【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面采空區(qū)氣體成分及溫度的變化，從而進(jìn)行火災(zāi)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)。第四章 礦井氮?dú)夥罍缁鸸こ虒ｍ?xiàng)設(shè)計(jì)氮?dú)饪梢猿錆M任何形狀的有限燃燒空間，便于對(duì)采空區(qū)深部，高冒處等難以接近的地點(diǎn)進(jìn)行滅火；吸熱降溫，滅火快，不污染設(shè)備及工作面環(huán)境，且有利于防止瓦斯、煤塵爆炸。由于氮?dú)鈦?lái)源廣，制取容易。注氮工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，而且氮?dú)饩哂蟹阑鸺夹g(shù)可靠、效果顯著，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此，應(yīng)用氮?dú)庾鳛槊旱V防滅火措施有著廣闊的發(fā)展前景。鑒于以上原因，確定本礦井工作采用以氮?dú)夥罍缁?，黃泥灌漿為主、均壓通風(fēng)為輔，同時(shí)采用地表覆蓋黃土壓實(shí)和加強(qiáng)管理與監(jiān)測(cè)并采取先進(jìn)技術(shù)加快開(kāi)采推進(jìn)度的綜合防滅火措施。一、氮?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)技術(shù)要求（一）設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》第二百三十八條的各項(xiàng)規(guī)定。（二）設(shè)計(jì)前要明確防滅火區(qū)域的位置、范圍及漏風(fēng)位置及漏風(fēng)風(fēng)量。漏風(fēng)嚴(yán)重時(shí)，不得使用氮?dú)鉁缁?。（三）制定防止井下工作人員和進(jìn)行注氮工作人員吸入氮?dú)舛舷⒌陌踩胧?。（四）注氮量多少的主要根?jù)是采空區(qū)內(nèi)的惰化程度，注氮量過(guò)大，也會(huì)使采空區(qū)內(nèi)CH4和CO大量外泄。使回風(fēng)巷道中氧含量急聚減少，要制定相應(yīng)的防范措施。（五）注氮期間一定要加強(qiáng)氣體監(jiān)測(cè)。二、氮?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)依據(jù)及主要內(nèi)容（一）氮?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)依據(jù)：1． 當(dāng)?shù)貧夂驐l件（冰凍期、最低溫度等）；2． 開(kāi)采深度、礦井開(kāi)拓方式和采區(qū)布置；3． 開(kāi)采方法、工作面配風(fēng)量及工作面幾何參數(shù)；4． 煤層賦存條件，地質(zhì)構(gòu)造，頂板巖性和采空區(qū)丟煤情況；5． 防滅火區(qū)域的自燃條件。（二）設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1． 氮?dú)夥罍缁鸸に囅到y(tǒng)；2． 氮?dú)獾闹苽渑c設(shè)備；3． 氮?dú)獾膰娮⒎椒ǎ?． 氮?dú)夥罍缁饏?shù)；5． 氮?dú)夥罍缁鸬谋O(jiān)測(cè)；6． 工藝系統(tǒng)圖的繪制及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的遍寫(xiě)。三、氮?dú)夥罍缁鹪恚ㄒ唬┑獨(dú)獾奈锢硇再|(zhì)：1． 在空氣中約占79%，無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓和273K時(shí)。2． 不燃燒，也不阻燃，溶水極微，性質(zhì)穩(wěn)定，不易于其它化學(xué)元素化合，無(wú)腐蝕性。（二）防滅火原理：1． 降低采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)氧氣的含量，使采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)氣體惰化，降低或阻止煤炭的氧化。2． 使采空區(qū)或火區(qū)形成正壓，減少或杜絕空氣進(jìn)(漏)入采空區(qū)或火區(qū),形成窒息區(qū)域。3． 降低采空區(qū)或火區(qū)的氣體溫度和周圍介質(zhì)溫度，使煤炭氧化停止。4． 使采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)有爆炸性的混合氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)爆炸性的惰性混合氣體，消除爆炸危險(xiǎn)性。綜合來(lái)講，其防滅火原理為：窒息作用、抑爆作用、冷卻作用。四、 氮?dú)夥罍缁鸸に囋恚ㄒ唬┕に囅到y(tǒng)選擇：工藝系統(tǒng)的確定：地面空氣壓縮站：空壓機(jī)型號(hào)：SAl60A，排氣量Q=27．