第十章 惰氣防滅火

1、第九章第九章 惰氣防滅火惰氣防滅火第一節(jié)第一節(jié) 氮氣防滅火氮氣防滅火 第二節(jié)第二節(jié) 濕式惰氣滅火濕式惰氣滅火 第三節(jié)第三節(jié) 壓注惰泡防滅火壓注惰泡防滅火第一節(jié)第一節(jié) 氮氣防滅火氮氣防滅火一、一、氮氣的性質(zhì)氮氣的性質(zhì) 二二、（液）氮氣防滅火原理、（液）氮氣防滅火原理 三、三、氮的制備、貯存和輸送氮的制備、貯存和輸送 四、四、生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火 五、五、 封閉火區(qū)注氮封閉火區(qū)注氮 * *一、氮氣的性質(zhì)一、氮氣的性質(zhì)氮氣是氮氣是無色無色、無味無味、無毒、不可燃無毒、不可燃的氣體；的氣體；無腐蝕性，化學性質(zhì)穩(wěn)定；無腐蝕性，化學性質(zhì)穩(wěn)定；在標準狀態(tài)下，密度為在標準狀態(tài)下，密

2、度為1.25m3/kg1.25m3/kg，比重為，比重為0.960.96；在在atmatm下，下，19519588可液化成液態(tài)氮可液化成液態(tài)氮,-,-20920999時可變?yōu)楣腆w。時可變?yōu)楣腆w。 液氮與氮氣相比，具有體積小液氮與氮氣相比，具有體積小:0:0時兩者體積時兩者體積比為比為1 1647647，3535時為時為1 1731731；運輸量小。液；運輸量小。液氮滅火技氮滅火技 術也有應用。術也有應用。二、（液）氮氣防滅火原理二、（液）氮氣防滅火原理 、稀釋（窒息）作用、稀釋（窒息）作用 當空氣中氧氣含量降低到以下，當空氣中氧氣含量降低到以下，煤炭的氧化速度顯著降低，可消除自燃的危煤炭的氧化

3、速度顯著降低，可消除自燃的危險性；含氧量降到以下時，燃燒的火源險性；含氧量降到以下時，燃燒的火源會因缺氧而熄滅。會因缺氧而熄滅。 、液氮滅火的冷卻降溫作用、液氮滅火的冷卻降溫作用 在在的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為； 、稀釋抑爆作用、稀釋抑爆作用* *三、氮的制備、貯存和輸送三、氮的制備、貯存和輸送 1 1、氮氣制取氮氣制取 2 2、液氮或氮氣貯存液氮或氮氣貯存 液氮用低溫儲液槽車（用真空充填粉末或多液氮用低溫儲液槽車（用真空充填粉末或多層真空絕熱層真空絕熱） 氮氣用高壓罐氮氣用高壓罐 3 3、氮氣輸送、氮氣輸送 氮氣滅火氮氣滅火：用槽車運液氮至井口汽化站，：用槽車運

4、液氮至井口汽化站，然后用管道輸送至井下火區(qū)。然后用管道輸送至井下火區(qū)。 液氮滅火：液氮滅火：將液氮貯存于礦車槽車中直接運將液氮貯存于礦車槽車中直接運至火區(qū)附近的巷道內(nèi)，再用一根專用管接至火至火區(qū)附近的巷道內(nèi)，再用一根專用管接至火區(qū)。輸送液氮的管道一般采用銅鋁合金或不銹區(qū)。輸送液氮的管道一般采用銅鋁合金或不銹鋼管，管外加纏絕熱保護層，以保持低溫，提鋼管，管外加纏絕熱保護層，以保持低溫，提高降溫效果。直接把液氮注入火區(qū)，效果好。高降溫效果。直接把液氮注入火區(qū)，效果好。 氮氣制取氮氣制取 分離空氣制取氧氣和氮氣有三種工藝方法：分離空氣制取氧氣和氮氣有三種工藝方法：一、深冷空分法；深冷空分優(yōu)點是產(chǎn)氮純

5、度高，可達一、深冷空分法；深冷空分優(yōu)點是產(chǎn)氮純度高，可達99.9999.99，可同時生產(chǎn)出氮氣和氧氣，可同時生產(chǎn)出氮氣和氧氣; ;缺點是，從開機缺點是，從開機到產(chǎn)氮需要時間到產(chǎn)氮需要時間8 81212小時，生產(chǎn)液氮需要高壓，設小時，生產(chǎn)液氮需要高壓，設備不易維護。備不易維護。二、膜分離法。利用空氣中氧氣和氮氣等組分對高分二、膜分離法。利用空氣中氧氣和氮氣等組分對高分子薄膜的滲透率不同，氧氣透過膜壁而富集，氮氣未子薄膜的滲透率不同，氧氣透過膜壁而富集，氮氣未透過膜層滯留于原始氣體一側(cè)而富集。根據(jù)膜分離原透過膜層滯留于原始氣體一側(cè)而富集。根據(jù)膜分離原理制成的井下移動式制氮裝置，運行可靠，操作方便，

