停采注氮安全技术措施培训

停采注氮安全技术措施培训CONTENTS目录01注氮防灭火技术概述02注氮系统设计与参数要求03注氮前准备工作04注氮操作规范CONTENTS目录05安全监测与防控措施06应急处置与避险措施07设备维护与管理08注氮效果评估与案例分析01注氮防灭火技术概述氮气的性质与防灭火原理氮气的物理化学性质氮气是一种无色、无味、无毒的惰性气体，不助燃也不能供人呼吸，密度略小于空气，化学性质稳定，不易与其他物质发生反应。注氮防灭火的核心原理向采空区或火区注入氮气，可惰化区域环境，降低氧气浓度，阻止煤炭氧化自燃；提高区域相对压力，防止新鲜风流漏入；降低瓦斯浓度，抑制瓦斯燃爆风险。关键惰化指标要求注入氮气浓度不应小于97%。防火惰化氧浓度不大于7%，灭火惰化氧浓度不大于3%，抑制瓦斯爆炸氧浓度应小于12%。注氮技术的核心作用

惰化采空区，抑制煤炭自燃向采空区注入氮气，可降低氧气浓度至煤自燃临界氧浓度以下（防火惰化指标氧浓度不大于7%，灭火惰化指标氧浓度不大于3%），阻止煤炭氧化自燃。

提高采空区压力，防止风流漏入注入氮气使采空区呈正压状态，减少新鲜风流漏入，切断煤炭氧化所需氧气供给，降低自燃风险。

降低瓦斯爆炸风险通过降低采空区氧气浓度（抑制瓦斯爆炸氧浓度应小于12%），可有效防止瓦斯燃爆事故发生，保障井下作业安全。

降低采空区温度，控制氧化升温氮气的注入能带走部分热量，降低采空区温度，减缓煤炭氧化升温速度，遏制自燃发火进程。停采采空区注氮的必要性抑制遗煤自燃风险停采后采空区遗煤与空气接触易氧化升温，注入氮气可将氧浓度降至7%以下（防火惰化指标），有效阻止煤炭自燃。降低瓦斯爆炸隐患氮气能降低采空区氧气浓度至12%以下（抑爆指标），破坏瓦斯爆炸条件，同时提高采空区压力，减少新鲜风流漏入。保障作业环境安全通过注氮惰化采空区，可避免因遗煤自燃产生一氧化碳等有毒气体，防止氮气泄漏导致人员缺氧窒息事故。符合安全规程要求根据《煤矿安全规程》及MT/T701标准，开采容易自燃煤层的矿井，停采期间必须采取注氮等防灭火措施。02注氮系统设计与参数要求制氮方法与设备选型

主要制氮方法分类注氮灭火常用制氮方法包括变压吸附制氮、膜分离制氮和深冷空分制氮。其中变压吸附制氮和膜分离制氮在国内应用广泛，深冷空分制氮国内使用较少。

制氮方法技术特性对比变压吸附制氮在技术、经济及后期维护上具有明显优势，宜优先选择；膜分离制氮对气源除油、除水、除尘要求高，且膜组件更换成本较高；深冷空分制氮可获得纯度不低于99.5%的氮气，但设备复杂、投资较大。

制氮系统类型及选用原则制氮系统分为地面固定式、地面移动式和井下移动式。井下生产集中、氮气需求量较大时宜选用地面固定式；氮气需求量小且地面输送距离长时，可选择井下移动式。

制氮设备能力确定与备用要求制氮设备选择宜按总注氮量乘以1.2～1.5的富余系数确定。开采容易自燃煤层的矿井，制氮设备备用数量和能力应不低于正常运行设备的50%。注氮量计算标准与方法注氮量基础标准

注入的氮气浓度不应小于97%，注氮后采空区惰化防火氧浓度不大于7%，灭火氧浓度不大于3%，抑制瓦斯爆炸氧浓度小于12%。按采空区漏风量计算

公式：Q=60K×Q×[(C-C)/(C+C-1)]，其中Q为采空区氧化带漏风量（5-20m³/min），C为原始氧浓度（10%-15%），C为防火惰化指标（7%），C为氮气纯度（97%）。按已采煤产量计算

