??? 4.1.2注氮系統(tǒng)
??? 地面固定式地面移動(dòng)式制氮設(shè)備生產(chǎn)的氮?dú)?，?jīng)井上下輸?shù)苈匪瓦_(dá)采空區(qū)內(nèi)或火區(qū)內(nèi)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是制氮設(shè)備的產(chǎn)氮能力大，滅火速度快。缺點(diǎn)是需專門鋪設(shè)一趟輸?shù)苈贰?br /> ??? 井下移動(dòng)式制氮設(shè)備安置于距需要防火或滅火區(qū)域的就近處，通過輸?shù)苈穼⒌獨(dú)馑瓦_(dá)防滅火區(qū)內(nèi)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不需鋪設(shè)專用輸?shù)苈?。缺點(diǎn)是制氮設(shè)備的產(chǎn)氮能力較小。
??? 4.1.3注氮方法及注氮方式
??? 根據(jù)我公司實(shí)際情況，擬選用井下移動(dòng)式制氮設(shè)備。注氮方法采用埋管式注氮方法。工作面的進(jìn)風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)埋設(shè)一趟注氮管路。當(dāng)埋入一定深度后開始注氮，同時(shí)又埋入第二趟注氮管路（注氮管口的移動(dòng)步距通過考察確定）。當(dāng)?shù)诙俗⒌芸诼袢氩煽諈^(qū)氧化帶與冷卻帶的交界部位時(shí)向采空區(qū)注氮，同時(shí)停止第一趟管路的注氮，并又重新埋設(shè)注氮管路，如此循環(huán)，直至工作面采完為止。
??? 注氮方式可分為連續(xù)式和間歇式兩種。采用哪一種方式，主要取決于氮?dú)庠诓煽諈^(qū)內(nèi)的滯留時(shí)間和惰化效果。一般注氮滅火宜采用連續(xù)式注氮方式，注氮防火宜采用間歇式注氮方式。間歇式注氮方式即在采空區(qū)“氧化帶”區(qū)域注入氮?dú)?，考察氮?dú)庠谠搮^(qū)域內(nèi)的滯留時(shí)間和情化效果，當(dāng)該區(qū)域O2濃度降低至自然發(fā)火臨界O2濃度之下時(shí)停止注氮；隨著氮?dú)獾男孤?，采空區(qū)內(nèi)的O2濃度會(huì)逐漸回升，當(dāng)O2濃度回升至自然發(fā)火臨界O2濃度之上時(shí)，重新開始新一輪的注氮。當(dāng)注氮口推移至“氧化帶”以外而進(jìn)入“窒息帶”時(shí)，停止注氮。
??? 五、 實(shí)施方案的初步設(shè)計(jì)
??? 5.1作用原理
??? 注氮防滅火的實(shí)質(zhì)是向采空區(qū)氧化帶內(nèi)或火區(qū)內(nèi)注入一定流量的氮?dú)?使其氧含量降到10%或3%以下,達(dá)到防滅火的目的。其作用有消除瓦斯爆炸危險(xiǎn);防止煤的自然發(fā)熱和自燃;降低燃燒強(qiáng)度;防止密閉漏風(fēng)。
??? 5.2 技術(shù)參數(shù)的確定
??? 5.2.1采空區(qū)的防滅火耗氮量的計(jì)算
??? 采空區(qū)防滅火耗氮量按采空區(qū)氧化帶氧含量計(jì)算，并按作業(yè)場所氧濃度核算。
??? 5.2.1.1按采空區(qū)氧化帶氧含量計(jì)算。按采空區(qū)氧化帶內(nèi)氧含量及惰化指標(biāo)計(jì)算注氮強(qiáng)度，其方法較合理，符合注氮防火的實(shí)際情況：
??? q=60×Q漏（C1-C2-C3）/C3
??? 式中：
??? q--采面采空區(qū)注氮強(qiáng)度，m3/min；
??? Q漏--采空區(qū)氧化帶漏風(fēng)量，m3/min；
????? C1--采空區(qū)氧化帶內(nèi)初始氧含量；
??? C2--采空區(qū)氧化帶內(nèi)二氧化碳、甲烷等氣體含量；
??? C3--采空區(qū)氧化帶惰化指標(biāo)規(guī)定的氧含量，可取10%；
??? 5.2.1.2按作業(yè)場所氧含量計(jì)算允許最大注氮量：
??? Q≤60×Q×（C1-C2）/C2
??? 式中：
??? q--按采面回風(fēng)巷允許氧濃度19%計(jì)算的采空區(qū)允許最大注氮量，m3/h；