6、理制成的井下移動式制氮裝置，運行可靠，操作方便，隨機產(chǎn)生的氮氣就地注入采空區(qū)，進行防滅火，可節(jié)隨機產(chǎn)生的氮氣就地注入采空區(qū)，進行防滅火，可節(jié)省地面地建和井下管路工程投資。省地面地建和井下管路工程投資。三、碳分子篩變壓吸附法；變壓吸附制氮是年代三、碳分子篩變壓吸附法；變壓吸附制氮是年代才開發(fā)的一種新技術。它是利用氮氧分子對分子篩的才開發(fā)的一種新技術。它是利用氮氧分子對分子篩的擴散速度不同使其分離。擴散速度不同使其分離。 液氮或氮氣貯存和輸送（液氮或氮氣貯存和輸送（1 1）液氮或氮氣貯存和輸送（液氮或氮氣貯存和輸送（2 2）四、生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火四、生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火1 1、注氮制度選

7、擇注氮制度選擇 、惰化指標選擇、惰化指標選擇對于防火對于防火, ,一般注氮后氧濃度降低至一般注氮后氧濃度降低至10%10%以下以下, ,作為安全值。作為安全值。 、注氮參數(shù)選擇、注氮參數(shù)選擇 ）注氮強度）注氮強度 ）注氮方法）注氮方法 ）注氮口的位置）注氮口的位置 ）工作面的合理風量。）工作面的合理風量。4 4、實例、實例1 1、注氮制度和方式選擇、注氮制度和方式選擇注氮方式有連續(xù)式注氮方式有連續(xù)式 連續(xù)式注氮是把注氮作為生產(chǎn)工藝的一連續(xù)式注氮是把注氮作為生產(chǎn)工藝的一個組成部分，優(yōu)點是安全系數(shù)大，但成本較高；個組成部分，優(yōu)點是安全系數(shù)大，但成本較高；非連續(xù)式非連續(xù)式( (出現(xiàn)高溫后再注出現(xiàn)高溫

8、后再注) ) 。 待采空區(qū)出現(xiàn)自燃征兆后再向采空區(qū)注氮。待采空區(qū)出現(xiàn)自燃征兆后再向采空區(qū)注氮。這種方法成本低；前提是能及時、準確地進行這種方法成本低；前提是能及時、準確地進行自燃早期預報自燃早期預報 ，有充足的氮氣源，有充足的氮氣源，* * 、注氮參數(shù)選擇、注氮參數(shù)選擇 ）注氮強度）注氮強度( (注氮量注氮量) )： 因注氮方式、注氮口位因注氮方式、注氮口位置和注氮目的而異，強度置和注氮目的而異，強度要適當。既達到防火目的，要適當。既達到防火目的，又要經(jīng)濟和安全。又要經(jīng)濟和安全。 ）注氮方法：）注氮方法： 壓管注氮壓管注氮: :優(yōu)點是注氮工藝簡單，適用于連續(xù)注氮。優(yōu)點是注氮工藝簡單，適用于連續(xù)

9、注氮。 鉆孔注氮鉆孔注氮: :在采空區(qū)附近的巷道內(nèi)向采空區(qū)打鉆，利用鉆孔在采空區(qū)附近的巷道內(nèi)向采空區(qū)打鉆，利用鉆孔注入氮氣注入氮氣 。工藝較復雜，適用于非連續(xù)注氮，防火和滅火。工藝較復雜，適用于非連續(xù)注氮，防火和滅火。 ）注氮口的位置）注氮口的位置：上風巷或下風巷；其距工作面距離由注：上風巷或下風巷；其距工作面距離由注氮強度，氧化帶寬度和工作面風量等確定。壓管注氮時，一般距氮強度，氧化帶寬度和工作面風量等確定。壓管注氮時，一般距工作面；鉆孔注氮時一般距工作面。工作面；鉆孔注氮時一般距工作面。 ）工作面的合理風量）工作面的合理風量* *4 4、實例、實例圖9-1-1五、封閉火區(qū)注氮五、封閉火區(qū)注

10、氮1 1、注氮滅火方法、注氮滅火方法 1 1）向封閉火區(qū)注氮）向封閉火區(qū)注氮 2 2）定向注氮，目標惰化定向注氮，目標惰化2 2、提高注氮效果的途徑、提高注氮效果的途徑 1) 1) 適當增加密閉墻的氣密性，限制漏風量適當增加密閉墻的氣密性，限制漏風量2) 2) 增大注氮強度和保持注氮的連續(xù)性增大注氮強度和保持注氮的連續(xù)性3) 3) 選擇合適的注氮口位置選擇合適的注氮口位置3 3、封閉火區(qū)注氮用量的計算、封閉火區(qū)注氮用量的計算* *1 1）考慮漏風因素且注氮流量等于漏風量）考慮漏風因素且注氮流量等于漏風量: :2 2）不漏風時）不漏風時: :定向注氮，目標惰化定向注氮，目標惰化 某礦膠帶輸送機巷