公式：Q=[A/(1440ptnn)]×(C/C-1)，A为已采煤产量，p为煤密度（1.26t/m³），n管路效率（90%），n注氮效率（75%）。按吨煤注氮量经验值计算

根据国内外经验，每吨煤需5m³氮气量，结合工作面回采率（如93%），按停产时间和注氮班次计算注氮流量，取计算结果大值并考虑1.2-1.5的富余系数。氮气浓度与惰化指标要求

注入氮气浓度标准注入采空区的氮气浓度不应小于97%。采用变压吸附和膜分离制氮设备时，氮气浓度不得低于97%；深冷空分制氮设备氮气浓度不得低于99.5%。

防火惰化氧浓度指标注氮后采空区氧化带内惰化氧浓度不应大于煤自燃临界氧浓度，且含氧量不得大于7%，以阻止煤炭氧化自燃。

灭火惰化氧浓度指标惰化灭火氧浓度不应大于3%，确保彻底扑灭火源并防止复燃，使火区气体中氧气浓度低于煤炭燃烧所需临界值。

抑爆惰化氧浓度指标惰化抑制瓦斯爆炸氧浓度应小于12%，通过降低采空区氧气浓度，使瓦斯失去爆炸条件，预防瓦斯燃爆事故。输氮管路选型与敷设规范

管路材质选择标准地面供氮时，输氮管路应选用无缝钢管；井下供氮在满足压力条件下可选用耐压橡胶软管，但进入采空区或火区的管路必须采用无缝钢管。

管径计算与选型依据需根据最大输氮量、管路长度及阻力损失系数验算管径，确保末端绝对压力不小于0.2MPa，可参考公式：P1﹣P2＝0.0056（Qmax/1000）²*L。

管路敷设技术要求铺设应减少拐弯，保持平、直、稳，接头严密不漏气。每节钢管支点不少于2点，软管吊挂不少于4点，低洼处设放水阀，分岔处设三通、截止阀及压力表，表面做防锈处理。

管路标识与防护措施注氮管路需有明显标识，严禁无关人员私拆乱动。进入采空区的注氮管释放口应保持在氧化带内，可打1m花眼并用铁丝网包裹，防止堵塞。03注氮前准备工作工程概况与风险评估工程背景与目标为有效抑制停采后采空区遗煤自燃，通过向采空区注入氮气，降低氧气浓度，达到防火、灭火及抑制瓦斯爆炸的目的，保障矿井安全。采空区基本特征停采采空区存在遗煤，煤层可能具有自燃倾向性（如Ⅱ类自燃煤层），存在漏风通道，易导致煤炭氧化升温，引发自燃发火隐患。主要安全风险识别注氮量不足或浓度不够导致防灭火效果不佳；输氮管路或采空区泄漏氮气造成人员窒息（如氧气浓度低于18.5%）；瓦斯浓度超限引发爆炸风险；注氮设备故障影响注氮连续性。风险等级评估根据采空区遗煤量、自燃倾向性、漏风情况及注氮过程潜在危害，评估风险等级。高风险区域需重点监控，如采空区氧化带、管路连接处等。领导组组建与职责分工领导组核心成员构成领导组通常设组长1-2名，由总工程师或通风矿长担任，全面负责注氮工作指挥协调；副组长1-2名，由通风副总或安全科长担任，协助组长处理具体问题；成员包括调度室、通风科、机电科、管路队、安全科等部门负责人及技术人员。组长职责组长负责注氮期间通风安全及注氮工作的统一指挥、全面协调，组织制定注氮技术方案及安全措施，决策注氮过程中的重大事项。副组长职责副组长负责注氮期间可能出现的各类问题的预解决准备，及时采取应对措施，具体落实注氮安全技术措施，监督各成员部门工作执行情况。成员部门职责调度室负责矿井上下通讯联络，保证信息畅通；通风科负责通风管理、气体监测及束管系统操作；机电科负责注氮机安全操作与设备维护；管路队负责注氮管路巡检与维护；安全科负责安全管理、警戒及撤人工作。设备与管路检查要求

