氮氣在綜合機械化采煤中防火的原理及優(yōu)點(diǎn)
氮氣防滅火的原理,從總體上講就是充分利用氮氣的性質(zhì),把氮氣注入到采空區或火區(采空區或火區經(jīng)密閉后就好比一個(gè)容器),使采空區或火區中的氧含量降低,溫度下降,從而起到防滅火的作用。
1. 在一個(gè)采空區(或火區),注入一定量氮氣,使采空區空氣中氧含量減少,形成窒息性氣體,達到阻止煤炭氧化自燃的目的。
2. 火區一旦形成,必然會(huì )積存大量高濃度的、有很大危險的瓦斯。注入氮氣后,火區內逐漸形成于周?chē)髿鈮旱恼龎?,防止漏水進(jìn)氧,從而起到防火和防爆的作用。
3. 氮氣注入井下后,使采區(或火區)被封閉,呈正壓狀態(tài),使新鮮空氣難以注入采空區(或火區)。
4. 溫度較低的氮氣注入采空區(或火區),能對周?chē)鷰r層和氧化發(fā)熱的煤炭起到吸熱和降溫的作用。
5. 由于氮氣含量增高,可防止瓦斯爆炸。如當空氣中氮氣含量達90%時(shí),即使瓦斯含量10%因氧不足,也不會(huì )發(fā)生爆炸,從而起到抑爆作用。
6. 氮氣源可靠方便,可在制取氮氣的同時(shí)獲得富氧,達到綜合利用,從而降低成本。
7. 氮氣撲滅火災速度快、時(shí)間短、火區不污染、設備撤出快、恢復生產(chǎn)快。
8. 氮氣擴散性好,比水、泥漿、砂滲透性強,滅火效果好。
9. 氮氣滅火節省管材、木材。管路鋪設所需技術(shù)標準低、危險程度下降、勞動(dòng)力支出少。
盡管氮氣防火技術(shù)應用在放頂煤綜采工作面,不能全面代替傳統的防火措施。但在國外已有許多實(shí)踐證明,d特別是對一些采用常規防火措施難以取得成效的采煤方法,其防火作用和效果是很明顯的。
礦井注氮的要求:
1. 在循環(huán)機械扒進(jìn)速度0.6-1m/日平均、放頂步距1m/次,采用連續注氮方式,采空區注氮氣量一般以200-250立方米/小時(shí)為宜。因為此時(shí)氮氣能穩定地在采區(或火區)而且對采空間的氣體影響小,能最大地發(fā)揮作用,既經(jīng)濟又合理(特殊情況下根據采空區自然情況確定注氮氣量)。這樣,就能保證基本上不發(fā)生火災。
2. 在采區(或火區)需注氮的情況下,首先需加強對采空區的封堵,以封閉采空區(或火區),防止或減少漏風(fēng),降低采空區(或火區)的氧含量。如不封堵,氮氣就會(huì )迅速流失,使防滅火效果降低。所以說(shuō),封堵是氮氣防滅火的關(guān)鍵,先打好封堵,防滅火就有成功的把握。
3. 正常生產(chǎn)中,應連續向采空區注氮,以防采空區氧含量增高和一氧化碳增高。當采空區氧含量超過(guò)10%,一氧化碳超過(guò)50ppm時(shí),應加大向采空區注氮,以防瓦斯爆炸和火災發(fā)生。
4. 有關(guān)資料證明,注入井下的氧氣濃度不需太高,一般95%-97%濃度的氧氣注入采空區(或火區),就完全能夠起到防滅火的作用。
5. 在開(kāi)始向采空區(或火區)注氮時(shí),絕不允許把管道中的空氣送到火區。因此,事先要用氮氣沖吹掃整個(gè)管道,同時(shí)要用氧氣測定儀器,測定管道中的氧含量。