氮?dú)夥罍缁鸸こ淘O(shè)計(jì)

1、第三章氮?dú)夥罍缁鸸こ淘O(shè)計(jì)第一節(jié)氮?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)技術(shù)要求一、設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守?煤礦平安規(guī)程?第二百三十八條的各項(xiàng)規(guī)定.二、設(shè)計(jì)前要明確防滅火區(qū)域的位置、范圍及漏風(fēng)位置及漏風(fēng)風(fēng)量.漏風(fēng)嚴(yán)重時(shí),不得使用氮?dú)鉁缁?三、制定預(yù)防井下工作人員和進(jìn)行注氮工作人員吸入氮?dú)舛舷⒌钠桨才e措.四、 注氮量多少的主要根據(jù)是采空區(qū)內(nèi)的惰化程度,注氮量過大,也會(huì)使采空區(qū)內(nèi)CH4和CO大量外泄.使回風(fēng)巷道中氧含量急聚減少,要制定相應(yīng)的防范舉措.五、注氮期間一定要增強(qiáng)氣體監(jiān)測(cè).第二節(jié)氮?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)依據(jù)及主要內(nèi)容一、氮?dú)夥罍缁鹪O(shè)計(jì)依據(jù)1、當(dāng)?shù)貧夂驐l件冰凍期、最低溫度等；2、開采深度、礦井開拓方式和采取布置；3、開采方法、工作面

2、配風(fēng)量及工作面幾何參數(shù)；4、煤層賦存條件,地質(zhì)構(gòu)造,頂板巖性和丟煤情況；5、防滅火區(qū)的自燃條件.詳見第一章二、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、氮?dú)夥罍缁鸸に囅到y(tǒng)；2、氮?dú)獾闹苽渑c設(shè)備；3、氮?dú)獾膰娮⒎椒ǎ?、氮?dú)夥罍缁饏?shù)；5、氮?dú)夥罍缁鸬谋O(jiān)測(cè)；6、工藝系統(tǒng)圖的繪制及設(shè)計(jì)說明書的遍寫.第三節(jié)氮?dú)夥罍缁鹪硪?、氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)1、在空氣中約占79%,無色、無嗅、無毒,與同體積空氣重量比為0、97,在標(biāo)準(zhǔn)氣壓和273K時(shí),氣體密度為1、25g/L.2、不燃燒,也不阻燃,溶水極微,性質(zhì)穩(wěn)定,不易于其它化學(xué)元素化合,無腐蝕性.二、防滅火原理1、降低采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)氧氣的含量,使采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)氣體惰化,降低或阻止煤炭的氧化

3、.2、使采空區(qū)或火區(qū)形成正壓,減少或杜絕空氣進(jìn)漏入采空區(qū)或火區(qū),形成窒息區(qū)域.3、降低采空區(qū)或火區(qū)的氣體溫度和周圍介質(zhì)溫度,使煤炭氧化停止.4、使采空區(qū)或火區(qū)內(nèi)有爆炸性的混合氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o爆炸性的惰性混合氣體,消除爆炸危險(xiǎn)性.綜合來講,其防滅火原理為：窒息作用、抑爆作用、冷卻作用.三、氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)點(diǎn)氮?dú)饪梢猿錆M任何形狀的有限燃燒空間,便于對(duì)采空區(qū)深部,高冒處等難以接近的地點(diǎn)進(jìn)行滅火；吸熱降溫,滅火快,不污染設(shè)備及工作面環(huán)境,且有利于預(yù)防瓦斯、煤塵爆炸.由于氮?dú)鈦碓磸V,制取容易.注氮工藝簡單,易于實(shí)施,而且氮?dú)饩哂蟹阑鸺夹g(shù)可靠、效果顯著,本錢低廉等優(yōu)點(diǎn),因此,應(yīng)用氮?dú)庾鳛槊旱V防滅火舉措有著廣闊的

4、開展前景.第四節(jié)氮?dú)夥罍缁鸸に囋硪?、注氮工?、注氮方式及管路設(shè)置制氮設(shè)備安設(shè)在采區(qū)配電點(diǎn),氮?dú)夤苈凡捎?寸無縫鋼管,延伸進(jìn)采空區(qū).1預(yù)防性注氮1預(yù)防性注氮,即向采空區(qū)隨采隨注,必須嚴(yán)格限制注氮時(shí)間及注氮量.保證采空區(qū)氣體逸出不得造成回采工作面有害氣體超限,到達(dá)預(yù)防自燃的目的.2工作面U型通風(fēng),根據(jù)通風(fēng)負(fù)壓作用方向,注氮管路鋪設(shè)在工作面進(jìn)風(fēng)巷.設(shè)置要求如下：A、應(yīng)靠順槽外側(cè)底板鋪設(shè),安設(shè)牢固,特別是要埋入采空區(qū),預(yù)防支架移動(dòng)掛斷和頂板煤巖冒落破壞,影響注氮效果.B、氮?dú)忉尫趴趹?yīng)高于底板,與工作面保持平行,不可孔口向上,并用石塊、木垛等妥善保護(hù).預(yù)防煤、巖、泥水等灌入管內(nèi)封堵孔口.2滅火注氮滅