制氮设备检查标准注氮前需检查注氮机、压风机等设备，确保各部件完好、仪表正常。制氮机出口氮气浓度不应小于97%，运行压力符合设备额定参数，如DT-1100型注氮设备出口压力0.8Mpa。

输氮管路检查规范地面供氮管路选用无缝钢管，井下供氮可选用耐压橡胶软管（采空区或火区段需用无缝钢管）。管路铺设应平、直、稳，接头无漏气，每节钢管支点不少于2点，软管吊挂不少于4点，低洼处设放水阀，分岔处设三通、截止阀及压力表。

气密性试验要求注氮管路系统投入使用前必须进行压力试验，确保密封不漏气。如某矿在注氮前对所有管路进行气密性试验，发现问题立即处理，直至达到不漏气标准。

管路标识与防护措施注氮管路要有明显标识，严禁无关人员私拆乱动。采空区注氮管释放口应加以保护防止杂物堵塞，可打1m花眼并用铁丝网包裹，释放口宜距工作面30—40米，保持在采空区氧化带内。监测系统与通讯保障

气体监测系统配置利用矿井束管监测系统，在采空区、工作面及回风巷合理设置传感器，实时监测氧气（不低于18.5%）、一氧化碳（不超过0.0024%）、瓦斯浓度及温度。瓦斯检查员需携带多功能气体检测仪，每小时现场检查并记录数据。

监测数据处理与反馈地面束管监测系统需安排专人操作，确保气样分析及时准确。当检测到氧气浓度低于18.5%或一氧化碳浓度超限，立即撤离受威胁人员并汇报调度室，暂停注氮或调整注氮参数。

通讯系统设置要求注氮机房、井下注氮地点（如+812m南北顺槽）必须各安装一部电话，确保矿井上下通讯24小时畅通。调度室负责协调注氮期间的信息传递，保障指令及时传达。

应急通讯保障措施配备备用通讯设备（如对讲机），定期检查通讯线路完好性。注氮期间安排专人值守通讯岗位，突发情况时采用多渠道联络（如应急广播），确保撤离信号快速覆盖所有作业区域。04注氮操作规范注氮方式选择（开放式/封闭式）

开放式注氮适用场景与特点适用于正在开采的采空区或未封闭区域，通过向采空区注入氮气降低氧气浓度至7%以下，抑制煤炭氧化自燃。通常在工作面推进初期、停采撤架期间或推进缓慢时采用连续性注氮，正常回采期间可间断性注氮。

封闭式注氮适用场景与特点针对已封闭的火区或火灾隐患区域，通过密闭墙预留注氮孔注入氮气，使氧浓度降至3%以下实现灭火或抑制瓦斯爆炸。适用于已发生火情或高浓度瓦斯积聚区域，需配合密闭措施减少漏风。

