某矿初步设计安全专篇氮气防灭火.doc

某矿初步设计安全专篇氮气防灭火 1、氮气防灭火的技术要求 氮气既可以用作预防性注氮、也可以用作灭火注氮。采空区注入氮气和放顶煤开采有自燃发火倾向煤层注入氮气的防火技术要求不同。采空区灭火注入氮气首先将火区漏风处全部封闭，然后通过预留管路向火区注入氮气，最初注氮气时强度要大，以抑制住火势，然后逐渐降低强度，以保持火区继续惰化，直至火区温度下降到要求指标。放顶煤开采有自燃发火倾向煤层注氮气要求连续注入，并且注氮量、注氮移动步距应符合要求，考虑因素有自燃发火期长短、工作面长度、推进度和配风量。 2、注氮流量的选定 ①按产量计算 QN＝〔A/（1440ρtn1n2）〕（C1/C2－1）＝3.9m3/min ②按吨煤注氮量计算 根据国内外经验，每吨煤需5m3氮气量 QN＝5AK/（3306024）＝10.1m3/min ③按采空区氧化带氧浓度计算 QN＝〔（C3－C2）Qv〕/（CNC2－1）＝20m3/min ④按瓦斯量计算 QN＝QcC/（10-C）＝2.4m3/min 式中，QN注氮流量，m3/min； A年产量，120104t； t年工作日，取330d； ρ煤的密度，1.42t/m3； n1管路输氮效率，取0.95； n2采空区注氮效率，取0.95； C综采工作面回风流中的瓦斯浓度，1； C1空气中的氧浓度，取20.8％； C2采空区防火惰化指标，取7％； K工作面回采率，80％； Qc综放面通风量，2400m3/s； Qv采空区氧化带的漏风量，取10m3/min； CN注入氮气中的氮气纯度，取97％； C3采空区氧化带内原始氧浓度，取15％； 上述流量计算的最大值为20.0m3/min，考虑1.2的设备效率和逃逸量备用系数，流量为24.0m3/min，即1440m3/h。 3、注氮工艺系统及设备的选择 注氮方法为综放工作面采空区埋管注氮气。为了减少采空区氮气外漏，上下三角每隔1.5m各打丝袋闭一个。制氮机本身带有检测氮气浓度的装置，另外也通过对采空区埋管取样化验分析检测注氮后的气体。 经计算本矿井选用DT型井下移动式碳分子筛制氮机两台，联合运转。每台制氮量为800m3 N/h，装机容量为264kW。注氮方法为综放工作面采空区埋管注氮气。 4、注氮管路的选择 两组移动式注氮装置布置在采区轨道上山中部车场内，通过管路并联到运输顺槽内，一直铺到采空区内。 每组装置出口管路内径按75mm考虑，壁厚取4mm，则出口管路选取834，两组长度共25m，两组管路并联后管路内径按100mm考虑，壁厚取4mm，则出口管路选取1084，长度共1200m。