氮气在煤矿防灭火中的应用(标准版)
煤矿氮气防灭火系统如何应用
煤矿氮气防灭火系统如何应用氮气作为一种典型的惰性气体，因其自身的不活跃特性而被广泛应用在井下火灾防治工程中，作用的实质是借助其惰性特质，在注入采空区后，随着自身的扩散，充滞到破碎煤体周边，构成气固相互交叉的混合体，从而降低破碎煤体四周的氧气浓度，降低煤炭的氧化速率。
此外，注入氮气还能够起到良好的热吸附效果，对控制范围内的煤体温度起到降低效果。
1、氮气防灭火方式的选择氮气防灭火方式主要有单纯注氮灭火、以防火为主的连续注氮和有发火征兆的间歇注氮三种。
（1）单纯灭火注氮由于平时不注氮，可节省大量氮气，费用低，但这种方式仅适用于发火次数少的矿井。
（2）连续注氮防火效果可靠性大，适用于火区下采煤和发火特别严重的工作面，但所需氮气量大，注氮成本高。
（3）有发火征兆时，间歇注氮这种方式防、灭兼顾，平时不注氮，当工作面有发火征兆时才开始注氮，采用间歇注氮，既可以保证工作面安全回采，又可以节省大量的费用，设备投资少，注氮成本低，但它要求火灾监测及预报系统必须可靠。
2、氮气防灭火系统的选择目前国内煤矿氮气防灭火系统主要有三种方式：地面集中式、地面移动式和井下移动式。
（1）对于自燃发火频繁，且火灾范围大的矿井，可根据地表与火区的距离远近采取地面固定式制氮装置，管道或者直接从地表打钻输送氮气的工艺系统；（2）对于矿区范围大，火灾频繁，地表与井下工作面距离近的矿井，可采取地面移动式制氮装置，管道输送氮气的工艺系统；（3）对于井田范围大，风井多，井口距离火区较远，且火区多而分散，输氮管路长的矿井，可采取井下移动式制氮装置的工艺系统。
3、灭火注氮量扑灭采空区火灾和巷道火灾所需氮气量的多少，主要取决于发火区域的几何形状、空间大小、漏风量、火源范围和燃烧时间的长短等诸多因素。
（1）扑灭巷道火灾巷道火灾绝大部分是外因火灾，火势发展快，危险性大，易酿成恶性事故，因此必须采取有效措施迅速扑灭。
对于巷道火灾，可按巷道空间量及漏风量计算，根据国内经验，扑灭巷道火灾所需氮气量为巷道空间量的1.33~3倍，用氮气灭火抑爆的实际氮气用量为火区封闭空间的3倍。
氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用
氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用背景在煤矿采掘过程中，会产生大量的煤尘和瓦斯。
煤尘和瓦斯的积聚易引发煤矿火灾和瓦斯爆炸等事故。
在这些事故中，易燃厚煤层的火灾和爆炸最为危险和严重。
如何有效地防范和控制易燃厚煤层的火灾和爆炸，成为了煤矿安全管理中的重要课题。
氮气及其添加剂是一种比较常见的灭火工具，可以有效地控制煤矿火灾发生和蔓延。
本文将介绍氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用。
氮气介绍氮气（N2）是一种无色、无味、无毒、惰性气体，在空气中占比例最大，约为78%。
氮气具有不易燃、不易爆、不支持燃烧等特点，在灭火方面有着广泛的应用。
氮气灭火原理氮气灭火的原理是将氮气注入到火灾区域内，排除火灾区域内的氧气，使火焰失去燃烧条件，从而达到灭火的目的。
在易燃厚煤层的火灾中，火灾发生的原因是煤尘在空气中形成爆炸性混合物，遇到火花或明火即可引发火灾。
氮气在火灾区域内充当惰性气体，降低氧气浓度，从而控制火焰的蔓延和熄灭火灾。
氮气添加剂介绍添加剂可使氮气的灭火效果更加优良。
目前常用的氮气添加剂有二氧化碳、惰性气体、二硫化碳等。
二氧化碳二氧化碳（CO2）是一种常见的氮气添加剂，其在自然界中的含量约为0.04%。
二氧化碳可以增加氮气的灭火效果，使灭火时的环境扰动更小、平衡时间更短、火灾区域内的烟雾更少，有助于灭火人员准确判断和消除火源。
惰性气体惰性气体也是常用的氮气添加剂，比如说氩气（Ar）、氦气（He）、氖气（Ne）等。
这些气体在化学反应中基本不参与，可提高灭火的效率和效果。
惰性气体还可以作为定量气体注入到矿井中，进行风流模拟，为下一步的灭火实验提供条件和参考。
