综采放顶煤注氮防火

综采放顶煤注氮防火综采放顶煤注氮防火 0 引言引言 目前国内综采放顶煤工艺存在一个关键性的问题 即工作 面和采空区的防火问题 根据国外经验 采用向采空区注氮气 的方法是综采放顶煤工作面防火的主要技术措施之一 下面笔 者结合如何向综采工作面采空区注氮防火谈点经验 以供行探 讨 1 综采放顶煤防火的特点综采放顶煤防火的特点 1 1 采空区上部一旦发火难以接近不易处理 并且可随放 顶煤向下滑落而蔓延 1 2 采空区的 两道 自燃发火隐患突出 综采放顶煤残留在 采空区内的浮煤多 特别是靠 两道 侧及两放煤口间的三角煤 丢失严重 丢煤也相对集中 1 3 煤层开采厚度大 煤层生产能力高 又增加了放顶工 序 工作面推进速度缓慢 采空区浮煤与空气接触时间长 易 于氧化积热自燃 1 4 随着采高增加 采空区空间增大 顶板冒后堆积厚度 高 且顶 底板丢煤 采用常规的灌浆方法难以处理 1 5 瓦斯释放强度有所增加 综采放顶煤由于上方煤体被 整体破坏 瓦斯释放强度增大 并且瓦斯将伴随煤流由支架上 方漏向工作面 通风效果不如普通综采 2 采空区注氮防火的机理和作用采空区注氮防火的机理和作用 2 1 消除瓦斯爆炸危险 2 2 温度较低的氮气流入采空区 能对周围围岩和氧化发 热的煤炭起到吸热和降低温度的作用 2 3 使采空区呈现正压状态 致使新鲜空气难以流入采空 区内 2 4 采空区空气中氧含量减少 氮气含量增加 形成窒息 性气体 达到阻止煤炭自燃的作用 3 工作面概况工作面概况 ii863 工作面位于 ii86 采区二阶段 上邻尚未开采的 ii861 工作面 下邻 ii865 工作面采空区 南以东大巷煤柱为界 北邻 ii861 回风联巷 工作面走向长 692 米 倾斜宽 123 米 倾角 130 煤层厚度平均 8 5 米 自然发火期为 1 3 个月左右 工作 面采用综采放顶煤回采 4 注氮系统设计注氮系统设计 4 1 注氮管路布置在 ii86 运输上山上口新鲜风流中安装移 动式制氮机 取其氮源 将其生产出的氮气经敷设的管路直接 输送到采空区 敷设路线 ii86 运输上山 ii863 集中巷 ii863 机巷 见上附图 4 2 注氮量的确定 如果采用吨煤耗氮量计算 按采空区注氮后氧含量降到 5 0 以 下 ii863 这个工作面设计年生产能力为 120 万吨 月产 10 万 吨 日产 3300 吨计算 qh 1 式中 qh 日耗氮量 m3 d r 煤的密度 t m3 n1 管路输氮效率 60 n2 工作面输氮效率 50 a ii863 工作面年生产能力 t m1 氧的含量 21 m2 氮的含量 5 t 每年工作日 300d 则 qh 1 32820 m3 d 按日产 3300t 计算 吨煤耗氮量为 qd 9 9 m3 t 4 3 实践中如何选择制氮设备 根据吨煤耗氮量的计算 选择煤炭科学研究总院抚顺分院 制造的型号为 md 600 井下移动式膜分离制氮机 该制氮机日 产氮气 33000m3 按 20h 计算 氮气纯度达 99 18 出口压力 为 0 1 0 4mpa 即能够满足矿井注氮气的需要 氮气纯度也符 合注氮的要求 4 4 注氮管网系统 注氮干管选用 4 寸铁皮管 支管选用 2 寸铁皮管 4 4 1 工作面管路的布置 ii863 工作面机巷内共布置两条 巷道 第一趟布置到工作面下隅角处 第二趟管路滞后 20m 4 4 2 注氮工艺 当工作面推进 20m 后 将第一根注氮管 埋入采空区 这时第一根注氮管开始向采空区注氮气 当工作 面推进 40m 后 将第二根注氮管埋入采空区 这时将第一根注 氮管掐断 做为第三根注氮管 将第二根注氮管的阀门打开向 采空区注氮 这样依此类推 5 效果分析效果分析 ii863 工作面遇断层 停产检修及推进速度缓慢期间 上隅 角 co 有明显上升趋势 超过 煤矿安全规程 规定的 24m 通过预埋的注氮管路向采空区连续注氮 可将 co 浓度逐渐稳 定在 5m 以下 消除发火隐患 确保了 ii863 工作面的安全生产 6 几点建议几点建议 6 1 加强采空区内气体和温度监测检查 6 2 在满足人员呼吸和清除有害气体等规定以及与注氮量 相匹配后应考虑选择其较小的通风量 以减少采空区内氧化