注氮安全技术措施(修改).doc

18101采空区预防性注氮安全技术措施一、工作面简介 18101综放工作面为本矿的首采工作面，采用“两进两回单切眼”布置方式，煤层平均厚度7.75m，倾角49，工作面沿煤层倾斜布置，走向推进，沿4#煤底板回采，采高一般控制在3.5100mm，循环进度及放煤步距都为800mm，采放比为1：1.214。采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法，全部垮落法管理顶板。18101工作面6月下旬开始试生产，7月18日停止回采，累计回采进尺48米。矿井4号煤层为自燃煤层，最短发火期64天，为防止停采期间18101工作面采空区遗煤氧化自燃，需对采空区采取预防性注氮措施，为确保注氮期间安全，并达到预期效果，根据矿井防灭火专项设计结合矿井实际，特编制本措施。工作面回采情况和注氮管路铺设位置见附图。二、成立注氮领导组组 长：李 录成 员：裴 建、徐利华、李致周、穆 成、张学斌杨于林 成员单位：一通三防部、调度室、机电部、安全监察部、综采队、机运队 职责分工：一通三防部分三个工作组：第一组：负责注氮期间进风侧和工作面气体检查工作（包括采样）；第二组：负责注氮期间上隅角、24号横贯密闭处、回风流气体检查工作（包括采样）；第三组：负责注氮过程束管监测和气样分析。机运队：负责注氮机的开关及安全操作，并根据一通三防部要求调整注氮流量，负责注氮管路的巡查，保证管路无漏气现象。负责注氮期间矿井上下通讯及联络系统畅通。机电部：协调中煤五建向采空区延伸注氮管路。综采队：负责工作面上下隅角挡风帘的吊挂以及工作面人员的撤离和警戒。调度室：负责注氮相关工作的上传下达。安监部：负责监督注氮工作全过程，监督检查撤人、警戒等工作。三、注氮前的准备工作1、机运队检查注氮机、压风机等设备，保证设备正常运转。检查注氮管路的完好情况，确保注氮期间严密不漏气。2、机运队对井上下通讯系统进行检查，在注氮车间安装一部能和调度、井下相通的电话。检查监测监控系统运行状况。3、综采队确保工作面上下隅角挡风帘吊挂到位。4、由于目前注氮管出口伸入采空区较短，氮气不能影响采空区深部，所以机电部协调中煤五建将目前的管路往里延伸10米左右（为了操作方便，加工一个273mm变108mm的变径，用108的钢丝软管往采空区伸）。5、一通三防部调试好束管监测系统和色谱分析系统，检查好上隅角一氧化碳和甲烷传感器工作状态，提前准备好打气筒、比长管、氧气测定仪、便携、5米手杖等工具。四、注氮参数1、注氮系统采用地面固定式制氮系统，制氮机型号DTG-1500/6.5，共3台，每台最大制氮能力1500m3/h，制氮管路为273mm6无缝钢管铺设。2、注氮防灭火惰化指标注氮防灭火惰化指标氧气浓度不得大于7%，注入氮气浓度不小于97%。3、注氮量计算按下式计算注氮流量。式中：QN注氮流量，m3/h；Q0采空区氧化带内漏风量，m3/min；根据矿井防灭火专项设计取为25m3/min；C1采空区氧化带内平均氧浓度，目前国内应用较普遍的是将采空区内氧气浓度在7%18%之间的区域视为氧化带，一般可选为13%； C2采空区惰化防火指标，根据矿井防灭火专项设计取7%；CN注入氮气中的氮气浓度，取98%；K备用系数，一般取1.21.5，现取1.2。通过上述计算，综放工作面的防火注氮流量最少为2160m3/h。根据国内外注氮灭火经验，原则上最初的注氮强度要大，然后逐渐降低注氮强度。4、输氮线路及压力计算1）输氮线路压风制氮车间主斜井井筒主斜井联络巷辅运大巷胶带大巷检修联络巷胶带大巷胶带顺槽工作面。2）输送压力计算输氮主管路采用采用2736mm无缝钢管铺设，长度约为4200m。输氮管路的直径应能满足最大输氮流量和压力的要求，其供氮压力： 式中：P2管路末端的绝对压力，0.2Mpa；Qmax最大输氮流量，按3000m3/h计；D0基准管径，273mm；Di实际输氮管径，273mm；Li相同直径管径的长度，km；0基准管径的阻力损失系数，0.023；i实际输氮管径的阻力损失系数。表1 不同管径的阻力损失系数管径Di，mm7080100150200250300400阻力系数i0.0320.0310.0290.0260.0240.0230.0220.020上述计算说明：管口末端压力为0.2Mpa的情况下，制氮设备的供氮压力需0.5017Mpa。5、注氮工艺和时间本次注氮为回采工作面首次注氮，利用已经埋设好的注氮管路对采空区进行连续注氮。通过向采空区内注入大量高浓度的氮气后，氧气浓度相对减小，氮气部分地替代氧气而进入到煤体裂隙表面，使煤体对氧气的吸附量便降低，在很大程度上抑制或减缓遗煤的氧化速度。从2014年 月 日开始，每天早班进行注氮，直至工作面正常回采。6、注氮效果评估注氮期间，利用地面束管监测系统连续不断的对采空区进行气体采集分析，利用色谱分析系统进行定期采样分析，当采空区氧气浓度低于7%时方可停止注氮。