氮气灭火

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氮气在煤矿防灭火中的应用

氮气在煤矿防灭火中的应用

氮气在煤矿防灭火中的应用煤矿是我国能源工业的基础和重要支柱之一,但在煤矿开采过程中,就会产生大量的瓦斯并形成瓦斯事故,给煤矿安全生产带来隐患和挑战。

煤矿瓦斯事故是由于瓦斯和空气混合物在一定浓度下遇到火源引起爆炸或窒息所致。

传统的防火灭火方法主要采用水、泡沫等削减瓦斯燃烧条件和灭火的措施,但这些方法在应对大面积煤层突出和井下环境恶劣的情况下,效果不稳定,泡沫产生的碳气体会增加爆炸风险,水又会让井下环境变得潮湿,有可能产生二次火灾,因此不得不寻找一种新的防灭火材料,氮气便是这种新型材料之一。

氮气的性质和特点氮气,化学式为N2,是一种无色、无味和非可燃性气体,主要是由空气经过氧化铜结构催化剂或氧气分离获得的。

氮气的主要性质如下:1.稳定性高:氮气有稳定的化学性质,在大气中绝大多数的化学物质和所有的微生物都不能与之反应。

2.不可燃性:氮气不会燃烧,也不会支持燃烧。

当氮气占据空气的一部分时,能够减低空气中火源的燃烧温度,减缓燃烧的速度。

3.密度小:氮气的密度小于空气,可以漂浮在空气之上,且与空气混合均匀,能够有效减缓火灾燃烧的速度。

因此,使用氮气来防火灭火可以减轻火势减缓火势的速度,从而保证安全。

氮气在煤矿防灭火中的应用氮气原理氮气防灭火技术是利用氮气在一定浓度下能够减缓火源燃烧的速度和降低火源的温度,从而达到防止火势蔓延和减小灭火安全距离的效果。

氮气的优点在煤矿中尤为明显,煤层埋深大,煤层厚度大,并且存在井下环境恶劣等特殊条件,使得氮气的防灭火技术在煤矿中具有重要的应用价值。

氮气特点1.节能、环保:氮气不污染环境,对温室效应和臭氧层破坏无害。

2.零消耗:可重复使用,不会消耗氧气和氮气。

氮气防灭火的技术路线具体来说,煤矿氮气防灭火技术路线如下:1.瓦斯抽放工作规范化、机械化和自动化程度高,瓦斯浓度得到有效控制。

2.安装氮气分离机组和氮气储罐,利用原矿空气分离出氮气。

3.将氮气输送到煤矿井下通过消防装置进行分布和供给。

煤矿氮气防灭火技术优缺点分析

煤矿氮气防灭火技术优缺点分析

煤矿氮气防灭火技术优缺点分析注氮是实现可燃物对氧气的一种隔绝和屏蔽,即消除燃烧三要素中的氧气这一要素。

所有的有火焰的燃烧都会在氧气浓度低于10%~12%时熄灭,低温干馏性的燃烧在氧气浓度低于2%时熄灭。

用惰气防灭火和阻止瓦斯爆炸的过程称为惰化,惰化后的火区因氧气不足而不能燃烧和爆炸。

氮气防灭火技术就是指将氮气送入防灭火区,使该区域内空气惰化,使氧气浓度小于煤自然发火的临界氧浓度,从而防止煤氧化自燃,或使已经形成的火区窒息的防灭火技术。

(1)氮气防灭火技术的优点①工艺简单、操作方便、易于掌握。

②不污染防灭火区域,对封闭区域内的设备损害小,恢复生产快③较好的稀释抑爆作用。

注入氮气可快速、有效稀释防灭火区域的氧气,降低氧气和可燃气体的浓度,可使防灭火区域内达到缺氧状态,并使可燃气体失去爆炸性,从而充分惰化防灭火区域,保证防灭火区域的安全④有效抑制防灭火区域的漏风。

由于氮气均为正压注入,因此,当大量注入到防灭火区域后,使得该区域的气压升高,处于正压状态,从而有效抑制了防灭火区域的漏风。

(2)氮气防灭火技术的缺点事物都有其两面性,氮气防灭火也有一定的局限性,其缺点表现为:①注入防灭火区域的氮气不易在防治区域滞留,不如注浆注砂能“长期”覆盖在可燃物或已燃物的表面上,其隔氧性较差。

