氮氣防滅火概況:
氮氣防滅火現(xiàn)已有地面固定式、地面移動式和井下移動式變壓吸附制氮裝
置和膜分離制氮裝置,為我國煤礦安全生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。
2原則:
1)對于自燃發(fā)火頻繁,且火災(zāi)范圍大的礦井,可根據(jù)地表與火區(qū)的距離遠近采取地面固定式制氮裝置,管道或者直接從地表打鉆輸送氮氣的
工藝系統(tǒng);
2)對于礦區(qū)范圍大,火災(zāi)頻繁,地表與井下工作面距離近的礦井,可采
取地面移動式制氮裝置,管道輸送氮氣的工藝系統(tǒng);
3)對于井田范圍大,風(fēng)井多,井口距離火區(qū)較遠,且火區(qū)多而分散,輸 氮管路長的礦井,可采取井下移動式制氮裝置的工藝系統(tǒng)。
3注氮工藝:
1)注氮系統(tǒng):地面固定式和地面移動式制氮設(shè)備生產(chǎn)的氮氣,經(jīng)井上下輸?shù)苈匪瓦_采空區(qū)或火區(qū)。該系統(tǒng)優(yōu)點:制氮設(shè)備產(chǎn)氮能力大,滅火速度快。缺點:需專門鋪設(shè)一趟輸?shù)苈贰>乱苿邮街频O(shè)備安置于距需要防火或滅火區(qū)域的就近處,經(jīng)供電、供水、管路連接,便可開機生產(chǎn)氮氣,經(jīng)輸?shù)軐⒌獨馑瓦_防滅火區(qū)內(nèi)。
該系統(tǒng)優(yōu)點:不需鋪設(shè)專用輸?shù)苈贰H秉c:制氮設(shè)備產(chǎn)氮能力較小。
2)注氮工藝根據(jù)礦井具體情況,可選擇適當?shù)淖⒌に嚕?/span>
A埋管注氮――在工作面進風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)埋設(shè)一趟注氮管路。當埋入一定深度后開始注氮,同時埋入第二趟注氮管路(注氮管口的移動步距通過考察確定。)當?shù)诙俗⒌芸诼袢氩煽諈^(qū)氧化帶與冷卻帶的交界部位時向采空區(qū)注氮,同時停止第一趟管路注氮,并又重新埋設(shè)注氮管路,如此循環(huán),直至工作面采完為止。
B 拖管注氮――在工作面進風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)埋設(shè)一定長度(其值由考察確定)的厚型鋼管作為注氮管,它的移動主要利用工作面的液壓支架,或工作面輸送機頭、機尾,或工作面回風(fēng)巷的回柱絞車牽引。注氮管路隨工作面的推進而移動,使其始終埋入采空區(qū)內(nèi)的一定深度,
C 鉆孔注氮――在地面向井下火災(zāi)或火災(zāi)隱患區(qū)域打鉆孔,通過鉆孔套管(全套管)將氮氣注入防滅火區(qū)。利用工作面消火道,或與工作面相鄰的巷道,向采空區(qū)或火災(zāi)隱患區(qū)域打鉆孔注氮。
D 插管注氮――工作面開切眼或停采線,或巷道高冒頂火災(zāi),可采用向火源點直接插管的注氮方式進行注氮。
E密閉注氮――利用密閉墻上預(yù)留的注氮管向火災(zāi)或火災(zāi)隱患區(qū)域?qū)嵤┳⒌?/span>
F 旁路式注氮――利用采用改進風(fēng)巷的工作面,可利用與工作面平行的巷道,在其內(nèi)向煤柱打鉆孔,將氮氣注入采空區(qū)。
3)注氮方式與防滅火方法注氮方式:分為開放式和封閉式注氮。在不影響工作面的正常生產(chǎn)和人身安全時,可采用開放式注氮。火災(zāi)及其隱患影響工作面的正常生產(chǎn),或突然性外因火災(zāi),或瓦斯積聚區(qū)域達到爆炸界限時,可采用封閉式注氮。注氮防滅火方法:
A連續(xù)式注氮――工作面開采初期和停采撤架期間,或因地質(zhì)原因,或因
機電設(shè)備原因造成工作面推移緩慢,宜采用連續(xù)式注氮。
B 間歇式注氮――工作面正常回采期間,可采用間歇式注氮。
C注氮地點――應(yīng)盡可能選在進風(fēng)側(cè),或靠近火源。工作面注氮防火,注氮管口應(yīng)處于采空區(qū)氧化帶內(nèi)。
D注氮抑制瓦斯爆炸――注氮惰化瓦斯積聚區(qū)域,或撲滅瓦斯積聚區(qū)的火災(zāi),密閉墻必須建防爆墻,同時密閉墻的構(gòu)筑順序嚴格按照要求執(zhí)行。注氮同時,應(yīng)分析災(zāi)區(qū)氣體成分的變化,并用空氣-甲烷混合物的爆炸三角形進行失爆性的判定。
4)堵漏措施建議采用煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的以鋁酸鈉為促凝劑的凝膠和粉煤灰凝膠,設(shè)備選用KBJ系列。4注氮氣體監(jiān)測為便于采空區(qū)取氣體分析,在鋪設(shè)注氮管的同時,采空區(qū)應(yīng)同時預(yù)埋束管監(jiān)測探頭,其數(shù)量視取氣樣點數(shù)而定。在注氮管或支管分叉處必須設(shè)置觀測點(測定流量、壓力、濃度及溫度)。為了考察注氮的流向及分布,可借助施放SP6示蹤氣體加以檢測。
5注氮防滅火效果考察:為保證注氮防滅火的有效性,必須對注氮的區(qū)域采取局部均壓或區(qū)域性均壓,并采取嚴格的堵漏措施以及有效的火災(zāi)監(jiān)測,使防滅火區(qū)的漏風(fēng)量降到最低限度。注氮防滅火期間,應(yīng)對其效果進行考察,其內(nèi)容包括:工作面采空區(qū)注氮防火,注氮后采空區(qū)“三帶”變化;注氮量、注氮擴散半徑、注氮口的移動步距等參數(shù);采空區(qū)煤自燃發(fā)火指標。
參數(shù)計算
1.注氮防滅火惰化指標
1)注氮防火惰化,即注氮后采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度不得大于7%;
2)注氮滅火惰化,即火災(zāi)區(qū)內(nèi)氧氣濃度不大于3%;
3)注氮抑制瓦斯爆炸,其采空區(qū)氧氣濃度指標小于12%。
2.注氮量確定注氮量主要根據(jù)防滅火區(qū)的空間大小及自燃程度確定。目前還沒有統(tǒng)一的計算公式。可以按綜放面(綜采面)的產(chǎn)量、噸煤注氮量、瓦斯量、
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