购置注氮机可行性报告

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1、购置注氮机进行氮气灭火可行性报告救护大队二○一一年十二月121、前言随着矿井开采深度的增加和机械化程度的提高，煤层自燃发火现象愈来愈普遍，尤其是高突矿井的煤层自燃发火呈逐年上升趋势，矿井防灭火工作也愈加困难。因自燃火灾造成了人员伤亡，煤炭被冻结，价值数千万元的机械设备被封闭在火区内，井下自燃火灾严重威胁着煤矿的安全生产。因此，防治自燃发火工作安全生产的一个重要环节。传统的封闭、均压、堵漏、窒息、启封的方法在防爆、工艺、灭火时间、投入人力物力、恢复生产、经济损失等方面存在诸多缺点和不利。为了保障生命财产和安全生产，很多矿区积极引进和推广应用了

2、国内外先进的防灭火技术，有效控制了自燃火灾，注氮气防灭火就是其中的一种。氮气防灭火技术防爆抑爆，具有安全可靠、灭火快、投资省、成本低、启封加速等先进和独到的优点。对于自燃发火严重的矿井可单独建立氮气防灭火系统与其他防灭火技术配套使用，对于自燃发火偶发的矿区可购置注氮机及相关设备集中管理使用。永贵公司自燃发火矿井（发祥、石桥等）不多，且分布较散，建议先购置一台矿用膜分离移动式可车载制氮系统（1000m3/h）集中管理使用。2、氮气防灭火的原理及特点空气中的氮气体积含量为78.1％，氮气N2分子量28比空气略轻，在标准状态下，１立方米氮气的质量

3、为1～1225kg。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：迅速充满采空区降低采空区氧含量采空区O2<12%瓦斯瓦斯不爆炸采空区O2<10%抑制采空区浮煤氧化自燃采空区O2<5%可初步证明已扑扑灭采空区煤层自燃氮气防灭火的特点为：（1）、氮气可充满封闭范围内的所有空间，特别有利于采空区上部和巷道冒顶区的防灭火。（2）、通过管道（防尘、抽放、注浆、压风等）输送，不需用水，输送方便。（3）、灭火过程中不损坏井巷和设备，使灾后恢复生产工作简单。（4

4、）、氮气本身无毒，使用安全。（5）、使用方便，投入防灭火速度快，采空区有发火征兆时，只需开启阀门，便可迅速向采空区注入氮气。（6）、12灭火速度快，能迅速降低封闭区的氧气含量使火区窒熄。（7）、定点目标注氮时，能迅速降低巷道冒顶区的CO含量，保证灭火人员的安全。（8）、提高火区内气体压力，减少火区漏风。3、氮气防灭火和传统防灭火的比较（1）、安全性。氮气防灭火能迅速使灾区O2<12%，O2的相对浓度迅速降低，防爆、抑爆的安全性特点独具，这是常规的防灭火技术无法替代的。传统的各种封闭法条件下火区内瓦斯必然上升必定经过爆炸界限，可爆气体经过火点

5、产生爆炸和连续爆炸极具可能。现场很多案例足以明证，这给矿井财产和人员安全造成极大威胁。(2)、灭火速度。氮气进入封闭空间后很快到达火源点，能迅速降低封闭区的氧含量使火区窒熄，从注氮到恢复生产大约15天左右。传统的封闭、均压、注浆注胶注水等方法，浆液很难快速到达火源点，火一般都在3个月以上甚至更长时间才能熄灭。（3）、操作实施的可行性。注氮操作工艺简单，投入防灭火速度快，采空区有发火征兆时，只要开启制氮机，便可迅速向采空区注入氮气。传统方法需多建防爆墙、永久墙，还需采取各种方法堵漏，更需投入大量人力、物力恢复生产，环节复杂，所需材料多，操作实

6、施困难不方便。（ 4）、防灭火成本与经济性。氮气设备尽管一次性投入大（一台制氮机约150万元），但氮气成本0.5元/m312左右，其它防灭火设备虽然前期投入少，但材料成本高。但经济上氮气防灭火经济好。氮气从灭火到恢复生产一般全过程15天左右。传统方法一般为3个月甚至更多，假设30天，耽误生产假设15天计算，若一个采煤面每天出煤炭1000t按50万元计算，耽误生产15天就是250万元，而实际的耽误生产、资源、财产等损失远远超出。4、制氮设备　　我国煤矿防灭火目前所选用的制氮设备有：地面固定式的深冷制氮气设备；矿用地面固定式、地面移动式和井下移

7、动式的变压吸附制氮设备；矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式的膜分离制氮设备。按空分原理可分为深冷式、变压吸附式和膜分离式。近几年来，尤以变压吸附和膜分离制氮设备在煤矿现场应用得最多。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,占地面积小和体积小等优点，故选膜分离制氮系统多为矿井采用。按防灭火形式选：分移动式和固定式。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

8、固定式服务的矿井多,一旦其它矿急需灭火,还可支援其它矿灭火,故选为移动式。为满足煤矿选择氮气源设备的需要，煤炭科学研究总院重庆分院研制开发出KGZD系列（氮气纯度为98%，产气量