二硫化碳二硫化碳（CS2）是一种常用的氮气添加剂，它可以与氧气反应，生成二氧化硫，使氧气浓度下降。
二硫化碳具有良好的灭火效果，但是在使用过程中需要注意安全，因为二硫化碳有毒、易燃和易爆。
氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用，主要有两种：一种是在发生火灾之前，采取预防措施，减少煤尘和瓦斯的积聚；另一种是在火灾发生后，采取灭火措施，控制火灾的发展。
氮气在煤矿防灭火中的应用
氮气在煤矿防灭火中的应用煤矿是我国能源工业的基础和重要支柱之一，但在煤矿开采过程中，就会产生大量的瓦斯并形成瓦斯事故，给煤矿安全生产带来隐患和挑战。
煤矿瓦斯事故是由于瓦斯和空气混合物在一定浓度下遇到火源引起爆炸或窒息所致。
传统的防火灭火方法主要采用水、泡沫等削减瓦斯燃烧条件和灭火的措施，但这些方法在应对大面积煤层突出和井下环境恶劣的情况下，效果不稳定，泡沫产生的碳气体会增加爆炸风险，水又会让井下环境变得潮湿，有可能产生二次火灾，因此不得不寻找一种新的防灭火材料，氮气便是这种新型材料之一。
氮气的性质和特点氮气，化学式为N2，是一种无色、无味和非可燃性气体，主要是由空气经过氧化铜结构催化剂或氧气分离获得的。
氮气的主要性质如下：1.稳定性高：氮气有稳定的化学性质，在大气中绝大多数的化学物质和所有的微生物都不能与之反应。
2.不可燃性：氮气不会燃烧，也不会支持燃烧。
当氮气占据空气的一部分时，能够减低空气中火源的燃烧温度，减缓燃烧的速度。
3.密度小：氮气的密度小于空气，可以漂浮在空气之上，且与空气混合均匀，能够有效减缓火灾燃烧的速度。
因此，使用氮气来防火灭火可以减轻火势减缓火势的速度，从而保证安全。
氮气在煤矿防灭火中的应用氮气原理氮气防灭火技术是利用氮气在一定浓度下能够减缓火源燃烧的速度和降低火源的温度，从而达到防止火势蔓延和减小灭火安全距离的效果。
氮气的优点在煤矿中尤为明显，煤层埋深大，煤层厚度大，并且存在井下环境恶劣等特殊条件，使得氮气的防灭火技术在煤矿中具有重要的应用价值。
氮气特点1.节能、环保：氮气不污染环境，对温室效应和臭氧层破坏无害。
2.零消耗：可重复使用，不会消耗氧气和氮气。
氮气防灭火的技术路线具体来说，煤矿氮气防灭火技术路线如下：1.瓦斯抽放工作规范化、机械化和自动化程度高，瓦斯浓度得到有效控制。
2.安装氮气分离机组和氮气储罐，利用原矿空气分离出氮气。
3.将氮气输送到煤矿井下通过消防装置进行分布和供给。
注氮抑爆防灭火技术在煤矿应用
注氮抑爆防灭火技术在煤矿应用摘要注氮抑爆防灭火技术是一种在煤矿行业广泛应用的灭火方法。
该技术通过向矿井中注入氮气，降低矿井中的氧浓度，从而有效抑制煤矿火灾的发生和扩展。
本文通过对注氮抑爆防灭火技术的原理、应用和效果进行探讨，旨在进一步推广和应用这一灭火技术，以提高煤矿的安全性和生产效益。
1. 引言煤矿火灾是煤矿行业面临的重大安全隐患之一，其给矿山生产和人员生命财产安全带来了巨大威胁。
传统的灭火方法通常采用化学灭火剂、泡沫灭火剂等，但这些方法存在一定的局限性和风险。
为了有效应对煤矿火灾，注氮抑爆防灭火技术应运而生。
2. 注氮抑爆防灭火技术原理注氮抑爆防灭火技术的核心原理是通过向矿井中注入氮气，降低矿井中的氧浓度，进而实现抑制火灾发生和扩展的目的。
具体来说，注氮抑爆防灭火技术主要包括以下几个方面的作用机制：2.1 降低氧浓度氧是火灾发生和燃烧的必要条件之一，注入氮气能有效降低矿井中的氧浓度，从而防止火灾的发生和扩展。
煤矿井下的空气中的氧浓度通常为21%，而当氧浓度降低到18%以下时，煤矿火灾将无法维持燃烧，从而避免火灾的发生。
2.2 抑制火焰传播火焰的传播需要氧气的供应，注入氮气能够有效减少矿井中的氧气供应，从而抑制火焰的传播。
此外，注氮还能消耗火焰中的热量，降低火焰温度，进一步减小火灾的危害范围。
2.3 阻止煤尘爆炸煤尘爆炸是煤矿火灾中的严重隐患之一，注入氮气可以改变煤尘与空气的混合比例，降低煤尘爆炸产生的可能性。
同时，注氮还能抑制爆炸波的传播速度，减小爆炸的危害范围，保护矿井设备和人员的安全。
