新疆公司潘津工业煤矿2202采空区注氮防灭火安全技术措施
2202采空区注氮防灭火安全技术措施
一、工程概况
为有效抑制2202采空区遗煤自燃，做好采空区防灭火工作，经研究对2202采空区采取注氮措施，为确保注氮期间安全，并达到预期注氮效果，根据《潘津工业煤矿防治采空区自燃发火的设计方案及措施》，特编制本措施。 二、 成立注氮领导组
组 长：慈忠贞
成 员：祝家栋、王永帅、孟卫国、陈淼、李广峰、蒋士仪、李亚楠 职责分工：
1、组长：慈忠贞负责注氮期间通风安全及注氮的指挥工作。 2、成员：
祝家栋：负责注氮期间矿井上下通讯及联络工作，保证通讯畅通。 王永帅：负责注氮期间安全管理及一氧化碳、瓦斯、氧气的检查工作。 孟卫国：负责注氮机的安全操作，根据氮气浓度适当调整注氮流量。 陈淼：负责巡查注氮管路完好情况，保证管路无漏气现象。 李广峰：负责注氮机的开关，保证注氮设备正常运转。
蒋士仪：负责2202工作面上隅角人员的撤离及工作面上下隅角挡风帘的吊挂。
李亚楠：负责地面束管监测监控系统的操作及气样分析。 三、注氮前的准备工作
1、注氮前首先检查注氮机、压风机等设备，保证各设备正常运转。
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2、调度室保证注氮期间通讯系统畅通，在注氮机房、2202皮带顺槽工作面各安装一部电话，以便井下人员反馈信息。
3、检查2202上下隅角挡风帘吊挂是否到位。
4、检查束管监控检测系统、2202工作面上隅角一氧化碳探头及瓦斯探头，确保正常工作；把束管深入2202工作面上隅角采空区10米处。
5、由通修队人员检查注氮管路的完好情况，确保注氮期间严密不漏气。 四、施工方法
1、注氮防灭火惰化指标
注氮灭火惰化指标不得大于3%，注氮防灭火惰化指标不得大于7%；注入的氮气浓度不小于97%。
2、注氮系统
我矿采用地面固定式制氮防火系统。制氮机型号为PSA-700。 3、注氮量计算
确定注氮量主要是根据防灭火区的空间大小及自燃程度确定，根据我矿2012年计划产量（60万吨）、吨煤注氮量、瓦斯量进行计算。
⑴按工作面产量计算
此法计算的实质是在单位时间内注氮充满采煤所形成的空间，使氧气浓度降到防灭火惰化指标以下。
QN =[A/(1440ptn1n2)]×(C1/C2－1)
=[600000/(1440×1.26×330×90%×75%)]×(20.8%/7%－1) =2.93m3/min
式中：
QN—注氮流量，m3/min；
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A—年产量，取600000t； t—年工作日，取330d； p—煤的密度，1.26t/m3； n1—管路输氮效率，取90%； n2—采空区注氮效率，取75%； C1—空气中的氧浓度，取20.8%； C2—采空区防火惰化指标，取7%。 ⑵按吨煤注氮量计算
此法计算是指工作面每采出1t煤所需的防火注氮量，根据国内外的经验，每吨煤需5m3氮气量，可按下式计算注氮流量：
QN =5AK/330×60×24
=5×600000×93%/330×60×24 =5.87m3/min 式中：
QN—注氮流量，m3/min； A—年产量，取600000t； K—工作面回采率，取93%。 ⑶按瓦斯涌出量计算 QN =QcC/(10－C)
=900×0.5%/（10-0.5%） =0.45 m3/min 式中：
Q N—注氮流量，m3/min；
Qc—工作面通风量，取900m3/min； C—工作面回风流中的瓦斯浓度，取0.5%。
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⑷注氮量确定
根据上述计算结果，注氮流量取大值5.87m3/min，考虑1.3的备用系数，全矿井注氮量按500m3/h考虑。
4、管路选型及铺设
我矿选用一台PSA-700型地面固定式制氮机，注氮管路从地面到井下均选用D133×5mm无缝钢管一趟，
注氮管路沿制氮站、工业场地、主斜井、胶带运输石门、胶带运输下山、2202工作面皮带顺槽敷设。地面管道采用埋设方式铺设，埋深为冻结深度以下。主斜井井筒内的管道采用托架沿墙敷设。工作面皮带顺槽内的管道在帮部吊挂铺设。
5、注氮方式及方法
当2202采空区一氧化碳经连续观测持续升高并超过24ppm时，采用埋管式间断性注氮，当推进缓慢时改用连续性注氮。
6、注氮工艺
选用埋管注氮工艺，即在工作面的进风顺槽沿采空区埋设一趟DN108管路，其中第一个氮气释放口设在开切眼。当第一个释放口埋入采空区30m（2202采空区氧化带）后开始注氮，同时埋入第二趟注氮管路(注氮管口的移动步距暂时选定为30m，可通过实际注氮效果考察进行修正)。当第二趟注氮管口埋入采空区30m后向采空区注氮，同时停止第一趟管路注氮，并又重新埋设注氮管路，如此循环，直至工作面采完为止。如果发现注氮压力异常或管路堵死，必须立即倒换管路。
7、注氮效果的评估
注氮期间，从地面束管监测监控站连续不断的对2202采空区进行气体采集分析，当2202采空区氧气浓度低于7％时方可停止注氮。 六、安全技术措施
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（一）注氮设备操作安全注意事项
1、注氮前必须认真检查各项准备工作，注氮埋管期间通修队要与采煤队密切配合好，确保氮气管路及其附属安全装置完好，检查各阀门开闭状况是否符合要求，制氮装置完好性。
2、各项准备工作就绪后，制氮机操作人员应通知调度室。
3、调度室同意后，通知采面注氮人员打开注氮阀门，同时通知制氮机司机按规定时间及质量要求开机制氮、送氮。
4、制氮机根据用气压力和用气量调节流量计前面的调压阀和流量计后的产氮阀,不要随意调大流量，以保证设备的正常运转。
5、空气进气阀和氮气产气阀开度不宜过大，以保证纯度达到最佳。 6、调试人员调节好的阀门不要随意转动，以免影响纯度。
7、不要随意动制氮机电控柜内的电器件，不要随意拆动气动管道阀门。 8、操作人员要定时察看机上四只压力表，对其压力变化作一个日常纪录以备设备故障分析。
9、机运队操作人员做好注氮机运行记录。 （二）注氮安全注意事项
1、为确保安全，注氮前通修队巡管路人员必须巡视管路的完好情况，确认完好汇报调度室。由调度室通知采煤队工作面当班第一安全负责人和采面专职瓦检员后，方可进行注氮。
2、?注氮前必须认真检查管路、注氮位置和各阀门开关状况是否符合要求。
3、注氮初期，使管路内“憋气”，通修队指定专人迅速巡视注氮管路系统检查有无漏气，发现漏气立即处理。系统无问题后先进行排空，管路中O2低于3%时方可向采空区内注氮。
4、定期对氮气出口的安全阀进行可靠性检测。
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注氮措施
