利用束管監(jiān)測“三帶”目標(biāo)注氮實現(xiàn)科學(xué)防火

1、<p>　　利用束管監(jiān)測“三帶”目標(biāo)注氮實現(xiàn)科學(xué)防火</p><p>　　摘要：通過對恒大公司4301工作面采用束管監(jiān)控技術(shù)，確定工作面老塘“三帶”劃分步距、規(guī)律，找出氧化帶的準(zhǔn)確位置，從而對氧化帶進(jìn)行科學(xué)注氮，實現(xiàn)工作面安全防火，為今后采煤工作面安全防火提供了寶貴的經(jīng)驗。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：束管監(jiān)控技術(shù) 確定“三帶”實現(xiàn)科學(xué)注氮防火 </p><

2、p>　　中圖分類號：TN145+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　1、束管監(jiān)控技術(shù)實施的重要性 </p><p>　　我國煤炭工業(yè)和其他工業(yè)一樣，取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，隨著全國煤炭生產(chǎn)的發(fā)展形勢,向高產(chǎn)、高效和深部煤田發(fā)展，我們在與井下火災(zāi)斗爭方面積累了許多寶貴和有益的經(jīng)驗，取得了相當(dāng)多的先進(jìn)科研成果，促進(jìn)了煤炭工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。但大量的事實證明，礦井自然發(fā)火依然

3、嚴(yán)重影響著許多礦井的安全生產(chǎn)，由自然發(fā)火引起的重大惡性事故也時有發(fā)生。 </p><p>　　恒大公司是突出礦井，水、火、瓦斯并存，自燃發(fā)火非常嚴(yán)重，煤層自燃發(fā)火期3~6個月，最短時僅為15天。在過去，礦井自然發(fā)火時刻困擾著我礦的安全生產(chǎn)，也曾因發(fā)火封閉了很多采面和巷道，特別是在1998年因發(fā)火造成“1.24”特大瓦斯爆炸事故，所以防治自然發(fā)火工作是擺在我們面前的主要課題。2005年以來，我們引進(jìn)應(yīng)用束管監(jiān)測系統(tǒng)

4、測定老塘“三帶”、 實現(xiàn)目標(biāo)注氮科學(xué)防火這項技術(shù)后，有效抑制了采煤工作面自然發(fā)火事故，實現(xiàn)了礦井自然發(fā)火率為零的好成績。所以應(yīng)用束管監(jiān)測老塘“三帶”，實現(xiàn)目標(biāo)注氮科學(xué)防火，是礦井實現(xiàn)采煤工作面防治自然發(fā)火最重要的保障。 </p><p>　　2、4301工作面概況 </p><p>　　4301工作面布置在我公司北翼151采區(qū)，該工作面走向長度433米，傾斜長度100米，煤層平均厚度6.1

5、米，煤質(zhì)為氣煤，開采的煤層為太上2~3層，自然發(fā)火等級為&#1030;級易自燃煤層，自然發(fā)火期3~6個月，煤塵爆炸指數(shù)41.58%，礦井瓦斯等級為突出礦井，工作面絕對瓦斯涌出量為55~62m3/min。 </p><p><b>　　3、主要技術(shù)內(nèi)容 </b></p><p>　　3.1氮氣滅火原理 </p><p>　　氮氣是一種不燃

6、燒，也不助燃的惰性氣體，氣體性質(zhì)穩(wěn)定，無腐蝕作用，在空氣中占78%，無色、無味、無毒，比重為0.97，比空氣輕。由于氮氣的密度與空氣的密度接近，因此，氣體在老塘內(nèi)能夠均勻擴(kuò)散，從而置換老塘內(nèi)氧氣、降低氧氣含量，切斷煤炭氧化需氧途徑，抑制煤炭氧化，達(dá)到消除自然發(fā)火的目的。 </p><p><b>　　3.2工作原理： </b></p><p>　　利用束管監(jiān)控技術(shù)，在