②注氮能迅速窒息火灾,但火区完全灭火时间相当长,不能有效地消除高温点,因此,在注惰气灭火的同时,应辅以其他措施灭火,如用水、注浆以及凝胶等方法,以防复燃。

③注氮气防火,氮气有向采面或邻近采空区泄漏的可能性,而当注氮气灭火时,当密闭不严或者存在有漏风通道时,氮气可能通过密闭等漏风通道泄漏。

因此,注氮气防灭火的同时,需相应采取堵漏措施,使氮气泄漏量控制在最低限度内。

④氮气本身无毒,但具有窒息性,浓度较高时对人体有害。

据试验,井下作业场所氧含量下限值为19%,所以氮气泄漏的工作地点氧含量不得低于其下限值。

因此,矿井在应用氮气防灭火技术时,要根据自身情况,因地制宜,采取合理的技术及管理措施,扬长避短,充分发挥其优越性。

注氮灭火安全技术措施

注氮灭火安全技术措施

注氮灭火安全技术措施注氮灭火技术是目前广泛应用于各种火灾现场的一种灭火方式,它通过向火灾区域注入高压氮气,将氧气浓度降低到一定程度,以达到灭火的目的。

这种技术具有速度快、效果好、安全可靠等优点,但在实施过程中也需要严格遵循一系列安全技术措施,以确保人民生命财产安全。

一、火场防护在注氮灭火技术施工过程中,必须加强火场防护,特别是在易燃易爆场所,以免因操作不慎引发二次事故。

施工现场应设置明显的禁止吸烟、明火等禁止性标志,防止火源的产生,必要时应设置警戒线,拉起警示带,以限制外人进入施工现场。

二、安全防护1、安全防护员:在施工过程中必须设有安全防护员,负责指导工人有序进行作业,避免因不当操作引发事故。

2、通风措施:注氮灭火过程会使火场氧气浓度急剧下降,引起一定的缺氧危险,因此必须采取恰当的通风措施,保持现场空气流通,以确保操作人员的安全。

3、防抱死装置:注氮灭火设备采用高压氮气,施工人员必须穿戴适当的防抱死装置,以确保在操作过程中,人员在发生瞬间高压氮气喷射时能够迅速躲避,避免被喷射气流冲击造成身体伤害。

4、氧气浓度监测仪器:在操作过程中必须使用氧气浓度监测仪器,及时监测火场空气中的氧气浓度,以确保作者人员的安全,并防止因氧气浓度过低而引发的二次爆炸等危险。

三、灭火方案制定在施工前必须制定详细的灭火方案,确定灭火过程中的安全措施,明确好每位操作人员的职责、任务,以确保实施灭火过程中的安全可靠。

同时,在灭火结束后,还需要对灭火现场进行清理,尽可能的避免草率结束施工而导致的火势复燃。

四、操作人员的安全教育在实施注氮灭火技术之前,必须对操作人员进行详细的安全教育,让他们了解施工期间可能的危险和风险,培养他们的操作技能和危机应对能力,以使他们在施工过程中能够迅速反应,避免危险,确保自身的安全。

注氮灭火技术是一种高效、可靠的灭火方式,在实施过程中必须严格遵循各种安全技术措施,及时发现和处理施工中存在的危险、隐患,以最大限度保护人民生命财产安全。

IG55氮气氩气灭火系统优势解析

IG55氮气氩气灭火系统优势解析

IG55氮气氩气灭火系统优势解析
IG55氮气氩气灭火系统的优势:
(1)灭火剂为洁净气体,可长期使用,没有淘汰风险
氮气、氩气是空气中的组成部分,是环境友好气体,灭火后又回归大气,温室效应潜能值GWP=0;臭氧层消耗潜能值ODP=0,不破坏臭氧层,不产生温室效应。