注氮方式选择原则防火优先采用开放式注氮，灭火或抑爆采用封闭式注氮；根据采空区自然发火三带分布规律，确保氮气释放口位于氧化带内，注氮浓度不低于97%。注氮工艺与流程控制01注氮方式选择开放式注氮适用于工作面正常回采或推进初期，通过埋管、拖管等方式向采空区注氮；封闭式注氮用于已封闭火区或停采工作面，通过密闭墙预留孔注氮，抑制瓦斯爆炸与煤炭自燃。02注氮方法应用埋管注氮：沿进风顺槽向采空区预埋管路，释放口保持在氧化带内，间距30米设三通；钻孔注氮：通过地面或井下钻孔直达火区，适用于深部或封闭区域；插管注氮：直接将管路插入密闭区，用于应急灭火。03注氮量计算标准按采空区漏风量计算：QN=60K×Q0×[(C1-C2)/(CN+C2-1)]，其中Q0为漏风量（5-20m³/min），C1取10-15%，C2防火取7%、灭火取3%，CN≥97%；设备选型需乘以1.2-1.5富余系数。04操作流程规范注氮前：检查设备完好性、管路气密性，排空管路氧气至＜3%；注氮中：每小时记录流量、压力、气体浓度，调整流量使氧浓度达标；注氮后：关闭阀门，监测采空区气体变化，确认惰化效果。压力与流量调节标准注氮压力控制标准注氮机出口压力应根据输氮管路长度和阻力计算确定，一般不超过0.8MPa。如慈林山煤矿使用DT-1100型注氮设备，出口压力设定为0.8Mpa，确保末端绝对压力不小于0.2MPa。注氮流量调节原则正常注氮流量宜控制在450-550m³/h，防火惰化时按采空区漏风量计算，灭火时需加大流量。如综采工作面注氮初期每小时100m³，正常后可增至300m³，且需根据气体监测结果动态调整。异常压力处理措施当注氮压力超过额定值或出现压力骤降时，应立即停机检查管路是否堵塞或泄漏。处理前必须关闭最近阀门，通知调度室及制氮机房停止供氮，严禁带压操作。操作记录与交接班要求

注氮运行参数记录注氮机司机每小时记录一次注氮量、压力、氮气纯度等参数，确保设备运行状态可追溯。

气体监测数据记录瓦检员需记录采空区及回风流中氧气、一氧化碳、瓦斯浓度，当氧气浓度＜18.5%或一氧化碳浓度＞0.0024%时立即汇报。

管路巡检记录管路队巡查人员需记录管路完好情况、有无漏气，发现问题及时处理并记录处理结果。

交接班内容与流程交接班时需交接当班注氮量、设备运行状况、气体监测数据、遗留问题及处理措施，双方签字确认。05安全监测与防控措施气体浓度监测标准

01氧气浓度安全阈值注氮作业期间，工作场所氧浓度不得低于18.5%，低于此值必须立即停止作业并撤离人员；采空区防火惰化氧浓度应不大于7%，灭火惰化氧浓度应不大于3%。

02一氧化碳浓度警戒值采空区及回风巷一氧化碳浓度超过0.0024%（24ppm）时，需立即汇报调度室并采取处理措施；若出现高温、异味等自燃征兆，应加大注氮强度。

03氮气纯度标准注入采空区的氮气浓度不应小于97%，采用深冷空分制氮时纯度不低于99.5%，变压吸附和膜分离制氮时纯度不低于97%，确保惰化效果。

04瓦斯浓度控制指标注氮期间需监测瓦斯浓度，工作面瓦斯浓度达到1%时必须停止注氮；采空区惰化抑制瓦斯爆炸氧浓度应小于12%，防止瓦斯燃爆事故。管路泄漏检查与处理

管路巡查要求注氮前及注氮期间，管路队巡查人员须检查管路完好情况，确认无漏气后汇报调度室。巡查时应采用顺风流方向进行，重点检查接头、阀门及管路有无破损。

泄漏检测方法每班瓦检员携带多功能气体检测仪，对密闭外风流、总回风及注氮管路周边进行检查，当发现氧气浓度小于18.5%或一氧化碳浓度超过0.0024%时，立即撤离并汇报。