7、采煤工作面老塘內(nèi)埋設(shè)束管，利用水環(huán)式真空泵作為動力源，通過束管管路將采煤工作面老塘內(nèi)氣體抽出并送入到GC-4085氣相色譜儀，化驗分析各種氣體濃度的變化規(guī)律，找出老塘內(nèi)“三帶”即：“冷卻帶、氧化帶、窒息帶”劃分步距，從而找準(zhǔn)注氮點，合理地對氧化帶注氮，降低氧化帶內(nèi)氧氣含量，阻止煤體氧化、消除自然發(fā)火隱患。 </p><p>　　技術(shù)關(guān)鍵三帶的劃分 </p><p>　　漏風(fēng)帶：氧氣含量為1

8、7~20% </p><p>　　氧化帶：氧氣含量為7~17% </p><p>　　窒息帶：氧氣含量為7%以下 </p><p><b>　　3.4注氮防火： </b></p><p>　　工作面注氮防火采用井下移動注氮系統(tǒng)。制氮機(jī)型號DM-5185、DM-5160，氮氣壓力為0.8Mpa，產(chǎn)氮量在300~600m3/

9、h，氮氣濃度為98%，利用移動制氮機(jī)和注氮管路對回采工作面老塘內(nèi)氧化帶有針對性地注氮，降低氧化帶內(nèi)氧氣含量，降低殘煤氧化程度，防止工作面老塘自然發(fā)火。 </p><p><b>　　4、詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容 </b></p><p><b>　　4.1鋪設(shè)束管 </b></p><p>　　管路為12芯乙烯管，管路由地面→井筒→-

10、650運(yùn)輸大巷→156采區(qū)和151采區(qū)（每個采區(qū)各6束）→采煤工作面回風(fēng)順槽→工作面（在工作面上三角、工作面上三角以下45米處和工作面下三角等地點埋設(shè)束管，工作面束管利用鐵管作為保護(hù)外皮）。 </p><p>　　4.2地面設(shè)有泵房和化驗室，利用泵房內(nèi)的真空泵作為動力，通過束管管路將采煤工作面老塘內(nèi)氣體抽出送入到GC-4085氣相色譜儀，再經(jīng)過A5085色譜工作站化驗氣體成分，分析各種氣體濃度變化規(guī)律，找出老塘內(nèi)

11、“三帶”內(nèi)的“氧化帶”分布步距和范圍，及時埋設(shè)注氮高頂管。 </p><p>　　4.3在151采區(qū)的專用硐室內(nèi)均安設(shè)了DM-5160、DM-5185型制氮機(jī)，鋪設(shè)了直徑為∮108mm的注氮管路3800米，到達(dá)采煤工作面的運(yùn)輸順槽后與∮83mm注氮高頂管匯接，合理地對氧化帶注氮，降低氧化帶內(nèi)氧氣含量，阻止煤體氧化、消除自燃發(fā)火隱患。 </p><p>　　4.44301工作面氧化帶位置的確

12、定 </p><p>　　通過氣體化驗數(shù)據(jù)分析，4301工作面老塘氧化帶距離工作面19.8~47.97m（見圖所示） </p><p>　　4.5我公司炮采放頂煤工作面氧化帶的普遍規(guī)律性 </p><p>　　通過對4301工作面實施束管監(jiān)測老塘“三帶”，實現(xiàn)目標(biāo)注氮科學(xué)防火這項技術(shù)后，可以推論出，我公司151采區(qū)的所有采煤工作面老塘氧化帶位置是距離工作面19.8~

13、47.97m之間。 </p><p><b>　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表 </b></p><p><b>　　5、效果分析 </b></p><p>　　通過對4301工作面老塘氧化帶連續(xù)注氮，降低老塘內(nèi)氧氣的濃度，有效抑制煤炭的氧化，工作面自2010年9月9日開采以來，截止到2011年3月份，從未過發(fā)生自然發(fā)火，安全生產(chǎn)煤炭66萬

14、噸。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1、《礦井通風(fēng)》 中國礦業(yè)大學(xué)出版社黃元平 </p><p>　　2、《現(xiàn)代煤礦“一通三防”與事故防治新技術(shù)》作 者：李華,出版社：中國煤礦學(xué)院出版社 </p><p>　　作者簡介：劉志鵬（1975—），男，遼寧阜新人，恒大公司通風(fēng)工程師，畢業(yè)