龙东煤矿注氮方案及安全技术措施 - 图文

1、龙东煤矿注氮方案及安全技术措施 - 图文 7163采空区注氮方案及安全技术措施 龙东煤矿通风科 2015.12 7163采空区注氮方案及安全技术措施 一、氮气防灭火设计方案 （一）概况： 现我矿开采的7163轻放面所属7#煤层属于容易自燃煤层，该面为大倾角坚硬顶板，推进度受限，放煤管理困难，又因该面大部为俯采段，传统的注浆防灭火方式效果不佳，采空区存在自燃发火的隐患，我矿采取开放式注氮的防灭火方案进行治理。 （二）氮气性质及防灭火原理 氮气在空气中约占78，是一种无色、无臭、无毒的气体，与同体积的空气重量比为0.97，比空气稍轻。在标准大气压和绝对温度为273k时，气体的真空密度为1.25g/

2、l。空气中的氮气在常温下通过空气分离设备，即能分离出氮气。 氮气是不燃烧气体，也不助燃，溶水极微，性质稳定，不易与其它化学元素化合，无腐蚀作用，属于惰性气体。由于氮的密度接近于空气的密度，因此，气体在采空区内能均匀地扩散，且不易被煤和岩石吸附。 氮气用于煤矿防灭火，主要有以下作用： (1)窒息作用 在防灭火区域内注入氮气后，使该区域内气体氧的含量降低，增加了气体惰性化阻止了煤炭氧化。对于火区，则因氧的含量不足而熄灭。对于防火区域，则缩小了氧化带，扩大了窒熄带，有利地抑制了煤的氧化自燃。 (2)抑爆作用 由于这种气体遇高温(火区)其成分不变，与可燃物质及可燃气体不产生化学反应，所以，注入氮气后冲

3、淡了可燃气体与氧的含量，使其形成 惰化气，从而使混合气体失去可爆性。 采用氮气防灭火不仅效果好，而且也较经济，具体有以下优点： (1)氮气是制氧过程中的另一产品，也可从空气中专门提取，因此方便，可供量大，单位产气成本比液态二氧化碳低。 (2)注氮后，氮气可以充满任何形状的有限燃烧空间和预防自燃空间，便于对煤矿采空区深部、高冒之处以及人们难以接近的地点进行防灭火。 (3)使火区气体惰性化，防止瓦斯和煤尘爆炸。 (4)注氮防灭火不损坏和不污染机械设备及井下设施，灭火后恢复工作量少且容易。 氮气灭火的缺点是：氮气在采空区停滞时间短，在矿井负压作用下易散失。 （三）氮气防灭火工艺 1、我矿氮气防灭火的

4、氮气源由厂家直供，运送至西风井的液氮通过edm1000防灭火装置转换成气态氮气，经已铺设好的原注浆管路将纯度97%以上氮气注入到7163工作面采空区达到防灭火的目的。 2、具体方案为：在7163材料道进风隅角处向工作面采空区敷设三趟管路，分别伸进采空区30m、60m、90m左右，在主管路与所敷设的三趟管路接头处设置三通进行控制，注氮严格按照操作规程执行。综采二队要注意保护好注氮管路，严禁注氮管路被撞开、压扁，影响埋管质量。 （四）注氮气可靠性计算： 1、注氮设备主要技术指标 edm1000防灭火装置 液化能力500nm3/h/台 出口压力0.8mpa 流量1t/h 氮气纯度97% 2、输氮系统 液态氮气槽车转换器缓冲罐西风井注浆管路入口矿井总回风巷矿井西总回风巷西一回风巷西一轨道下山西一二甩道7163材料道7163进风隅角7163采空区 注氮管路能否满足输氮气要求通过下式计算： p1p20.0056（qmax/1000）*l 式中：p1-管道始端的绝对压力mpa p2-管道末端的绝对压力mpa qmax-最大输氮量m3/h l-管路当量长度 km l计算式为： l=?(do/di)5(?i/?o)li 式中：do-基准管径（do