既不受“蒙特利尔协议”的限制,也不受“京都议定书”的限制,没有被淘汰的风险,可长期使用。

(2)灭火剂来源广泛,市场接受程度高
氮气、氩气直接从空气中提取,成本低,市场接受程度高。

氮气、氩气并非合成品,生产过程中不使用化学药剂,无化学试剂残留,均从绝干空气中提取,通过专用过程塔进行浓缩和液化。

(3)对贵重仪器、设备、资料无损害
灭火原理为物理式灭火,不与其他物质或混合物发生化学反应,不会对其他物质造成二次污染,在任何环境下,化学性质均不变。

无腐蚀,无毒,不导电,不产生分解物,不腐蚀设备。

灭火后,灭火剂没有任何残渣或残留物,火灾现场易于清理。

惰性气体灭火剂喷放时,药剂不发生吸热汽化等现象,因此,防护区温度不会急剧下降,珍贵资料纸张和磁盘不会出现发脆而损坏的现象,精密仪器表面也不会产生大量的冷凝水。

(4)对人的生命不构成危害
可安全用于有人员的场合,在火灾报警时,人员在安全时间内撤离防护区即可。

惰性气体灭火剂喷放时,不产生白雾,视野清晰。

氮气灭火原理

氮气灭火原理

氮气灭火原理
氮气灭火原理是指利用氮气来进行灭火的一种方法。

氮气是一种无色无味的气体,具有惰性,在大多数情况下不会直接参与燃烧反应。

这就意味着,当氮气与空气中的氧气接触时,它不会主动进行氧化反应,因此能够有效地抑制火焰的燃烧。

氮气灭火的原理基于两个主要因素。

首先,当氮气释放到火灾现场时,它会迅速扩散,将空气中的氧气稀释到低于燃烧所需的浓度,从而使火焰无法继续燃烧。

其次,氮气具有较低的温度,可以通过吸收热量来降低火焰的温度,从而进一步抑制火势的发展。

一种常见的氮气灭火系统是通过将液态氮气储存在高压容器中,并通过喷射装置将氮气释放到火灾现场。

喷射出的氮气将火焰周围的空气稀释,从而阻止火焰继续燃烧。

此外,氮气的喷射还可以产生冷却效应,减少火势的扩散速度。

氮气灭火主要适用于电子设备室、变电站、油库、化学品仓库等场所,因为这些场所的火灾往往由电气设备或可燃液体引起,而氮气灭火不会对设备造成腐蚀或电击等损坏。

综上所述,氮气灭火利用氮气的惰性和冷却效应来抑制火势的发展。

它是一种有效且环保的灭火方法,适用于多种场所和火灾类型。

氮气灭火器成分

氮气灭火器成分

氮气灭火器成分
氮气灭火器主要由以下几个部分组成:
1. 高压氮气瓶:这是储存氮气的容器,通常由钢制材料制成,能够承受较高压力。

氮气瓶内充满了氮气,氮气是一种惰性气体,不会支持燃烧。

2. 喷嘴:喷嘴是连接氮气瓶和灭火区域的部件。

在启动灭火器时,氮气通过喷嘴释放并喷射到火源处。

3. 压力表:压力表用于监测氮气瓶内的压力,确保在使用时氮气的压力处于安全和有效的范围内。

4. 安全阀:为防止氮气瓶内压力超过设计极限,安全阀会在压力过高时自动释放氮气,以保证使用安全。

5. 操作把手或开关:用户通过操作把手或开关来释放氮气。

在某些设计中,可能还会有锁定机制以防止意外触发。

6. 软管或喷管(可选):有些氮气灭火器设计中会包含软管或喷管,以便将氮气更准确地导向火源。

氮气灭火器的工作原理是利用氮气迅速置换燃烧区域的氧气,因为燃烧需要氧气才能持续。

当氮气被释放到火焰或热源附近时,它稀释了空气中的氧气浓度,降低到氧气无法维持燃烧的水平,从而达到灭火的效果。

由于氮气是无色无味的,它不会对电子设备产生腐蚀性或留下残留
物,因此特别适合用于电子设备火灾的灭火。

浅谈氮气灭火系统的应用

浅谈氮气灭火系统的应用

浅谈氮气灭火系统的应用1 前言随着哈龙替代气体研究的不断深入,氮气作为惰性气体灭火的一种,引起了人们的广泛关注,并对氮气灭火系统的灭火浓度、压力、灭火效果进行了相应的研究。

