氮氣在煤礦防滅火中的應(yīng)用
時間：2022-07-22 來源：涿州市北溫工業(yè)氣體銷售有限公司
【概要描述】高純氮氣除了在高校實驗室、及工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用外，在煤礦的生產(chǎn)中，有著更重要的安全防護作用，氮氣在防滅中的作用及應(yīng)用原理：
注氮防滅火的實質(zhì)是向采空區(qū)氧化帶內(nèi)或火區(qū)內(nèi)注入一定流量的氮氣,使其氧含量降到10%或3%以下,達到防火、滅火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：
1.消除瓦斯爆炸的危險
在煤礦當采空區(qū)一旦出現(xiàn)火災(zāi)，危害最大的導(dǎo)致其內(nèi)混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知，混合氣體中氧含量低于12%就有減小爆炸的可能性。但是，混合氣體爆炸的界限不僅取決于這種氣體在空氣中所占的百分比，這部分地決定于混合氣體的溫度和氣壓。溫度和氣壓的增高使這個界限擴大，反之縮小。如果混合氣體被加熱到300℃，氧含量為9%就能發(fā)生爆炸。
2.降溫作用
對于有內(nèi)因火災(zāi)的采空區(qū)來說，其溫度大于外界溫度。當采用氮氣滅火時，無論是采用液氮還是氮氣，其氮氣的溫度均低于火區(qū)的氣體溫度，加之氮氣在注入火區(qū)后的流動范圍大，對采空區(qū)來說都有明顯的降溫作用。
3.防止煤的自然發(fā)熱和自燃
煤炭自燃的三要素是：煤有自燃傾向性；有連續(xù)的供氧條件；熱量易于積聚。煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏入風(fēng)量不足以帶走煤氧化產(chǎn)生的熱量，則煤溫就逐漸升高，這時煤處于自然發(fā)熱。當溫度達到煤的臨界溫度以上，氧化急聚加快，大量產(chǎn)生熱量，又使煤溫迅速升高，達到煤的著火溫度時便著火燃燒起來，即進入自燃狀態(tài)。采取向工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)注入一定流量的氮氣，降低該帶內(nèi)的氧氣含量，達到破壞煤炭自燃的一個要素，使其氧含量降到煤自燃臨界值以下，就達到了防止煤自燃的目的。
煤礦滅火均采用變壓吸附制氮設(shè)備，其型式有三種：（1）氮氣電度為98%，產(chǎn)量為200~2000m3/h的地面固定式制氮設(shè)備（2）氮氣純度為98%，產(chǎn)量為200~1200m3/h的地面移動式制氮設(shè)備（3）氮氣純度為98%，產(chǎn)量為200~800m3/h的井下移動式制氮設(shè)備。
高純氮氣除了在高校實驗室、及工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用外，在煤礦的生產(chǎn)中，有著更重要的安全防護作用，氮氣在防滅中的作用及應(yīng)用原理：
注氮防滅火的實質(zhì)是向采空區(qū)氧化帶內(nèi)或火區(qū)內(nèi)注入一定流量的氮氣,使其氧含量降到10%或3%以下,達到防火、滅火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：
1.消除瓦斯爆炸的危險
在煤礦當采空區(qū)一旦出現(xiàn)火災(zāi)，危害最大的導(dǎo)致其內(nèi)混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知，混合氣體中氧含量低于12%就有減小爆炸的可能性。但是，混合氣體爆炸的界限不僅取決于這種氣體在空氣中所占的百分比，這部分地決定于混合氣體的溫度和氣壓。溫度和氣壓的增高使這個界限擴大，反之縮小。如果混合氣體被加熱到300℃，氧含量為9%就能發(fā)生爆炸。
2.降溫作用
對于有內(nèi)因火災(zāi)的采空區(qū)來說，其溫度大于外界溫度。當采用氮氣滅火時，無論是采用液氮還是氮氣，其氮氣的溫度均低于火區(qū)的氣體溫度，加之氮氣在注入火區(qū)后的流動范圍大，對采空區(qū)來說都有明顯的降溫作用。
3.防止煤的自然發(fā)熱和自燃
煤炭自燃的三要素是：煤有自燃傾向性；有連續(xù)的供氧條件；熱量易于積聚。煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏入風(fēng)量不足以帶走煤氧化產(chǎn)生的熱量，則煤溫就逐漸升高，這時煤處于自然發(fā)熱。當溫度達到煤的臨界溫度以上，氧化急聚加快，大量產(chǎn)生熱量，又使煤溫迅速升高，達到煤的著火溫度時便著火燃燒起來，即進入自燃狀態(tài)。采取向工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)注入一定流量的氮氣，降低該帶內(nèi)的氧氣含量，達到破壞煤炭自燃的一個要素，使其氧含量降到煤自燃臨界值以下，就達到了防止煤自燃的目的。
煤礦滅火均采用變壓吸附制氮設(shè)備，其型式有三種：（1）氮氣電度為98%，產(chǎn)量為200~2000m3/h的地面固定式制氮設(shè)備（2）氮氣純度為98%，產(chǎn)量為200~1200m3/h的地面移動式制氮設(shè)備（3）氮氣純度為98%，產(chǎn)量為200~800m3/h的井下移動式制氮設(shè)備。
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