五、注氮过程1、注氮前（1）机电部协调中煤五建提前加工变径，并在指定位置（见附图）将管路换为108钢丝软管（273mm变108mm），提前三天将管路延伸至采空区（后溜向里15米左右）。（2）机运队提前一天对管路进行打压，并安排专人巡查管路气密性，发现问题向公司调度汇报并立即处理。提前一天检查井下工作面、地面压风制氮车间和调度室之间的通信是否正常、工作面（包括上隅角和回风流）甲烷传感器、一氧化碳传感器工作是否正常。（3）一通三防部提前一天检查束管监测系统的有效性，并调试好色谱分析仪器。提前一天准备好光瓦（10%4台、100%2台）、瓦斯检查手杖（5米2根、3米4根）、多功能氧气便携仪4台、50ml和100ml比长管各1盒、50ml打气筒4个，并将以上物品作为注氮期间专用工具，统一存放在副斜井库房，比长管根据使用量及时补充。（4）井下注氮人员到位后第一组和第二组在指定位置（见附图）分别吊挂一台多功能氧气便携仪。（5）综采队当班人员入井后将工作面和回风流中人员全部撤出，并设立警戒（见附图）。（6）工程公司前一班下班时将钻机、水泵开关打到零位并闭锁。2、注氮中（1）井下注氮人员和地面制氮人员准备到位后向公司调度室汇报，调度室通知制氮司机 开机制氮、送氮。（2）注氮初期先对管路进行排空，第一组人员测量管路中氧气低于3%时方可向采空区内注氮，并向公司调度室汇报。（3）制氮司机 接到调度室通知后，通过控制空气进气阀和氮气产气阀使氮气纯度达到实际需要水平，并根据用气压力和用气量调节调压阀和流量计,操作完成后汇报调度室。（4）调度室通知井下现场负责人 流量、压力情况，由现场负责人安排人员测量气体。第一组指定专人连续检查氧气便携仪附近的氧气浓度，指定两名瓦检员每半小时检查一次下隅角和工作面瓦斯、氧气、一氧化碳浓度（0、1、2、3号测点）；第二组指定两名瓦检员每半小时检查一次上隅角、回风流以及2#回风顺槽密闭内外瓦斯、氧气、一氧化碳等气体浓度（4、5、6、7号测点）。（5）调度室同时通知地面束管监测员 对井下各测点进行连续观察测定，发现某种气体有上升或下降趋势时及时汇报调度室。（6）每次气体检查情况要及时向公司调度室汇报。（7）每天14：00左右对2号回风顺槽密闭内（7号测点）气体取样一次，升井后进行色谱分析。（8）每天注氮时间为早班10：00-15：00，初期注氮量按计算值操作，后期可根据注氮指标气体浓度情况逐步减少。 3、注氮后每天注氮结束后，两组瓦检员观察各自区域内的瓦斯、氧气、一氧化碳情况半小时，并向调度室汇报，无异常后方可升井。束管监测24小时不间断。六、安全技术措施与管理1、注氮设备操作安全注意事项（1）注氮前必须认真检查各项准备工作，确保制氮机、注氮管路及其附属安全装置完好，检查各阀门开闭状况是否符合要求。（2）调试人员调节好的阀门不要随意转动，以免影响纯度。（3）不要随意动制氮机电控制柜内的电气件。（4）操作人员定时查看设备上压力表，并对压力变化作一个日常记录，以备设备故障分析。（5）操作人员做好制氮机及其附属设施运行记录。2、注氮安全注意事项（1）定期对氮气出口安全阀进行可靠性检查。（2）注氮过程中，工作场所（上下隅角、工作面、回风流）的氧气浓度不得低于18.5，否则应立即停止作业撤出人员，同时降低注氮流量或停止注氮。（3）为保证采空区氮气不泄露或少泄漏，在上下隅角分别吊挂一组挡风帘。（4）为了安全，初次注氮时工作面、回风流停止作业，撤出所有人员。（5）井下注氮作业场所瓦检员要携带多功能气体检测仪，随时检查作业场所氧气、一氧化碳、瓦斯等，发现氧气低于18%或其他气体超过规程规定时，立即通知注氮工停止注氮，同时将人员撤至新鲜风流中，发现有工作人员呼吸急促等缺氧征兆时，立即撤至新鲜风流安全地点。（6）地面束管监测系统操作人员随时观察、分析采空区、上隅角气体成分，监测采空区内氧气浓度是否控制在3%-7%，以便验证注氮效果。（7）注氮过程中，如发生主扇停风，瓦检员以及注氮有关人员立即撤至进风巷，并向公司调度室汇报，调度室指挥停止注氮。（8）注意检查工作面及回风顺槽风流中的瓦斯涌出情况，若发现采空区大量涌出瓦斯，风流瓦斯超限时，可适当降低注氮强度。（9）瓦检员检查瓦斯时必须两人作业，并距离保持在5米左右，靠前的一人随身佩戴氧气多功能便携仪。（10）注氮结束后，束管继续监测工作面、上隅角以及回风流汇总各种气体浓度，井下瓦检员用球胆、抽气筒抽取2#回风顺槽和辅运顺槽闭墙内气体送至地面通风实验室进行分析，检验注氮效果。（11）由综采队负责注氮期间的警戒工作，在辅运顺槽和主斜井联络巷口各设置一名警戒人员，注氮期间严禁无关人员进入注氮区域。（12）本措施中注氮量和注氮压力为理论计算值，可能和实际有所出入，注氮过程中根据实际情况随时调整。（13）所有参与注氮的相关人员，必须由各部门（队）组织学