到目前为止,国外已出现商业化的氮气灭火系统,并且获得美国环保署的认可。

然而,氮气灭火系统在我国地面建筑的应用还不多,主要是应用于变压器的火灾扑救,称为"排油搅拌防火系统",以及作为其他气体灭火系统的加压气体。

从20世纪60年代起,一些国家就开始利用氮气扑救煤矿井下火灾,我国从20世纪70年代开始对液氮在煤矿井下灭火进行了研究和试验。

20世纪80年代中期开始使用,并取得了很好的效果。

我国煤矿应用氮气灭火系统已积累了丰富的经验,对氮气在密闭空间的作用机理、流动规律、灭火工艺及火区的密闭和启封等都有较成熟的研究,氮气的制取技术已经达到了国际领先的水平。

由于地下建筑火灾与煤矿井下火灾有许多相同之点,这些经验和技术也可于地下建筑火灾的扑救。

因此,有必要对氮气灭火系统进行研究,一方面,建立适合我国实际的固定式氮气灭火系统;另一方面,在充分吸收矿井氮气灭火系统应用技术和经验的基础上,建立大型地下建筑火灾的灭火技术。

2 氮气灭火系统的特性2.1 氮气的物理性质分子式: N2分子量: 28沸点:-195.8℃气体密度(20℃):1251kg/m32.2 氮气的灭火机理对于大多数可燃物而言,只要空气中氧的体积浓度降到12%~14%以下时,燃烧就会终止。

通过将氮气注入着火区域,使火区中的氮气体积浓度达到35%~50%时,将火区中氧含量体积浓度降低至14%~10%,实现火区空气的惰化,从而达到灭火的目的。

2.3 氮气灭火系统的特点(1)氮气是无色、无味、不导电的气体,其密度近似地等于空气的密度;(2)氮气无毒、无腐蚀,它不参与燃烧反应,也不与其他物质反应;(3)对臭氧的耗损潜能值为0(ODP=0);(4)因为是天然气体,对全球温室效应影响值为0(GWP=0);(5)氮气在灭火过程中不会分解,没有分解产物,因此灭火过程洁净,灭火后不留痕迹,使用中对仪器设备无损害;(6)氮气以高压的形式存储在气体钢瓶里;(7)氮气需要足够坚固的容纳系统,以承受气体压力,硬件需求类似于CO2系统;(8)氮气具有与空气近似的密度,发生火灾时,在保护空间里能够比哈龙更好地维持其浓度;(9)排放时间一般都在1~2分钟,这可能限制其在一些火灾发展迅速场所的应用;(10)氮气具有窒息性,必须考虑人的健康和安全问题。