6m3／min，共布置四臺(tái)，與礦井注氮機(jī)聯(lián)合布置，注氮機(jī)型號(hào)：PSA碳分子制氮機(jī)的，氮?dú)猱a(chǎn)氣量Q=1200m3／h，氮?dú)鉂舛?8％。另一種空壓機(jī)型號(hào)： LUl60—10，排氣量Q=20m3／min，布置2臺(tái)。空壓機(jī)與礦井注氮機(jī)聯(lián)合布置， 2臺(tái)DM500Nm3／h，氮?dú)猱a(chǎn)氣量Q=500m3／h，氮?dú)鉂舛?8％；總產(chǎn)氮?dú)饬浚?200 m3／h。2臺(tái)冷干機(jī)，型號(hào)：DS3—060GFC，空氣慮流量：65Nm3／min。（二）注氮工藝系統(tǒng)及設(shè)備制氮設(shè)備工藝流程空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮到規(guī)定壓力后，進(jìn)入制氮機(jī)系統(tǒng)。經(jīng)除油、干燥和除塵進(jìn)入制氮機(jī)由二組吸附器組成的變壓吸附制氮核心，通過(guò)壓力的循環(huán)變化達(dá)到穩(wěn)定連續(xù)制取氮?dú)舛撾x氧氣、二氧化碳和水的目的。整個(gè)過(guò)程氣動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行控制。（1） 輸?shù)芫W(wǎng)供氣系統(tǒng)：空氣→空氣壓縮機(jī)→壓縮空氣→制氮車間→制氮設(shè)備接氣口。（2）輸?shù)到y(tǒng)：制氮車間→制氮設(shè)備→地面管網(wǎng)（采用→大傾角皮帶巷→+858+690皮帶巷→工作面→采空區(qū)。（三）注氮工藝及方法 1．注氮方式及管路設(shè)置 制氮設(shè)備安設(shè)在地面制氮機(jī)房，氮?dú)夤苈凡捎莽?08無(wú)縫鋼管，通過(guò)斜井送入井下，在采空區(qū)深部預(yù)埋管道，在自燃發(fā)火期之前或有發(fā)火預(yù)兆時(shí)，進(jìn)行連續(xù)注氮，使采空區(qū)深部的氧氣含量降到防火 惰化指標(biāo)以下，然后根據(jù)工作面推進(jìn)等情況，對(duì)預(yù)埋管道進(jìn)行拖移。并埋入采空區(qū)。 1）預(yù)防性注氮：即向采空區(qū)隨采隨注，必須嚴(yán)格控制注氮時(shí)間及注氮量。確保采空區(qū)氣體逸出不得造成回采工作面有害氣體超限，達(dá)到防止自燃的目的。 2）滅火注氮： 滅火注氮即封閉注氮。工作面一旦發(fā)生自燃發(fā)火事故，在上下兩巷可對(duì)火區(qū)采用快速密閉進(jìn)行封閉，打開(kāi)閘閥，順風(fēng)向火區(qū)注氮。向采空區(qū)注氮，采空區(qū)內(nèi)空間承受充氮增加氣體體積的能力，應(yīng)由火區(qū)密閉設(shè)置的調(diào)壓管進(jìn)行調(diào)節(jié)。應(yīng)始終使其內(nèi)保持正壓狀態(tài)。2．注氮管理：1）注氮量的多少，主要是依據(jù)采空區(qū)內(nèi)氣體監(jiān)測(cè)成分進(jìn)行決定，它與工作面推進(jìn)速度和煤的自燃發(fā)火期相關(guān)。加強(qiáng)工作面及回風(fēng)巷的氧氣檢測(cè)，除利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)常監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)監(jiān)測(cè)氧氣的濃度。發(fā)現(xiàn)氧氣小于18%時(shí)，應(yīng)立即停止工作，撤出人員，減少注氮量，待風(fēng)流中氧氣大于18%時(shí)，方能恢復(fù)工作。2） 注氮管內(nèi)的氮?dú)饧兌茸钌俨坏玫陀?7%。3） 注意檢查工作面，特別是回風(fēng)流及上隅角中瓦斯涌出情況，發(fā)現(xiàn)由采空區(qū)內(nèi)大量涌出瓦斯，使風(fēng)流超限時(shí)，可適當(dāng)減少注氮量或其它有效措施處理。4） 利用注氮管第一次向采空區(qū)注氮，或停止注氮后再次注氮時(shí)，應(yīng)先排出管內(nèi)空氣，待氮?dú)獬霈F(xiàn)后，再調(diào)整閥門(mén)注入采空區(qū)，避免將空氣注入采空區(qū)。5） 建立健全注氮管理專業(yè)隊(duì)伍和各級(jí)專業(yè)人員的職責(zé)范圍崗位責(zé)任制，加強(qiáng)注氮技術(shù)管理工作，并作好日常檢查、管理，維護(hù)工作。五、氮?dú)夥罍缁饏?shù)計(jì)算及選擇（一）氮?dú)鉂舛炔煌悍N其防止氧化的臨界氧含量不同，一般來(lái)說(shuō)，煤炭的臨界氧含量為57%，該值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，也可用測(cè)定儀器測(cè)定。氮?dú)獾臐舛?，一方面要考慮煤自燃的臨界氧氣含量；另一方面也要考慮采