5、火注氮即封閉注氮.工作面一旦發(fā)生自燃發(fā)火事故,因設(shè)備龐大繁多,不宜撤出.在上下兩巷可對(duì)火區(qū)采用快速密閉進(jìn)行封閉,打開閘閥,順風(fēng)向火區(qū)注氮.向采空區(qū)注氮,采空區(qū)內(nèi)空間承受充氮增加氣體體積的水平,應(yīng)由火區(qū)密閉設(shè)置的調(diào)壓管進(jìn)行調(diào)節(jié).應(yīng)始終使其內(nèi)保持正壓狀態(tài).3封閉方式根據(jù)工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽實(shí)際情況,提出以下幾種方式A、構(gòu)筑防火門進(jìn)行封閉注氮：在工作面進(jìn)風(fēng)順梢適當(dāng)位置構(gòu)筑防火門,把所有設(shè)備封閉在內(nèi)；在工作面回風(fēng)順槽適當(dāng)位置設(shè)置快速密閉,將工作面進(jìn)行封閉,實(shí)施注氮.B、設(shè)置快速密閉進(jìn)行封閉注氮：在工作面上下兩巷距開切眼較近的適當(dāng)位置超前支護(hù)以外設(shè)置快速密閉實(shí)施注氮.C、快速密閉的方式可采用充氣氣囊或板閉

6、間填凝膠的方式.無論何種方式,進(jìn)風(fēng)巷密閉須留設(shè)注氮管孔和觀測(cè)孔,回風(fēng)巷密閉須留設(shè)注氮管孔、觀測(cè)孔和排氣孔.被密封的電纜或皮帶要落地并掩埋,同時(shí)要采取舉措保證密閉不漏風(fēng).D、啟封密閉和排放氮?dú)庖朴唽ｉT的平安舉措.2、注氮治理1注氮量的多少,主要是依據(jù)采空區(qū)內(nèi)氣體監(jiān)測(cè)成分進(jìn)行決定它與工作面推進(jìn)速度和煤的自燃發(fā)火期相關(guān),應(yīng)以距工作面30米處,采空區(qū)氣體成分調(diào)整注氮量,即氧氣小于10%,一氧化碳小于0、005%,以及工作面各處發(fā)現(xiàn)高溫,異味等都應(yīng)加大注氮量.2增強(qiáng)工作面及回風(fēng)巷的氧氣檢測(cè),除利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)常監(jiān)測(cè)外,還應(yīng)用氧氣檢測(cè)儀表隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè).發(fā)現(xiàn)氧氣小于18%時(shí),應(yīng)立即停止工作,撤出人員,減

7、少注氮量,待風(fēng)流中氧氣大于18%時(shí),方能恢復(fù)工作.3注氮管內(nèi)的氮?dú)饧兌茸钌俨坏玫陀?7%.4注意檢查工作面,特別時(shí)回風(fēng)流及回風(fēng)隅角中瓦斯涌出情況,發(fā)現(xiàn)由采空區(qū)內(nèi)大量涌出瓦斯,使風(fēng)流超限時(shí),可適當(dāng)減少注氮量或其它有效舉措處理.5利用注氮管第一次向采空區(qū)注氮,或停止注氮后再次注氮時(shí),應(yīng)利用工作面附近的三通閥門,先排出管內(nèi)空氣,待氮?dú)獬霈F(xiàn)后,再調(diào)整閥門注入采空區(qū),預(yù)防將空氣注入采空區(qū).6建立健全注氮治理專業(yè)隊(duì)伍和各級(jí)專業(yè)人員的責(zé)任范圍、崗位責(zé)任制,增強(qiáng)注氮技術(shù)治理工作,并作好日常檢查、治理,維護(hù)工作.第五節(jié)自燃發(fā)火期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)為有效地預(yù)防煤炭的自燃,防患于未然,除對(duì)開采煤層進(jìn)行自燃傾向鑒定外,必須把綜