注氮防灭火管理制度模版

注氮防灭火管理制度模版

注氮防灭火管理制度模版第一章总则第一条为了加强火灾防控工作,防止火灾发生,有效保护人民生命财产安全,根据《中华人民共和国消防法》等相关法律法规,制定本制度。

第二条适用范围:本制度适用于单位、企事业单位、机关、学校及其他公共场所。

第三条注氮防灭火是一种有效的防火措施,通过注入氮气来降低空气中的氧含量,从而减少火灾发生的可能性。

第四条本制度的目标是明确注氮防灭火的管理责任、要求和措施,确保火灾防控工作的有效性和可操作性。

第二章管理责任第五条单位负责人是本单位注氮防灭火工作的最高责任人,负责本单位的火灾防控工作,落实本制度的要求。

第六条单位负责人应当做好火灾防控工作的组织、领导和管理工作,确保注氮防灭火设备的正常运行。

第七条各部门负责人是本部门火灾防控工作的责任人,负责协调本部门内的注氮防灭火工作。

第八条各部门负责人应当制定本部门内的注氮防灭火工作计划,并定期评估和更新。

第九条员工是本单位火灾防控工作的参与者,应当严格执行注氮防灭火工作的各项规定和要求。

第十条员工应当按照规定参加注氮防灭火工作的培训和演练,提高火灾防控的能力和技能。

第三章注氮防灭火设备第十一条单位应当配置符合国家标准的注氮防灭火设备。

第十二条注氮防灭火设备应当按照国家标准进行定期检查、维护和保养,并做好相关记录。

第十三条单位应当制定注氮防灭火设备的使用方法和操作规程,并进行员工的培训。

第十四条注氮防灭火设备的存放位置应当明显标识,避免遭到破坏和误用。

第四章注氮防灭火工作第十五条注氮防灭火工作应当根据单位的特点和实际情况,制定相应的工作方案。

第十六条注氮防灭火工作应当与其他消防工作相结合,形成一个完整的火灾防控体系。

第十七条单位应当定期组织注氮防灭火演练,提高员工在火灾发生时的应急响应能力。

第十八条单位应当配备专业的注氮防灭火人员,负责设备的维护和操作。

第五章监督检查第十九条消防部门和单位内部的安全监管部门有权对注氮防灭火工作进行监督和检查。

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十一矿氮气防灭火设计平煤集团十一矿二○○一年十一月十三日1 前言为了使平顶山矿务局11矿的氮气防灭火技术安全可靠,投资省和防灭火成本低,特进行本设计。

本设行的依据为:a.煤层自然发火期:1~2月;b.每年自然发火征兆次数:3~4次;c.工作面产量:2875t/d;d.工作面长度:125m ;e.工作面数量;1;f.工作面回采高度:5.5 m;g.工作面推进度:3.6m/d;h.工作面距井筒距离:900~1900m .本设计的要点为:a.矿井氮气防灭火工艺系统为井下移动式;b.矿井制氮机为膜分离制氮机,其产量为400m3/h;c.矿井工作面采用间歇注氮防火,注氮方法为拖管注氮。

d.矿井工作面输氮管路和埋管的管径均为87 mm。

2 氮气防火的原理及特点空气中的氮气体积含量为78.1%,氮气比空气略轻,在标准状态下,1立方米氮气的质量为1~25kg 。

氮气在常温、常压下是无色、无味、无毒的不可燃气体,对振动、热、电火花等都是稳定的,无腐蚀作用,也不轻易与金属化合。

氮气防灭火的原理见下框图:氮气防灭火的特点为:a.氮气比空气略轻,可以充满封闭范围内的所有空间,特别有利于综放面采空区上部和巷道冒顶区的防灭火。

b.通过管道输送,不需用水,输送方便。

c. 灭火过程中不损坏井巷设备,使灾后恢复工作简单。

d.氮气本身无毒,使用安全。

e.使用方便,投入防灭火速度快,采空区有发火征兆,此时,只需开启阀门,便可迅速向采空区注入氮气。

f.灭火速度快,能迅速降低封闭区的氧气含量使火区窒熄。

g.目标注氮时,能迅速降低巷道冒顶区的CO含量,保证灭火人员的安全。

h.提高火区内气体压力,减少火区漏风。

i.封闭注氮时对火源的降温效果较差,因此氮气灭火后或者将火源点甩入采空区窒熄带,或者进入封闭区内(巷道火灾)直接降温。

3 选择合理的氮气防灭火系统目前,国内外的氮气防灭火系统种类较多,如果选择不当,不仅防灭火效果差,而且系统故障多,成本高,为此,按防灭火有效,经济合理的原则选择平顶山11矿氮气防灭火系统。

目前,国内煤矿已使用的氮气防灭火系统如下框图所示:首先按制氮原理选择平顶山矿务局11矿制氮系统。

深冷式制氮系统由于所占厂房面积大,操作人员多,起动时间长,因此目前选这种系统防灭火的煤矿不多;膜分离制氮系统与碳分子筛变压吸附制氮系统相比,具有起动时间短(约10min),操作人员少(约6~10人),氮气压力高,厂房面积小和体积小等优点,故选膜分离制氮系统为平顶山矿务局11矿制氮系统。

按防灭火形式选:由于移动式和固定式制氮系统的制造成本基本相同,而移动式比固定式服务的矿井多,一旦矿务局其它矿急需灭火,还可支援其它矿灭火,故选为井下移动式。

综上所述,11矿制氮系统选为膜分离井下移动式制氮系统。

4. 建立氮气防灭火系统平顶山矿务局11矿氮气防灭火系统由制氮机、输氮管路和采空区埋管组成。

4.1制氮机制氮机的型号为-400型,由北京长安自动化集团制造,其主要技术指标为:氮气产量(Nm³/h) 400氮气纯度(%)≥97出口压力(Mpa) 0.9起动时间(min) 10装机容量(kw) 185制氮机由气源部份,气源净化部份,制氮部份和氮气缓冲部份组成。