11、發(fā)火，火源位置如圖所示。采某礦膠帶輸送機巷發(fā)火，火源位置如圖所示。采用氮氣滅火。遂在距火源用氮氣滅火。遂在距火源720720的位置建立一快速密閉的位置建立一快速密閉K1 K1 ，設注氮管，注氮量為，設注氮管，注氮量為140m3/min.140m3/min.當火區(qū)氧濃度當火區(qū)氧濃度 降到降到10%10%以下以下, ,火區(qū)氣體溫度降低后火區(qū)氣體溫度降低后, ,在材料井附近建立在材料井附近建立一道臨時密閉墻一道臨時密閉墻2 2， 接著又在火區(qū)上風側(cè)建立一密接著又在火區(qū)上風側(cè)建立一密閉墻閉墻K3,K3,使火區(qū)范圍縮小。同時注氮管口由使火區(qū)范圍縮小。同時注氮管口由K K 移至移至K3,K3,并用局扇吹洗

12、并用局扇吹洗K K至至K3K3間的巷道，火區(qū)范圍縮小后又用間的巷道，火區(qū)范圍縮小后又用 水和泡沫將巷道內(nèi)的火熄滅，這次滅火水和泡沫將巷道內(nèi)的火熄滅，這次滅火 共注氮量共注氮量618000m3618000m3。第二節(jié)第二節(jié) 濕式惰氣滅火濕式惰氣滅火一、惰氣發(fā)生裝置及其性能參數(shù)一、惰氣發(fā)生裝置及其性能參數(shù) 、供風裝置。、供風裝置。 、燃燒系統(tǒng)。、燃燒系統(tǒng)。 、供油系統(tǒng)。、供油系統(tǒng)。、冷卻系統(tǒng)。、冷卻系統(tǒng)。 、控制臺。、控制臺。 二二 工作原理與流程工作原理與流程 三、使用注意事項三、使用注意事項 DQ-150DQ-150型滅火惰氣發(fā)生器裝置型滅火惰氣發(fā)生器裝置 1-文氏測風窗文氏測風窗;2-皮托管

13、皮托管;3-對旋風機的電機對旋風機的電機;4-傾斜水柱傾斜水柱計計;5-導流風筒導流風筒;6-燃油噴燃油噴 咀咀 7-燃燒室燃燒室;8-水泵水泵;9-水池水池;10-水水套套;11-煙道煙道;12-孔板流量計孔板流量計;13-取敢樣管取敢樣管;14-冷卻冷卻 噴噴 水咀水咀;15-測測溫探頭溫探頭;16-起動點火起動點火;17-點火線圈點火線圈;18-操作按鈕操作按鈕;19-油量顯示積油量顯示積分儀分儀 ; 20-操作臺操作臺;21-測氧儀測氧儀;22-溫度顯示記錄溫度顯示記錄;23-油量變送油量變送器器;24-油泵油泵;25-油箱油箱;26-取取 氣箱氣箱 第三節(jié)第三節(jié) 壓注惰泡防滅火壓注惰

14、泡防滅火 用機械的方法產(chǎn)生并包裹惰氣的液體泡沫稱為惰氣機械泡沫用機械的方法產(chǎn)生并包裹惰氣的液體泡沫稱為惰氣機械泡沫, ,簡稱惰泡。壓注隋泡滅火就是借助管道有壓輸送簡稱惰泡。壓注隋泡滅火就是借助管道有壓輸送, ,將隋泡壓入被將隋泡壓入被滅火的區(qū)域滅火的區(qū)域( (如采空區(qū)等如采空區(qū)等) )進行滅火。隋泡滅火的實質(zhì)就是以惰氣進行滅火。隋泡滅火的實質(zhì)就是以惰氣取代空氣實現(xiàn)窒熄阻爆滅火和降溫滅火的取代空氣實現(xiàn)窒熄阻爆滅火和降溫滅火的 雙重目的。機理是：雙重目的。機理是：、泡沫本身具有粘度高、彈性大和密度小的特點，而高穩(wěn)定性泡、泡沫本身具有粘度高、彈性大和密度小的特點，而高穩(wěn)定性泡沫壓注在采空區(qū)的浮煤或巷道煤堆內(nèi)，則能較長時期滯溜，能使沫壓注在采空區(qū)的浮煤或巷道煤堆內(nèi)，則能較長時期滯溜，能使其空氣隔離，有利于防火。其空氣隔離，有利于防火。 、惰泡遇高溫（火源或燃燒物），泡沫所包裹的惰氣受熱膨脹，、惰泡遇高溫（火源或燃燒物），泡沫所包裹的惰氣受熱膨脹，破泡后釋放惰氣，窒熄或抑制火源燃燒。破泡后釋放惰氣，窒熄或抑制火源燃燒。 、泡沫與火源或燃燒物接觸，泡沫所含的水分被迅速蒸發(fā)