8、合防滅火放在首位,做到以防為主,以治為輔.在開采期間,還要進(jìn)行自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),早期發(fā)現(xiàn),及時(shí)撲滅,以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行.一、煤層自燃發(fā)火特征及預(yù)報(bào)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院提出采用CO自燃發(fā)火預(yù)報(bào),它有兩個(gè)參數(shù),即發(fā)火系數(shù)H1、H2；發(fā)火系數(shù)H1是取樣地點(diǎn)CO含量與風(fēng)量的乘積,即單位時(shí)間內(nèi)CO的絕對(duì)發(fā)生量(m3/min)為Hi=CXQ(m3/min)式中：C回風(fēng)側(cè)氣樣中的CO含量Q生產(chǎn)工作面回風(fēng)側(cè)風(fēng)量m3/min.發(fā)火系數(shù)H2是單位時(shí)間內(nèi)CO絕對(duì)的發(fā)生量與氧氣絕對(duì)消耗量的比值,即H2=CxQ/gxzQ式中：NQ2氧氣絕對(duì)消耗量,%.zdQ采區(qū)漏風(fēng)量,即入、排風(fēng)量差值m3/min.用發(fā)火系數(shù)Hi

9、、H2來預(yù)報(bào)火災(zāi)：H10、0059m3/min時(shí),視為井下火災(zāi)臨界值；H11、8時(shí),定為發(fā)火預(yù)報(bào)值；H21、0時(shí),定為平安值；H2=1、01、8時(shí),定為增強(qiáng)觀察值.詳見趙宏珠、石平五編?厚煤層放頂煤開采設(shè)備與技術(shù)?P123頁二束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)比擬選用KHY3型礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)該系統(tǒng)廣泛用于煤礦自燃火災(zāi)預(yù)報(bào)和防治工作,對(duì)井下任意地點(diǎn)的.2,N2,CO,CH4,CO2,C2H6,C2H2,SF6等氣體含量實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè),通過烷烯比、鏈烷比的計(jì)算,及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)發(fā)火點(diǎn)的溫度變化,為煤礦自燃火災(zāi)和礦井瓦斯事故的防治提供科學(xué)依據(jù).系統(tǒng)主要有粉塵過濾器、單管、束管、分路箱、抽氣泵、氣體采樣限制柜、監(jiān)

10、控微機(jī)、束管專用色譜儀、打印輸出設(shè)備、網(wǎng)卡,系統(tǒng)軟件等組成.主要功能如下：1束管采樣,色譜儀分析,無需任何電化學(xué)傳感器.2自燃火災(zāi)預(yù)報(bào)功能.3系統(tǒng)自動(dòng)限制,24小時(shí)在線監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)無人職守.4輸出功能齊全：產(chǎn)生正常分析、束管分析,趨勢(shì)分析報(bào)表及趨勢(shì)圖等八種圖象.5具體氣體含量超限自動(dòng)報(bào)警功能.6數(shù)據(jù)庫記錄個(gè)數(shù)小于等于108,對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比7具有聯(lián)網(wǎng)功能,實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)共享,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依第四章阻化劑防滅火工程設(shè)計(jì)第一節(jié)阻化劑防滅火設(shè)計(jì)技術(shù)要求一根據(jù)?煤礦平安規(guī)程?第235條規(guī)定：采用阻化劑防滅火時(shí),應(yīng)遵守以下規(guī)那么：1選用的阻化劑材料不得污染井下空氣和危害人體健康.2必須在設(shè)計(jì)中對(duì)阻化劑的

11、種類和數(shù)量、阻化效果等主要參數(shù)作出明確規(guī)定.3應(yīng)采取預(yù)防阻化劑腐蝕機(jī)械設(shè)備、支架等金屬構(gòu)件的舉措.4采用阻化劑防滅火要同其它舉措統(tǒng)籌考慮.5采用阻化劑防滅火要因地制宜.第二節(jié)阻化劑防滅火設(shè)計(jì)依據(jù)和主要內(nèi)容一設(shè)計(jì)依據(jù)和根本資料1煤的物理、化學(xué)性質(zhì)；2礦井周圍地理環(huán)境、水源,氣候條件；3煤層頂、底板巖性；4采掘方法、開拓系統(tǒng),采區(qū)布置；5煤的自燃發(fā)火期,發(fā)火特征.詳見第一章二設(shè)計(jì)主要內(nèi)容專門設(shè)計(jì)中應(yīng)包括：阻化劑防滅火工藝系統(tǒng)、噴灑或壓注阻化劑操作規(guī)程,質(zhì)量檢查制度,日常觀測(cè)制度等,即以下內(nèi)容：1阻化劑種類及其配置；2噴灑阻化劑的參數(shù)計(jì)算；3阻化劑噴灑工藝系統(tǒng)；4阻化劑噴灑方法；5阻化劑防滅火治理.