(1)压缩空气源空气经压缩机将压力提高的10.0Mpa。

(2)气源净化处理压缩空气经干燥除水,过滤器除尘和油水分离器除油后,得到洁净的空气。

(3)膜分离系统洁净的压缩空气进入膜组件时,氧气被吸附,氮气流到出口端,连续输出氮气,整个过程由微电脑控制。

(4) 氮气缓冲部份膜组件出来的氮气流入平衡罐,压力稳定后再流入输氮管路。

4.2 制氮站及输氮管路方案一制氮站设在工作面附近进风巷道或洞室,其体积大于:长12m,宽1.8m,高1.7m,制氮机房内设置井下移动式膜分离制氮机一台,制氮站应满足制氮机185Kw用电和压缩机冷却用水的要求。

输氮管路的敷设路线为:井下制氮站→工作面进风顺槽(Φ89mm)→采空区埋管(Φ89mm×10mm厚壁地质管)。

方案二由于工作面离井口近(仅2000m ),制氮机出口压力高达0.9Mpa,因此可将制氮站设在地面井口或风井口附近,当需要注氮时,制氮机出来的氮气通过灌浆管路输送到顺槽输氮管路再通过采空区埋管注入采空区,如果工作面采用埋管注浆,则制氮机与注浆管路相连,即可将氮气注入采空区。

两种方案比较:将制氮站设在井下,有专用的输氮管路,注氮时不影响注浆,但井下空气湿度大,对制氮机的维护要求高;地面制氮站输氮管路与注浆管路合用一趟,注氮时不能注浆,但地面空气较好,更适合制氮机制氮,且操作和维修均比地面方便;从防灭火工艺考虑,注浆时间短,注完浆后可以立即恢复注氮,因此本设计倾向将制氮站设在地面的方案。

输氮管路的管径由下式计算:D=145.7(Q max/v)=145.7(6.6/15)=64mm式中: Q max---最大注氮流量,m3/h;D---注氮管路最小直径,mm;v---管道内氮气允许流速,为15m/s根据计算,选取管径为89mm,壁厚为4 mm的无缝钢管为11矿氮气防灭火输氮管路。

5 氮气防灭火参数5.1 氮气纯度及惰化指标(1)氮气防火纯度:根据《煤矿安全规程》,采空区防火注氮的氮气纯度定为≥97%。

(2)氮气灭火纯度:根据重庆煤科院实验室考察,火区明火在氧气含量为3%时能阴燃,故注入火区中的氮气纯度应高,根据制氮机不能制取高纯度氮气的特点,将灭火氮气纯度定为≥98.5%。

(3)采空区氧化带防火惰化指标:由于工作面风量较大,采空区氧化带较宽,根据重庆煤科院实验室煤样氧化试验,在氧浓度≤10%时,能抑制煤样氧化,因此将采空区氧化带惰化指标定为氧浓度≤10%。

(4)火区惰化指标:进风密闭内氧气浓度≤3%(停氮时),回风密闭内氧气浓度≤2%。

5.2.4.2氮气防灭火注氮流量采空区防灭火注氮流量必须在试验工作面防灭火注氮实践中考察,但在考察之前的注氮防火中和在确定制氮机的制氮能力时,都必须有依据,为此必须先计算注氮防火所需的理论流量。