3. 注氮抑爆防灭火技术应用3.1 注氮系统设计为了实现注氮抑爆防灭火技术，需要设计具备注氮功能的系统设备。
注氮系统主要包括氮气储罐、输氮管道、氮气调节装置等。
这些设备需要具备稳定的气体输送能力和可靠的控制系统，以保证注入氮气的效果和稳定性。
3.2 注氮系统安装注氮系统需要安装在煤矿井下的合适位置，以便实现对整个矿井的注氮覆盖。
探讨注氮技术在煤矿采空区防灭火中的应用
区或发 火 区域 的气体 指标 ，必 须对 回采工 （ ｃ Ｈ ）和乙烯 （ ｃ ： Ｈ ） 等气 体 含量 微乎 作 面 采 空 区 、已封 闭采 空 区及 巷 道 火 区 其 微 ，０ ２ 含 量低 于 ５ ％ ，Ｎ ’ 量 飙 升 ，采 采 取 相 应 的堵 漏 、均 压 措 施 。输 氮 管 路 须 平 、直 、稳 ，设置 三通 阀 门 ，加强 软管 的管理 和维 护 ，杜绝漏 气 、打死 褶或被 浮 煤 压埋 ，管 路分 岔处及 管路 中的阀 门要 严 格 检查 ，不 可随 意开 、关 。同 时 ，制氮 操 作工人要认真负责，严格按要求操作 ，设 备 出现异 常 时必须 及 时汇报 ，严禁 将氮 气 浓 度低 于９ ７ ％的空气 注入 火 区 。开 始注 氮 前 ，管路 工先 打开 井下 卸气 阀 门 ，待氮 气 浓 度达 到９ ７ ％以上 后 ，方 可打 开注 氮点 阀 门，关 闭卸气 阀 门 ，开 始正式 注氮 。在 注 氮结束后 ，必须及时关闭通向采空区中的 管路 闸 阀 ，以防止 空气 串入采 空 区。 ２ ． ２注 氮 促 进 采 煤 工 作 面 封 闭 区气 体 的惰 化 进程 。１ ５ １ １ ４ 火 区在 事故 发 生后 进 行 封 闭 ，封 闭 后 一 氧 化 碳 、乙烯 、 乙 炔 、气 温 、水 温 等 指 标 符 合 启 封 条 件 ， 但是 氧气 一直 维 持在 １ ３ ％左 右 。为解 决此 问 题 ，研 究 决 定 采 用 连 续 注 氮 的方 式 向 １ ５ １ １ ４ 火 区注氮 ，并 在 １ ５ １ １ ４ 密 闭前对 密 闭 帮 顶进 行混 凝 土 喷注 。１ ５ １ １ ４ 采煤 工 作 面 在 启 封 之 前 ，注 氮 能 力为 ４ ０ ０ ｍ ／ ｈ ，每 日 注氮量为９ ６ ０ ０ ｍ ／ ｈ ，用压风管路和注浆管 路对 １ ５ １ １ ４ 工作面连续注人氮气 ，矿井封 闭１ ０ 日以 内井 下 ０ ： 含 量 骤 降至 ５ ％ ，一 个 月 后井 下就 形成 了非 常大 的正压 ，促 进采 煤 工作 面封 闭区的气 体惰化进程 ，之后 １ ５ ｌ ｌ ４ 采 煤 工作 面 的各项 指标 维 持稳 定 一 个 月 以上 ，达 到启 封条 件 。 ２ ． ３地 表钻 孑 Ｌ 注氮拥有 多条通道 。 １ ５ １ １ ６ 采 煤 工作 面缩 封 ，持 续不 问 断地 向 采 煤工 作面 的采 空 区注 入氮 气 。为 了更 好 煤工作 面 封闭 区达到 惰化 状态 ，可 以对采 煤工 作面 进行 安全启 封 。为 了保 持采 空 区 的惰化 状态 ，继 续对 采煤工 作 面采空 区进 行 注氮处 理 。采 煤工 作 面采 空 区外延 １ ０ ｍ 范 围以 内的０ 含 量小 于 １ ０ ％，地表 钻 孔 内 的Ｃ Ｏ 气体含量几乎为零 ，工作面采空 区 也 保持 良好 的惰化 状 态 ，从地 表 钻孔 内探 测 出０ ２ 含 量小 于４ ％。 结 语 长沟煤矿１ ５ １ １ ４ 、１ ５ １ １ ６ 采 煤 工 作 面 防灭火 治理应 用注 氮技术 ，有 效 实现 了安 全 救险 任务 ，在应 对井 下火灾 隐 患方 面起 到 了关键 作用 。从 上文剖 析长 沟煤 矿在 采 空区防灭火应用注氮技术 的实践中我们可 以看到 ，采煤 工作 面采 空 区注 入氮 气 １ Ｏ 个 工日 后 ，该 区内 ０ 含 量 急 剧 下 降 ，Ｃ Ｏ 含 量 明显减 少 ；持续注 入氮 气一 个月 ，该 区 内０ 、Ｃ Ｏ、含量 几 乎 为零 ，由此 可 见 ， 防灭 火效 果很好 。同时 ，我们 也能感 受到 注氮系统在投入成本 方面并不是很 高， 整 个 系 统 的 运 营 费用 较少 ，管 理 环 节 便 捷 ，效果显 著 ，值得 推广 。 参考 文献