12、三阻化劑滅火機(jī)理1阻化劑吸附于煤的外表形成穩(wěn)定的抗氧化物保護(hù)膜,降低煤的吸氧水平.2溶液蒸發(fā)吸熱降溫.3降低煤在低溫時(shí)的氧化活性.4某些阻化劑如消石灰與煤內(nèi)一些容易自燃的成分腐植酸化合,生成不易自燃物質(zhì).阻化劑以其無毒、價(jià)廉、易于制備,加少量于水中就能有效而被廣泛地用于井下防火.第三節(jié)阻化劑的種類及選擇一阻化劑的種類用于煤礦防滅火的阻化劑主要有：CaCl2,MgCl2,BaCl2,AgCl3,FeCl2,NaCl,ZnCl2,CaSO4,MgSO4,Na2SO4,CaSO4,CaOH2、二阻化劑的選擇阻化劑選擇遵循以下條件：1阻化率高；2阻化衰退期要長；阻化衰退期即阻化氧化的有效日期,又稱阻化

13、劑的阻化壽命.阻化率高,且阻化壽命長為良好阻化劑.3平安性好；4來源可靠,供給充足,運(yùn)輸方便.5費(fèi)用低,價(jià)格廉價(jià)；6對(duì)井下設(shè)備、設(shè)施腐蝕性??；鑒于有些阻化劑CaCl2,MgCl2溶液一旦失去水分不但阻化氧化的作用停止,而且能轉(zhuǎn)化為催化劑,促進(jìn)煤的氧化與自燃,且對(duì)金屬有一定的腐蝕作用,本設(shè)計(jì)選用消石灰CaOH2作為阻化劑.第四節(jié)噴灑阻化劑參數(shù)計(jì)算一阻化劑溶液的濃度p=TCX100%=T+T+VX100%式中：p阻化劑溶液濃度,%；C阻化劑溶液量,kg；T阻化劑用量,kg；V用水量,kg.我國噴灑阻化劑最正確阻化效果濃度為15%20%.在今后的實(shí)踐中可根據(jù)工作面實(shí)際情況調(diào)整,設(shè)計(jì)取15%.二松散煤

14、浮煤的密度這個(gè)參數(shù)由設(shè)計(jì)單位實(shí)測(cè)取得,也可參照鄰近礦.本設(shè)計(jì)取0、9t/m3.三原煤的吸液量每立方米煤吸收阻化劑溶液量為吸液量,此參數(shù)由實(shí)測(cè)或參考鄰近礦取得.設(shè)計(jì)取15%阻化溶液濃度時(shí),吸液量為50kg/t參見?煤礦平安工程設(shè)計(jì)?P383四阻化劑溶液的密度此參數(shù)可參照鄰近礦取得,待實(shí)測(cè)后調(diào)整.本設(shè)計(jì)取15%濃度以上各種參數(shù),目前設(shè)計(jì)中均為參考其它礦取得.在今后實(shí)測(cè)中,可根據(jù)礦井實(shí)際情況予以修正,以便更貼近實(shí)際情況.五工作面一次噴灑量工作面一次噴灑量,即工作面一次噴灑范圍內(nèi)所需的阻化劑溶液量.包括底板浮煤qi和護(hù)頂煤的噴灑量q2.本工作面采用一次采全高綜放工藝,不留護(hù)頂煤只計(jì)算q1.1按浮煤重量計(jì)算q1p=KG1A1=KLBM1r1A12按浮煤體積計(jì)算q1V=KV1A1=KLBM1A13工作面一次噴灑量為q=q1p=q1v式中：q工作面一次噴灑量,kg；qip按重量計(jì)算浮煤一次噴灑量,Kg;q1v按體積計(jì)算浮煤一次噴灑量,Kg；K一次噴灑加量系數(shù),一般取1、2;G一次噴灑范圍內(nèi)的浮煤重量,Kg；V一次噴灑范圍內(nèi)的浮煤體積,Kg；L工作面長度,m；B一次噴灑寬度,m,取2、4;M1底板浮煤平均厚度,m取0、3；A1底板浮煤原煤吸液量的平均值,Kg/t；貝Uq=q1=1、2X60X2、4X0、3X0、9X50=2275、2(Kg)六工作面一次噴灑所