泄漏处理流程发现氮气泄漏，立即组织人员排除故障；漏气严重时，立即停止注氮并关闭最近阀门，通知制氮机房停机，处理时严禁人员口鼻正对漏气点。

管路标识与防护注氮管路需有明显标识，严禁无关人员私拆乱动。在注氮口附近设置警示标志和告知警示线，防止外界人员误入作业区域。氧气浓度安全阈值与应急处置井下作业场所氧浓度安全标准注氮过程中，工作场所的氧浓度不得低于18.5%，低于此值时必须立即停止作业并撤除人员，同时采取降低注氮流量、停止注氮或增大通风量等措施。采空区注氮惰化氧浓度指标注氮防火惰化氧浓度不应大于煤自燃临界氧浓度且含氧量不得大于7％；注氮灭火氧浓度不应大于3％；惰化抑制瓦斯爆炸氧浓度应小于12％。气体异常监测与报警处置每班瓦检员须携带多功能气体检测仪，实时监测密闭外风流、总回风等地点气体。当氧气浓度小于18.5%或一氧化碳浓度超过0.0024%时，立即撤离受威胁人员并汇报调度室。氮气泄漏应急处理流程发现氮气泄漏，应立即组织人员排除故障；漏气严重时，立即停止注氮并关闭最近阀门，同时通知制氮机房停机；处理时严禁人员口鼻正对漏气点，且需3人以上协同作业。防火员与瓦检员职责

防火员职责：气体监测与警戒防火员需携带多功能气体测量仪，在注氮期间对采空区上隅角、采面等关键地点进行瓦斯、CO、O2浓度检测，每班至少巡查一次；当CO浓度超过0.0024%或O2浓度小于18.5%时，立即组织人员撤离并汇报调度室。

防火员职责：管路巡查与隐患处理负责巡视注氮管路完好情况，检查三通阀门关闭状态并悬挂警示标识；发现管路漏气时，立即通知注氮机房停机，关闭最近阀门，处理时严禁口鼻正对漏气点，必要时设置警戒区域。

瓦检员职责：气体浓度实时监控瓦检员需实时监测工作面回风流、密闭外风流及总回风的O2、CO和瓦斯浓度，确保工作面回风流氧浓度不低于18.5%；发现气体浓度异常时，立即停止注氮并撤离受威胁人员，同时汇报通风科及调度室。

瓦检员职责：束管监测与数据记录协助通风科操作地面束管监测系统，定期采集采空区气样进行分析，记录氧气浓度（控制在3%-7%之间）、一氧化碳变化趋势等数据，验证注氮效果并及时反馈异常情况。06应急处置与避险措施氮气泄漏应急响应流程现场报警与人员撤离发现氮气泄漏（如氧浓度＜18.5%或人员出现窒息征兆），立即向调度室报告，同时组织受威胁区域人员沿避灾路线撤离至新鲜风流处。泄漏源控制与警戒设置立即通知制氮机房停止注氮，关闭最近阀门切断气源；在泄漏点周边设置警戒区，悬挂"氮气危险"警示标志，严禁无关人员进入。气体检测与通风调整瓦检员携带多功能气体检测仪，测定泄漏区域氧气、一氧化碳浓度，确认安全后采取加大通风量或局部排风措施，加速氮气扩散。故障处理与恢复程序由专业人员在确保安全前提下排查漏点，采用带压堵漏或更换管路等方法处理；处理完毕后，经气体检测合格方可恢复注氮作业。人员窒息急救措施

立即撤离至安全区域当发现人员因氮气泄漏导致窒息时，应迅速将患者转移至空气新鲜、通风良好的安全区域，远离泄漏源。

保持呼吸道通畅解开患者领口、领带等束缚物，清除口中异物和呕吐物，确保呼吸道无阻塞，使其头部偏向一侧，防止呕吐物误吸。

给予氧气支持立即为患者提供高浓度氧气吸入，可使用便携式氧气瓶或氧气袋，流量控制在4-6L/min，改善机体缺氧状况。

心肺复苏术（CPR）实施若患者出现呼吸、心跳停止，应立即进行心肺复苏，按照胸外按压30次、人工呼吸2次的比例操作，直至专业医护人员到达。

及时送医治疗在现场急救的同时，立即拨打急救电话，将患者尽快送往附近医院进行进一步检查和治疗，避免延误病情。避灾路线规划与演练

避灾路线制定原则避灾路线应遵循“就近、安全、畅通”原则，根据注氮区域实际情况，避开氮气泄漏高风险区、低洼地带及盲巷，确保路线最短且通往新鲜风流区域。

路线标识与现场布置在注氮区域及避灾路线沿途设置清晰的指示牌、警示灯，标明逃生方向及距离。关键节点（如巷道交叉口、密闭墙附近）需悬挂路线图，确保人员快速识别。

定期避灾演练要求每月至少组织1次注氮作业人员避灾演练，模拟氮气泄漏、氧气浓度过低等场景，演练内容包括紧急撤离、自救互救及现场应急处置，演练后需评估总结并优化方案。