煤矿用氮气防灭火规范
煤矿用氮气防灭火技术规范(MT/T701－1997)前言本标准在制定过程中，查阅了大量国内外的有关资料，特别是德国和法国的的氮气防灭火资料和使用氮气的有关规定，以及我国有关科研和应用的报告等，并对其内容进行认真研究分析后，按照《煤矿安全规程》和《矿井防灭火规范（试行）》的相关内容相一致的原则，同时结合我国煤矿应用氮气防灭火所取得的成功经验，确定了本标准的基本内容。
本标准中对氮气来源方式作了原则规定，但供氮能力必须满足最大防火注氮流量的需要，这是氮气防灭火成功与否的关键。
注氮工艺和方法是本标准的核心内容，各矿井、各工作面的条件都不一样，因此在应用时需合理选择使用。
均压、堵漏和火灾监测是注氮防灭火的配合措施，也是提高氮气防灭火效果的保证，应因地制宜地选择与实施。
本标准是在总结实际经验的基础上，制定出来的首部《煤矿用氮气防灭火规范》，为今后更好地开展氮气防灭火技术提供全煤炭行业的的统一的技术依据。
本标准是一个独立性标准。
本标准规定的技术内容均独立于其它标准之外而独立成体，独立执行。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。
本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。
1 范围本标准规定了煤矿用氮气防灭火的氮气源设备、注氮防灭火工艺和方法及主要技术参数等。
本标准适用于具有煤炭自然发火而又有条件建立氮气防灭火系统的矿井。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《煤矿安全规程》1992－12－22 中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》（试行）1988－10 中华人民共和国煤炭工业部制定3 定义本标准采用下列定义。
3.1 注氮防灭火方法method of fire fighting by nitrogen injection将氮气通过管路输送到需要防灭火的区域，使之降低该区域内空气中的氧气浓度，达到阻止煤炭氧化或窒息火源。
煤矿用氮气防灭火技术规范
煤矿用氮气防灭火技术规范2006年7月14日9:12:0本标准中对氮气来源方式作了原则规定，但供氮能力必须满足最大防火注氮流量的需要，这是氮气防灭火成功与否的关键。
注氮工艺和方法是本标准的核心内容，同时也是防灭火效果好与否的关键。
但由于煤矿条件复杂，各矿井、各工作面的条件都不一样，因此在应用时需合理选择使用。
均压、堵漏和火灾监测是注氮防灭火的配合措施，也是提高氮气防灭火效果的可靠保证，应因地制宜地选择与实施。
本标准是在总结实际经验的基础上，制定出来的首部《煤矿用氮气防灭火技术规范》，为今后更好地开展氮气防灭火技术提供全煤炭行业的统一的技术依据。
本标准是一个独立性标准。
本标准规定的技术内容均独立于其它标准之外而独立成体，独立执行。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。
本标准主要起草人：王长元、邵启胤、徐承林。
本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。
煤矿用氮气防灭火技术规范1 范围本标准规定了煤矿用氮气防灭火的氮气源设备、注氮防灭火工艺和方法及主要技术参数等。
本标准适用于具有煤炭自然发火而又有条件建立氮气防灭火系统的矿井。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《煤矿安全规程》1992-12-22中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》（试行）1988-10中华人民共和国煤炭工业部制定3 定义本标准采用下列定义。
