二氧化碳发生器

1、MKY-1000型二氧化碳发生器的原理及操作安全措施编制：郭彦明一、二氧化碳发生器的抑爆、灭火机理（一） 火区抑爆机理：二氧化碳气体具有良好的抑爆性，其效果好于氮气。其原理是在可爆气体中混入二氧化碳惰性气体，可以阻碍活化中心的形成，当二氧化碳气体浓度达到一定浓度时，它可大量吸收可爆气体初期氧化反应所生成的热量，同时不断扩大氧分子与可燃气体分子接触的阻碍作用，从而使可爆气体显示惰爆性。随着二氧化碳气体浓度的增加，混合可爆气体是下限微有增加，而爆炸上限则迅速减少。当二氧化碳气体与可爆气体混合比例达到一定值时，即二氧化碳气体浓度达到23%，混合可爆气体的爆炸上限与下限重合，可爆气体失去爆炸性。（二）

2、火区灭火机理：二氧化碳气体灭火主要有两种作用：1、窒息灭火：火区内灌注二氧化碳气体后，随着二氧化碳气体浓度升高氧气浓度相应地降低，当氧气小于11.5%时，明火即可扑灭，同时火区因缺氧而窒息达到灭火的目的。在火区内，由于着火点的温度很高，周围气体通过辐射吸热，造成局部气体密度变小，形成气体对流，灌注二氧化碳气体后，因二氧化碳密度大，在对流作用下向着火点流动，使得火区周围二氧化碳气体浓度变大，加快了灭火。2、吸附阻燃：矿井井下空气如氮气、二氧化碳、氧气、沼气（瓦斯）、一氧化碳等气体成分中，燃烧的煤炭对二氧化碳气体的吸附能力最强，优先吸附二氧化碳气体，从而隔断了氧气的供给途径，有效地阻止煤炭继续燃烧

3、，其阻燃效果特别明显。（三）二氧化碳惰气灭火的优点：1、二氧化碳发生器灭火适应于内、外因火灾，即可扑灭由人为或其他事故引起的火灾。又可扑灭由自燃引起的火灾。特别适用扑灭采空区隐藏火灾。以灌浆等灭火方法灭火时，因灌浆恐难以到达火源位置，从而造成灭火失败。二氧化碳惰气灭火就不会存在以上问题。2、二氧化碳发生器灭火无污染性：用二氧化碳发生器灭火也适用于电器设备和精密、昂贵仪器的火灾，灭火后不会对仪器设备造成污染性损失。3、用二氧化碳发生器灭火，适用性很强，它不受灾区现场有无电源的影响（有电源时可以使用搅拌机、上料机，无电源时可以采取人工上料的方法），它在整个反应过程和灭火过程中都是吸热反应，从而加大

4、了灭火效果和安全系数。二、应用前的准备工作 除了能够熟练操作二氧化碳发生器外，在使用前还要收集矿方各种资料，通过分析论证作好个方面的工作，因为用二氧化碳发生器灭火不是单一的措施，还需要其它的辅助措施，如火区外围的堵漏风、漏风方向、地质情况、输气管路的铺设、通风系统的调节等措施，为用二氧化碳发生器灭火创造条件。准备工作的内容：（一）火灾矿井技术资料收集为能够制定出有效的灭火方案，充分发挥二氧化碳发生器灭火的作用，必须对火灾矿井技术资料进行详细的了解，具体包括：1、地质概况：煤的变质程度、煤层厚度、煤层倾角、地质构造等。2、通风瓦斯等情况：通风方式、通风方法、最大负压、排风量、矿井瓦斯等级、瓦斯涌

5、出量等。3、煤层自燃发火情况：煤层自燃发火倾向性、发火期、历史火灾记录、消防供水系统、灌浆系统等。4、图纸：通风系统图、工程图、煤层等高线图、水文地质图等。（二）火区通道分析及火源位置判断只有正确分析火区漏风通道，才能够掌握火区的发展方向、才能有效确定二氧化碳气体的注入点和注入量，并选取有代表性地点采集气样进行分析。火区漏风通道分析方法可参考为：1、 发火条件分析；2、 根据自氧化自热期检测到 的数据分析；3、 火区发展方向分析；4、 地质条件分析；5、 风量测定分析。（三）火区内火灾态势及瓦斯爆炸危险性分析 通过对火区内态势及瓦斯爆炸危险性分析，从而确定使用二氧化碳发生器灭活的必要性和重要性

6、，同时及时确定使用二氧化碳发生器灭火的时间和人、材、物的准备，并在保证安全的前提下合理安排其它灭火工作。其分析方法可参考为：火区回风侧风流中各类气体浓度的连续检测分析、多种检测手段对比分析、瓦斯爆炸三角形分析，确定火灾态势和火区爆炸危险性。二、 操作安全技术措施为了保证在发射二氧化碳工作的安全和顺利进行，需要根据灭火现场的情况和二氧化碳发生器性能制定安全技术措施。（一）抑爆、灭火时二氧化碳气体注入量总和碳酸氢铵、浓硫酸的用量计算；（二）产气量计算（按硫酸完全反应）（三）注入操作前的准备工作；1、加强火区的堵漏工作，从而提高惰化效果；2、按以上计算准备好足够的用料，并将用料和二氧化碳发生器运送到

