時候，往往會陸續(xù)出現(xiàn)一些使人感覺到的外部征兆： 一、臨近自燃區(qū)域的巷道風(fēng)流中出現(xiàn)霧氣，煤壁和支架上出現(xiàn)汗珠； 二、水分凝聚，出現(xiàn)火災(zāi)氣體，人能聞到 煤焦 油味； 24 三、水分凝聚，汽油味更加強(qiáng)烈，能聞到與樹脂相仿的芳香氣味，并感覺到巷道內(nèi)氣溫較高； 四、巷道風(fēng)流中出現(xiàn)窒息性氣體（如 一 氧化碳等）使人感到悶熱，并有比較強(qiáng)烈的燒焦氣味； 五 、巷道內(nèi)燒焦氣味更加強(qiáng)烈，同時存在上述其它的外部征兆； 六、巷道內(nèi)出現(xiàn) 煙 霧，并伴隨著出現(xiàn)明火或灼紅的煤炭。 第四章 礦井防滅火措施 礦井火災(zāi)根據(jù)發(fā)火的原因，內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)兩大類。 一、內(nèi)因火災(zāi)。它大多發(fā)生在井下采空區(qū)、煤巷冒頂區(qū)域和被壓出現(xiàn)裂隙或破碎的