3.1注氮防灭火方法method of fire fighting by nitrogen injection将氮气通过管路输送到需要防灭火的区域，使之降低该区域内空气中的氧气浓度，达到阻止煤炭氧化或窒息火源。
3.2采空区三带three zones of gob工作面采空区沿走向方向，按其氧气浓度不同而划分的区域，即冷却带、氧化带、窒息带。
氮气在煤矿防灭火中的应用.doc
氮气在煤矿防灭火中的应用煤矿防灭火对于惰性气体的定义与化学对惰性气体的定义不尽相同。
在防灭火的工作实践中，惰气是指不参与燃烧反应的单一或混合的窒息性气体，其中可能含有少量的氧气。
最常见的防灭火惰气是燃气、氮气和二氧化碳。
一、氮气的性质众所周知，氮气的原料是空气。
氮气是一种无色无味无毒无腐蚀，不自燃，也不参与燃烧的气体，标准状态下（21℃，101.325kpa），气体密度为0.461kg/cm3,液体密度为80.8kg/m3,氮气在101.325Kpa,-195.8℃时变成无色的液体，在-209.9℃时，变成雾状的固体。
氮气在水中溶解度很小，很难与其它物质发生化学反应，在震动、热和电火花作用下都较稳定。
二、氮气防灭火作用原理注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气，使其氧含量降到10%或3%以下，达到防火、灭火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：1、消除瓦斯爆炸的危险在煤矿当采空区一旦出现火灾，危害最大的是导致其内混合气体的爆炸。
由混合气体爆炸三角形知，混合气体中氧含量低于12%时就有减小爆炸的可能性。
但是，混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比，还部份地决定于混合气体的温度和气压。
温度和气压的增高使这个界限扩大，反之缩小。
如果混合气体被加热到300℃，氧含量为9%时就能发生爆炸。
因而国内的研究表明，将氧气的临界含量控制在5%以下时几乎能防止任何爆炸，否则爆炸还有可能发生。
而氧气的含量低于10%时混合气体的爆炸有显著的降低。
正是从这一理论出发，向火区注入氮气后使其氧含量降低，而且只要氧含量低于10%时就能大大地减少爆炸的可能性。
2、减少漏风的作用采空区漏风是造成自然发火的主要原因之一。
对于封闭或半封闭的采空区而言，从理论上讲，注入氮气后增加了其注入空间内混合气体的总量，能够减少封闭区内外之间的压力差，从而起到减少封闭区外部向内部漏风的作用。
如果巷道里的密闭墙有裂缝或密闭强有裂缝，当密闭区内为负压时，空气可以通过墙缝或绕过密闭墙而进入密闭区。
煤矿氮气的作用和用途
煤矿氮气的作用和用途
嘿，咱今儿就来说说这煤矿氮气！你可别小瞧了它，这玩意儿在煤矿里那可是有大用处呢！
氮气就像是煤矿的一位默默守护的“好伙伴”。
你想想看，煤矿里有时候会有一些容易燃烧的东西吧，要是不小心着了火，那可不得了。
这时候氮气就发挥作用啦，它可以充当阻燃剂呀！就好像是一个勇敢的卫士，把火给拦住，不让它乱来。
还有啊，在煤矿开采的过程中，不是会形成一些空间嘛。
要是这些空间里的压力不稳定，那不是很危险吗？氮气这时候就能来帮忙稳定压力啦，就如同给这些空间加上了一道稳固的防线，让一切都稳稳当当的。
咱再打个比方，氮气就像是一个勤劳的清洁工。
有时候煤矿里会有一些有害气体或者粉尘啥的，氮气就能帮忙把它们冲淡、驱散，让矿工们能在一个相对干净、安全的环境里工作。
而且啊，氮气还特别“靠谱”。
它不会轻易和其他东西发生反应，安安静静地在那里发挥着自己的作用。
这就好比是一个老实憨厚的朋友，不惹事生非，关键时刻却总能靠得住。
你说，这氮气是不是很神奇？它在煤矿里默默奉献着，保障着大家的安全和生产的顺利进行。
没有它，煤矿的工作可就没那么容易开展啦！所以啊，可千万别小看了这煤矿氮气，它可是有着大功劳呢！咱得好好感谢它为我们做出的贡献呀！
总之，煤矿氮气就是这么厉害，它的作用和用途那真是数都数不过来。
它就像是煤矿里的无名英雄，虽然不被大家时刻关注，但却一直在背后默默地付出，为煤矿的安全和发展保驾护航。
让我们一起为煤矿氮气点个赞吧！。
氮气防灭火技术(标准版)