7、指定地点，并将二氧化碳发生器安装好。3、铺设好由二氧化碳发生器至火区的供气管路，同时分别连接在两台二氧化碳发生器的排气孔上，从而实现两台二氧化碳发生器交替作业并连续供气；4、注气地点要接好水嘴并保证正常供水，以满足二氧化碳发生器正常注水的需要。（四）操作步骤及安全技术措施1、首先用清水检查各接头的密封和接管的通流情况；2、在关闭硫酸流入阀的前提下可由上下容器的填料口，分别按确定的质量填入碳酸氢铵和浓硫酸； 3、填料完毕后，关闭所有阀门，保证不漏液不漏气； 4、当开始注气时，首先打开硫酸流入阀，当压力开始上升到0.3MPa时再打开排气阀，开始向采空区驻入气体； 5、在碳酸氢铵和浓硫酸反应终止后，

8、待压力表的读数下降到0.1MPa时，关闭排气阀，打开排污阀排出废料； 6、两台二氧化碳发生器交替工作，以实现连续供气。在每次交替过程中，必须在确保二氧化碳发生器出气口阀门关闭后，才能打开排污阀门。排污完毕后，立即按上一步骤打开另一台二氧化碳发生器供气； 7、在注气的过程中要有专人在回风侧测定火区内的气体浓度（氧气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳）； 8、为保证产气质量浓硫酸浓度不得低于93%； 9、在注入硫酸时代好防护面具和橡胶手套，防止烧伤皮肤； 10、在操作过程中，严格操作顺序，防止出现不可控的化学反应； 11、二氧化碳发生器安装时，要求必须稳固，上容器距顶板不少于1米，以便装料，且排污口相对略

9、低一些，以便排污； 12、硫酸的流入阀要逐渐打开，不可一次全部打开。在注气过程中，要有专人随时观察罐体的压力，当罐体压力超过0.55MPa时，立即减少硫酸的流入量； 13、安全阀开启压力调定为0.55MPa，万一出现压力超过0.55MPa，而安全阀仍未开启时，必须关闭硫酸流入阀，同时打开排污阀泄压； 14、如果发生安全阀开启或管路爆裂，立即关闭硫酸流入阀，人员撤到安全地点；15、注气人员要按小队编制，装料、开关阀门（包括排污阀）、压力观察、硫酸流入量控制要有明确分工，专人负责，相互配合，并由专人指挥。全部配用氧气呼吸器，并携带全部灭火装备； 16、回风侧气体检测工作由救护队员负责，人员要按小队

10、编制，佩戴呼吸器，并携带全部到火灾装备。在取气样时一律佩戴呼吸器； 17、灌注二氧化碳期间，注气管路及回风区域停止一切其它工作，区域内所有工作由佩戴氧气呼吸器的救护队员负责。四、操作现场劳动组织安排如果能够连续向火区注入气体，灭火效果更好。实现连续注入气体必须有足够的操作人员，现场劳动组织安排如下表：序号操作项目人数职责备注1充填硫酸2人/组专人负责硫酸的充填，最后关闭料口开关。两人要相互配合，并且要带好防护面具和橡胶手套。2充填碳酸氢铵3人/组专人负责碳酸氢铵的充填和注水，最后关闭料口开关。在填料完成后，用水将碳酸氢铵溶解，并使溶液到规定位置。3开关控制2人/组专人负责硫酸下流开关和排气开关

11、的控制。硫酸开关要缓慢打开，并时刻注意压力表的变化，保证不超过极限值。4指挥1人/组指定填料的时间顺序和两罐交替注气的时间。5运料4人/组将硫酸、碳酸氢铵等物料运到注气地点。材料库应至少备足不少于两班的用料。6管路维护1人/组保证注气管路不漏气。发现漏气现象立即停止注气。7监护1人/组监护操作现场有害气体到变化和其它异常情况。注意在向火区注气期间，火区内的气体是否有外泄的现象。合计14人五、注入二氧化碳后的效果分析 为了了解注入二氧化碳后的抑爆、灭火效果，需要定期在适当地点采集火区内地气体，然后用色谱仪分析，通过分析确定火区内混合气体是否具有爆炸性，（最好再提取数据用其它电脑的Excel制作各种气体的变化趋势图，分析注入二氧化碳后的效果）。通过以上分析指导救援工作，确定下一步的救援方案。六、在运输和安装时的注意事项1、由于二氧化碳发生器体积较大、较重，需要使用吊车或叉车时，要注意观察起吊位置，不要损坏装备。在运输过程中要进行必要的固定。2、在井下安装时，安装地点要选择顶板牢固、无淋水、通风良好、供水充足、断面较大的空间进行安装。3、在安装时