应急通讯保障措施注氮机房、工作面及避灾路线关键位置需安装直通调度室的电话，确保紧急情况下通讯畅通。作业人员需随身携带便携式通讯设备，定期检查设备完好性。07设备维护与管理制氮机日常维护要求

定期巡检与记录操作人员每半小时巡查一次设备运行状态，检查空压机排气压力（额定压力内）、排气温度（75℃-95℃）、氮气流量（450-550m³/h）、氧气含量（小于3%）、氮气压力（不小于0.6MPa）等关键参数，每小时记录一次仪表值并填入注氮记录表。

预处理系统维护每日检查自动排污阀工作状态，每半小时手动排放过滤器污物；当过滤器顶部压差指示器指向红色区域或累计运行3000小时，必须更换过滤器滤芯；保持预处理段温度（38℃-55℃）、压力、压差在规定范围。

膜分离系统维护运行中防止各接头漏气，发现漏气立即停机处理；保持装置清洁，定期检查紧固零部件；制氮装置闲置期间，每隔一星期运转一次至温度稳定，以防锈蚀；更换空气、碳过滤器滤芯后，需断开膜分离段，用高压空气清洗预处理段。

设备定期检修与校准氧气传感器每年标定一次；预处理段每年检修一次；空压机按说明书要求定期维护；制氮装置升井后必须进行全面检修方可重新投入使用；定期检查安全阀等安全装置的可靠性。管路系统定期检修标准日常巡检频次与内容每日由管路队人员对注氮管路进行巡检，重点检查管路有无漏气、变形、堵塞现象，接头密封是否完好，阀门开关状态是否正常。巡检需顺风流方向进行，发现漏气立即处理，严重时停止注氮并关闭最近阀门。管路压力试验要求注氮管路系统投入使用前必须进行压力试验，确保密封无漏气。地面供氮管路选用无缝钢管，井下供氮在满足压力条件下可选用耐压橡胶软管，但进入采空区或火区的管路必须采用无缝钢管。管路铺设与维护规范管路铺设应减少拐弯，保持平、直、稳，每节钢管支点不少于2点，每节软管吊挂不少于4点。低洼处设置放水阀，分岔处设置三通、截止阀及压力表，表面做防锈处理。埋入采空区的管路释放口需保护，防止堵塞。定期检测与记录要求每月对管路系统进行全面检测，包括管径验算、阻力损失评估及连接处密封性检查。注氮期间每小时记录管路压力、流量等参数，发现压力异常或管路堵塞时立即倒换管路，确保注氮连续性。监测仪器校准与保养

氧气传感器校准要求氧气传感器应每年标定一次，确保监测数据准确，避免因传感器误差导致氧气浓度监测失真，引发安全隐患。

束管监测系统校准通防科需安排专人校检并操作束管监测系统，在注氮期间对抽取气样及时准确分析，保证采空区气体成分监测的可靠性。

日常保养与巡检操作人员每半小时巡查一次设备，检查压力、温度、流量等仪表参数，确保监测仪器处于正常工作状态，发现异常立即处理。

设备闲置维护制氮装置闲置期间，应每隔一星期运转一次至温度稳定，以防锈蚀；长期停放时需彻底断水、断电，做好防锈、防冻处理。08注氮效果评估与案例分析注氮效果评价指标

氧气浓度控制指标防火惰化氧浓度应不大于7%，灭火惰化氧浓度应不大于3%，抑制瓦斯爆炸氧浓度应小于12%。

氮气浓度指标注入采空区的氮气浓度不应小于97%，以