??? Q--工作面風(fēng)量m3/min；
??? C1--采面初始氧濃度，可取20%；
??? C2--采掘作業(yè)場所允許氧含量為19%；
??? 實(shí)際計(jì)算時(shí)，應(yīng)按采空區(qū)注氮量全部泄漏到工作面和回風(fēng)巷計(jì)算出允許最大注氮強(qiáng)度。
??? 間歇式日注氮量可按下邊公式計(jì)算：
??? Qn=b×L×H×K2×K2
??? 式中:
??? Qn--間歇式注氮時(shí)日注氮量，m3；
??? b--工作面日推進(jìn)度，m；
??? L--工作面長度，m；
??? H--采、放煤高度，m；
??? K1--采空區(qū)氣體置換系數(shù)，取2～3；
??? K2--采空區(qū)冒落矸石松散系數(shù)，取0.8～0.9；
??? K3--工作面推進(jìn)速度校正系數(shù)，按下邊公式計(jì)算。
??? K3=Lmax-Lmin/ Lmax
??? 式中
??? Lmax--采空區(qū)窒息帶與氧化帶邊界距工作面的距離。m；
???? Lmin--采空區(qū)氧化帶與散熱帶邊界距工作面的距離，m。
??? 5.3井下制氮機(jī)住置的選擇及管路鋪設(shè)
??? 制氮機(jī)位置選擇在工作面運(yùn)輸車場附近。注氮管路由制氮機(jī)位置一直沿運(yùn)輸巷鋪設(shè)到綜采放頂煤工作面。注氮管路使用2寸靜壓水管。注氮口的位置及間距依據(jù)“氧化帶”的位置及寬度、工作面的推進(jìn)度以及每次開啟的注氮量及氮?dú)鈹U(kuò)散半徑等確定，目的使注入的氮?dú)獗M可能覆蓋整個(gè)采空區(qū)“氧化帶”，有效抑制綜放工作面采空區(qū)“氧化帶”浮煤的氧化自燃。
??? 以其他有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的礦井的注氮防滅火實(shí)踐為例，注氮口氮?dú)獾臄U(kuò)散半徑取15～20m，根據(jù)對采空區(qū)“三帶”的觀測結(jié)果，為使氮?dú)庾⑷雲(yún)^(qū)域覆蓋整個(gè)采空區(qū)“氧化帶”范圍，考慮到氮?dú)獾男孤?，氮?dú)忉尫趴陂g距取30m，氮?dú)忉尫趴诰喙ぷ髅娴淖钚【嚯x為30m，最大距離為60m。氮?dú)忉尫趴诩白⒌Ч艿牟贾萌鐖D所示。
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??? 注氮管路鋪設(shè)及注氮釋放口輪換方式示意圖
??? 注氮支管路沿工作面入風(fēng)巷道鋪至綜放面并采用多管路進(jìn)行鋪設(shè)，每個(gè)釋放口單接一根支管進(jìn)行注氮，便于單獨(dú)控制。
??? 隨著工作面的推移，當(dāng)前面的注氮口先進(jìn)入到采空區(qū)內(nèi)30m位置時(shí)，打開注氮支管的閥門開始注氮；同時(shí)從主管路上另接一路支管，并設(shè)置釋放口埋入采空區(qū)。當(dāng)后續(xù)注氮口進(jìn)入到采空區(qū)30m位置時(shí)，繼續(xù)打開此注氮支管的閥門開始注氮。當(dāng)前面的注氮口推移至距工作面60m以后，應(yīng)關(guān)閉此注氮支管的閥門停止注氮。按此注氮口交替的方法循環(huán)往復(fù)進(jìn)行注氮。
??? 六、井下移動(dòng)式注氮設(shè)備選型及造價(jià)：
??? 根據(jù)公司井下實(shí)際，擬選用JXZD型井下移動(dòng)式氮?dú)夥罍缁鹣到y(tǒng)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)： ◆氮?dú)饬髁浚?00-800 Nm3/h ◆氮?dú)饧兌龋?7～98% ◆氮?dú)鈮毫Γ?.05-1.0MPa
??? 準(zhǔn)備使用一套，備用一套?？傇靸r(jià)260萬元左右。
??? 一套注氮系統(tǒng)包括：空氣壓縮機(jī)2臺(tái)，井下移動(dòng)式制氮機(jī)1臺(tái)
??? 變壓吸附組件1套，氮?dú)饩彌_罐1套，氮?dú)鈨艋b置一套。
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