液氮技术在我国矿井防灭火领域中的应用

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1、液氮技术在我国矿井防灭火领域中的应用于贵生，王刚，梁运涛（煤矿安全技术国家重点实验室煤炭科学研究总院沈阳研究院辽宁沈阳110016）摘要：液氮技术基于液态氮气本身体积小、易于贮运的特点，充分发挥液氮抑爆、窒息、冷却等多种作用，采用直接向防灭火区注洒液氮以及液氮汽化为气氮向防灭火区注入的方法，可广泛应用于煤矿井下自燃火灾及外因火灾的处理，具有可防可灭且灭火后易于井下生产恢复的特点。实践证明，液氮技术可作为煤矿预防处理井下大型火灾事故的一项重要技术手段，对于保障我国煤矿安全生产必将起到重要的促进作用。关键词：液氮技术；煤矿外因火灾；煤矿自然发火；防灭火Applicationofliquidni

2、trogeninthefieldofcoalminefirepreventionandcontrolYuGuisheng,WangGang,LiangYuntao（StateKeyLaboratoryofCoalSafety,ShenyangBranchofChinaCoalResearchInstitute,Shenyang,110016,China）Abstract:Liquidnitrogentechnologybasedontheliquidnitrogenitselfissmallandeasystoragefeatures,directlytothefireprevention

3、districtnotespilledliquidnitrogenandliquidnitrogenvaporizedgasinjectionofnitrogentothefirepreventiondistrict,andgivefullplaytotheliquidnitrogenexplosionsuppression,choking,coolingandavarietyofroles,canbewidelyusedincoalminespontaneouscombustionfireandthefireofexogenous,witheasy-to-recoverycharacte

4、risticsofundergroundproductioncanpreventoffandfire-fighting.Practicehasprovedthattheliquidnitrogentechnologycanbeanimportantmeanstodealwithalargeundergroundfireaccidentpreventionincoalmine,canplayanimportantroleinpromotingtheprotectionofthecoalmineproductionsafety.Keywords:Liquidnitrogen;mineexter

5、nalfire;minespontaneouscombustion;minefirepreventionandcontrol0引言近年来我国煤矿火灾事故仍然较严重[1]，在造成设备及资源巨大损失的同时对井下作业人员的生命安全也构成了极大威胁。随着科技的进步，煤矿防灭火技术工艺也得到了的不断扩展，液氮技术由于具有抑爆、窒息、降温冷却、安全可靠、操作简单等优点，作为一项先进的防灭火技术已在国外得到了广泛应用。我国煤矿在该项技术的利用方面，神华宁夏煤业集团公司应用液氮技术的时间较长，拥有比较成熟的经验，并应用于羊场湾煤矿自然发火防治、汝箕沟煤矿工作面火灾事故等所属煤矿的自燃火灾与外因火灾事故的处

6、理，均取得了良好效果。目前，液氮防灭火技术[2]由于受到成本、产能、运输等客观条件的制约，在我国煤矿大规模推广应用方面受到了一定限制，但液氮技术作为煤矿预防处理井下大型火灾事故的一项重要技术手段，对于保障我国煤矿安全生产必将起到重要的促进作用。本文将对现阶段两种主要液氮技术工艺，即直接向防灭火区注洒液氮以及液氮汽化为气氮向防灭火区注入技术在煤矿井下自燃火灾及外因火灾防治方面的技术应用以及液氮技术工艺要求等方面予以阐述。1液氮防灭火原理1.1氮气的物理性质（1）标准气压和273K条件下，气体密度为1.25g/L。无色、无味、无毒，与同体积空气重量比为0.97，空气中约占79%。（2）标准压力

7、下，液氮汽化至273K（0℃）时，其体积可膨胀643倍；汽化至298K（25℃）时，1m3可形成700m3的气氮；按重量计算，1t形成870m3的气氮。（3）不燃且不助燃，溶水极微，性质稳定，不易与其他化学元素化合，无腐蚀性等。（4）空气冷却至77K（-195.8℃）时，经空分设备便可从空气中分离出液氮。1.2防灭火原理液氮的防灭火原理[3]可以从以下三个方面进行阐述：（1）窒息作用在封闭区内充入氮气排出原有体积内的空气