氮氣防滅火概況:
氮氣防滅火現有地面固定式、地面移動式、地下移動式變壓吸附制氮裝置。
設備和膜分離制氮裝置在我國煤礦安全生產中發揮了重要作用。
2原則:
1)對于自燃火災頻繁、火災范圍大的礦井,可根據地表與火區的距離采用固定地面制氮裝置,管道可直接從地表鉆孔輸送氮氣。
工藝系統;
2)對礦區范圍大、火災頻繁、地表與地下工作面距離較近的礦井,可采礦。
采用地面移動式制氮裝置,管道輸送氮氣的工藝系統;
3)對于井田范圍大、風井多、井口遠離火區、火區多、分散、輸氮管道長的礦井,可采用井下移動式制氮裝置工藝體系。
3注氮工藝:
1)注氮系統:地面固定式和地面移動式制氮設備生產的氮氣通過地面上下輸氮管道送達采空區或火區。該系統優點:制氮設備產氮能力大,滅火速度快。缺點:需要專門鋪設一條輸氮管道。地下移動式制氮設備放置在靠近需要防火或滅火區域的地方。氮氣可通過供電、供水和管道連接開始生產,氮氣可通過輸氮管送至防火區。
系統優點:無需鋪設專用輸氮管道。缺點:制氮設備產氮能力小。
2)根據礦井的具體情況,可選擇適當的注氮工藝:
A埋管注氮——沿工作面進氣側采空區埋設一條注氮管道。埋入一定深度后,開始注氮,同時埋入第二條注氮管道(通過調查確定注氮管口的移動步距)。第二次注氮管口埋入采空區氧化帶與冷卻帶交界處時,向采空區注氮,停止第一次注氮,重新埋設注氮管道,直至工作面完成。
B拖管注氮——在工作面進氣側沿采空區埋設一定長度(其值由調查確定)的厚鋼管作為注氮管,主要由工作面液壓支架或工作面輸送機頭、機尾或工作面回風巷的回柱絞車牽引。注氮管道隨著工作面的推進而移動,使其始終埋入采空區一定深度。
C鉆注氮——在地面向地下火災或火災隱患區隱患區域,通過鉆孔套管(全套管)將氮氣注入防火區域。利用工作面消火道或與工作面相鄰的巷道,在采空區或火災隱患區鉆孔注氮。
D插管注氮——工作面開切眼或停采線,或巷道頂部火災,可直接向火源點插管注氮。
E密閉注氮——利用密閉墻上預留的注氮管向火災或火災隱患區域注氮。
F旁路式注氮——利用改進風道的工作面,可利用與工作面平行的巷道在內向煤柱鉆孔,將氮氣注入采空區。
3)注氮方法和防火方法:分為開放式和封閉式。當不影響工作面的正常生產和人身安全時,可采用開放式注氮。當火災及其隱患影響工作面的正常生產,或突然外部火災,或氣體積聚區達到爆炸邊界時,可采用封閉式注氮。注氮防火方法:
A連續注氮——在工作面開采初期和停采撤架期間,或因地質原因,或因。
機電設備工作面移動緩慢,應采用連續注氮。
B間歇注氮——工作面正常回收期間,可采用間歇注氮。
C注氮地點——盡量選擇進氣側或靠近火源。工作面注氮防火,注氮管口應位于采空區氧化帶內。
D注氮抑制瓦斯爆炸——注氮惰化瓦斯積聚區或撲滅瓦斯積聚區火災,密閉墻必須建防爆墻,密閉墻施工順序嚴格按要求執行。同時,分析災區氣體成分的變化,確定空氣甲烷混合物的爆炸三角形。
4)堵漏措施建議采用煤炭科學研究院重慶分院以鋁酸鈉為促凝劑的凝膠和粉煤灰凝膠,設備采用KBJ系列。4注氮氣體監測是為了方便采空區的氣體分析。在鋪設注氮管的同時,采空區應同時預埋束管監測探頭,其數量取決于取氣樣點數。觀測點必須設置在注氮管或支管分叉處(測量流量、壓力、濃度和溫度)。為了檢查注氮的流向和分布,可以通過施放SP6示蹤氣體來檢測。
5.注氮防火效果調查:為保證注氮防火的有效性,必須對注氮區域采取局部或區域平均壓力,并采取嚴格的堵漏措施和有效的火災監測,盡量減少防火區域的漏風量。注氮防火期間,應調查其效果,包括:工作面采空區注氮防火,注氮后采空區三帶變化;注氮量、注氮擴散半徑、注氮口移動步距等參數;采空區煤炭自燃火災指標。
參數計算
1.注氮防火惰化指標。
1)注氮防火惰化,即注氮后采空區氧氣濃度不得超過7%;
2)注氮滅火惰化,即火災區氧氣濃度不超過3%;
3)注氮抑制瓦斯爆炸,采空區氧濃度指標小于12%。
2.注氮量的確定主要根據滅火區的空間大小和自燃程度來確定。目前還沒有統一的計算公式。根據綜合表面(綜合表面)產量、噸煤注氮量、瓦斯量,
計算氧化帶內氧濃度。
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