a.按采空区氧化带氧含量计算Q N=60Q0(c1-c2)/(c N+c2-100) ---------(1)式中:Q0--采空区氧化带内漏风量,根据经验,按工作面风量的1/100取,取为10m³/min;c1--采空区内氧化带平均氧含量,取为15%;c2--采空区氧化带防火惰化指标,取为10%;c N--注氮防火时氮气纯度,取为98%;将以上数据代入(1)式得出:Q N=60×10×(15-10)/(98+10-100)=375 m³/hb.按采出空间计算按采出空间计算的实质就是向采空区注入一定流量的氮气,惰化每天采煤所形成的空间体积,使其氧气浓度降到惰化指标所需的注氮流量,可按下式计算:Q=A/24rtk1k2×(c1/c2-1) ---------(2)式中:Q—注氮流量 m3/h;A—年产量,取为900000t;t—年工作日,取为300d;r—煤的容重,为1.32t;k1 --管路输氮效率,取为0.9;k2 --注氮效率,取为0.8;c1 --采空区氧化带平均氧含量,取为15%;c2 --采空区氧化带防火惰化指标,为10%将以上数字代入(2)式,计算得:Q=900000/1.32×300×0.9×0.5×24×(0.15/0.1-1)=420m3/h(2)灭火注氮流量封闭注氮扑灭采空区火灾时的注氮量按公式(3)计算: Q N= nQ0c1/c2-Q0 -------------------(3)式中:Q N--灭火注氮量;Q0--火区体积;n---回采率,取为0.85;c1--火区原始氧含量,根据实际经验,取为6%;c2--灭火注氮的氧气含量惰化指标,取为3%,火区体积Q0按下式计算:Q0=(a+b+c)sh (3)式中:a-回采工作面宽度,7m;b-采空区冷却带宽度,取为20m;c-采空区氧化带宽度,取为60m;s-回采工作面长度,125m;h-回采高度,5.5m;将以上数据代入(2)、(3)式得出:Q0=0.85(7+20+60)×125×5.5=50840 m³Q N=50840×0.06/0.03-50840=50840 m³灭火时间取为5d(120h),则灭火注氮流量为423 m³/h。

综合几种公式计算结果,选取11矿防灭火注氮流量为400m³/h。

6氮气防灭火方法6.1 氮气灭火方法矿井火灾的发生是一个复杂的过程,火灾发生的原因不同,地点不同,发火严重程度不同,注氮灭火的方法亦不同。

平顶山矿务局11矿各类型的火灾可采取下列注氮灭火方法。

巷道冒顶区发生高顶火灾时,采取向冒顶区插管或打钻孔目标注氮灭火;当火势较大,灭火人员不能进入巷道目标注氮灭火时,则封闭巷道注氮气灭火;当采空区发生火灾时,可临时封闭工作面注氮气灭火。

6.1.1 巷道目标注氮灭火技术目标注氮灭火工艺为:巷道发生煤层自燃,不封闭巷道,直接向火源打钻注氮,氮气释放口离火源目标的距离不超过5m,钻孔打在火源的进风侧,孔距为2m,注氮流量为400m3/h,在火源的回风侧可打1~2个钻孔作为取样孔,通过取样孔监测火源的气体和温度值。

目标注氮的时间一般为2~4d,在注氮时必须连续注氮,在目标注氮时,工作面照常生产。

目标注氮的优点为:巷道冒顶区自燃时,如果火源及高温煤体面积较大,位置较高, 火源较隐敝,会给灭火带来很大的难度,因为注凝胶需打钻孔, 钻孔在短时间内很难全部到位控制整个火区,而此时如果插管注氮,即使氮气释放口离火源有一段距离,由于氮气比空气略轻,会迅速向上扩散到整个冒顶区,抑制火势的发展,迅速降低火源的温度和CO气体含量,虽然目标注氮不能彻底扑灭火源,但目标注氮能抑制火势的发展,为打钻注凝胶营造宽松的时间。

6.1.2 巷道封闭注氮灭火技术巷道内突然发生大火,不能用常规方法扑灭时,为防止火势扩大,应立刻封闭巷道注氮气灭火。

灭火时先将通往火灾地点的支巷口封闭,待输氮管路接通后再封闭主要进、回风口。

在发生火灾时,应尽早封闭火区,以保持封闭范围最小,为了抑制火势的发展,可先用板闭临时封闭火区注氮,迅速降低火区内氧气含量和扑灭明火,并同时在板闭外构筑砖闭,在砖闭上应分别设置注氮管(位于砖闭下部)、取气管(位于砖闭上部)和水柱计管(位于砖闭上部)。

火区经过连续注氮,当火区一氧化碳气体含量降为0,进风密闭内氧气含量降到3%以下,回风密闭内氧气含量降到2%以下时,可由救护队员在锁风状态下进入火区侦察,如果火源还有余温,则应立即用水浇灭高温煤炭,因为用氮气降温是不经济的。

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