液氮防灭火实施方案

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1、华亭煤业集团公司东峡煤矿矿井液氮防灭火实施方案2013年1月11日矿井液氮防灭火实施方案—、矿井基本性况东峡煤矿井田面积2.2356km2,现有地质储量7880.1万吨，可采储量5673万吨，服务年限36年。主采煤6层，平均总厚度34米，煤层结构复杂。煤种为低灰、低硫、低磷、高挥发分、高活性、高发热量的长焰不粘煤。矿井最大涌水量50〜60nv7h。煤层屮瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。无冲击地压、煤与瓦斯突出危险，矿井开采煤层为易自燃煤层，自然发火期3-6个月，最短自然发火期37天。矿井采用片盘斜井多水平开拓方式，设计

2、开采深度为+1365〜+810米，目前井田向斜轴东翼开采水平位于+1075〜+1005米，布置一个大倾角倾斜分层走向长壁综合机械化放顶煤工作面，倾角28〜47°o在向斜轴西翼扩大区+930〜+875米布置一个急倾斜综采放顶煤工作面，倾角52°o矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。在地面风机房安装两台BDK-8-No.24型对旋轴流式通风机，一台工作，一台备用，电动机功率为2X220kW,额定风量2280〜11760m7min，风压范围1200〜4020Pa。矿井目前总供风量3500m7min,等积孔1.92

3、m2,属中等通风阻力矿井。2、矿井现有防灭火系统矿井现有防灭火措施以注氮为主，灌浆、高分子泡沫堵漏等综合防灭火措施为辅。黄泥灌浆系统在回风井筒口建有一搅拌池，灌装时用汽车将黄土拉运至搅拌池，水源来自矿井污水处理站处理后的污水，主管路采用D108X5钢管与各生产水平、工作面上顺槽和采空区相连，采用采后集中灌浆的方法处理采空区。做为矿井综放工作面主要防灭火手段的注氮系统现只装备一台2008年购置的DT500/8井下移动式制氮机，最大制氮能力400m7ho配件缺乏，一旦发生故障就影响到矿正常的注氮工作。二、氮气的物理性质

4、及防灭火原理1、氮气的物理性质(1)在空气中约占79%,无色、无嗅、无毒，与同体积空气重量比为0.97；在标准气压和273K时，气体密度为1.25g/Lo(2)在标准压力下，液氮气化至273K时，其体积膨胀643倍;汽化到0°C时，It可形成799.56n?气氮;按重量计算，1kg形成0.8m3气氮。(3)不燃，也不助燃，溶水极微，性质稳定，不易与其它化学元索化合，无腐蚀性等。(4)冷却至77K(-195.8°C)的空气，其内氮气经空分设备分离出液氮。(5)每t液氮吸热量：6100X1000=6.1X106千卡。2

5、、氮气的防灭火原理(1)窒息作用在封闭区内充入氮气排出其内空气，降低氧气含量，致使火源缺氧窒息。(2)抑爆作用充入氮气后可冲淡瓦斯等可燃气体与氧含量形成惰化气体，从而使混合气体失去可爆性。(1)冷却作用直接喷注液氮或低温氮气灭火时，利用吸热降温作用，可使火源熄灭。3、液氮防灭火的优点(1)运输液氮方便。(2)液氮转换后，注氮量大，持续时间长，可以在较短时间内充满任何形状的燃烧空间，因而便于对煤矿采空区深部、高冒区等人们难于接近的地点进行充填灭火。(3)吸热降温，灭火快，且有利于防止瓦斯、煤尘爆炸。(4)也可与液体二

6、氧化碳混合注入火区，以增加其内的惰性气体密度，延长惰性气体滞留时间。4、液氮防灭火的缺点(1)液氮不易贮存，贮存需耍真空低温设备，其价格较贵；(2)灭火过程中氮气不易留存，容易散失；(3)使用液氮直接灭火时，对人易造成烧伤。三、液氮来源我公司60万吨/年煤制甲醇公司附属产品为液氮，平均日产量23〜24吨，液氮來源可靠，距离近，便于运输和使用，成本低。四、液氮防灭火系统的主要设备1、低温液氮储罐(图1)。2、空温汽化器（图2）。①地面使用：汽化量3000m3/h,岀口压力：外形尺寸：长X宽乂高为=4X5X6,（单位：

7、m）；②井下使用汽化量500m7h,出口压力：外形尺寸：长X宽X高为=3X1.5X2（单位：m）o3、液氮充装系统含调保压（图3）。V-1底部液倍谨岀口買V-2顶那液体进口阀V-3言追魏液捧放冏Z扌笔固充液田W5堆开阀片6厨气阀V-7酒体出口闵H輛阀卜9液位计下冏Y-10酒位计平衡阀Ml液位计上y-i3内各困放空阀片】4三通嘶K-1增压调节冏RV-1内碍雜国RV-2内増压器安全関RV-3増压调节妥全阀VIT独克空阀BD-1内容固爆硕片装萱BD-2外壳皎全装置L-1液附P-1压力表TC-1瓦空规営c-iC-2液濮取口

8、C-33你畏取口图1液氮贮罐图2空温汽化器气体设备13780443217之袭排c图3液氮充装系统图五、液氮防灭火工艺及费用概算1、工艺系统选择液氮防灭火系统有地面汽化液氮防灭火系统和井下移动液氮防灭火系统两种：（1）井下移动液氮灭火系统在地面将液氮灌注到矿车型小储罐中，以串车运输方式运送到井下火区附近，现场经空温汽化器转换为气氮后，经连接管路注入图4井下液氮