氮气防灭火技术(标准版)Safety technology is guided by safety technology, based on personnel protection, and an orderly combined safety protection service guarantee system.( 安全技术)单位：_______________________部门：_______________________日期：_______________________本文档文字可以自由修改氮气防灭火技术(标准版)一、引言煤炭科学研究总院重庆分院于“六.五”初期首先开展液氮灭火技术的研究，经过五年的试验研究，为我国煤矿氮气防灭火技术的推广应用奠定了基础。
在“七.五”初期转入开展以深冷空分设备制取氮气，通过输氮管路将氮气送达井下火灾或火灾隐患的区域内进行防灭火。
“八.五”期间，主要开展氮气防灭火技术的应用研究，如新疆六道湾，西山局杜儿坪矿等不同开采条件下的应用。
随着氮气防灭火技术的成功应用，在“九.五”期间，煤炭科学研究总院重庆分院与温州瑞气空分设备有限公司共同承担部重点科研项目，分别于1996年和1998年成功地研制出JXZD-400型井下移动式碳分子筛制氮车和KYZD-800型地面移动式制氮装置，并设计形成地面固定式，地面移动式和井下移动式三大系列产品，以满足煤矿采用氮气防灭火选择氮源设备的需要。
二、作用原理注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气,使其氧含量降到10%或3%以下,达到防灭火的目的。
其作用有消除瓦斯爆炸危险;防止煤的自然发热和自燃;降低燃烧强度;防止密闭漏风。
三、工艺（1）注氮系统①制氮设备我国煤矿防灭火目前所选用的制氮设备有：地面固定式深冷制氮气设备；矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式变压吸附制氮设备，以及矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式膜分离制氮设备。
液态氮防灭火新技术在矿井防灭火中的应用
液态氮防灭火新技术在矿井防灭火中的应用针对煤矿井下受特殊环境影响制约防灭火技术的应用，提出了煤矿井下使用液态氮快速降温、降氧、惰化封闭区灭火的新措施，开创了煤矿井下首次使用液态氮防灭火的先例。
标签：煤矿井下液态氮灭火汝箕沟煤矿32213（1）综采面CO超限后，使用液态氮对矿井、工作面进行封闭、启封处理，进一步确保工作面的安全性。
将液化氮和液氮通过井口密闭、管路和地面山头钻孔向井下进行灌注，注液态氮防灭火技术加快了井下空间的惰化时间，降低了工作面高温，为工作面灭火、启封进一步营造了良好的降氧、降温、惰化环境。
同时为启封矿井和工作面，恢复通风赢得了时间，进而确保工作面的安全性。
1 32213（1）综采面灭火情况简介汝箕沟煤矿是煤与瓦斯突出矿井，该矿井的32213（1）综采面于2010年11月25日早班，在初次来压的影响下，在一定程度上导致老顶出现大面积的垮落，进一步导通裂隙与二1层煤采空区，通过裂隙原二1层煤采空区小窑隐蔽火区火源产生CO导入32213（1）综采面采空区，造成工作面CO严重超限。
在集团公司的正确领导下，11月27日17时对全矿井灌注大量液态氮和常规氮气实施封闭防灭火处理，12月16日矿井启封、32213（1）综采面安全封闭防灭火，在32213（1）综采面对应的地面上，通过采取防灭火钻孔措施，向采面采空区及上方二1煤采空区利用钻孔灌注氮气、液氮、注浆、注水、注胶体灭火剂等，将氮气和液氮通过工作面机巷、风巷注入封闭区域。
同时在32215（1）机巷、1930西翼大巷、32213（1）风巷向32213（1）综采面采空区、二1煤采空区施工探火孔，在地面实施物探等措施，进一步摸清工作面火区情况。
根据束管监测分析，连续1个月封闭区域内乙炔、乙烯、CO均已消失，O2在5%以下。
通过采取井上下灌注液氮相结合的防灭火措施，封闭区域灭火效果显著，32213（1）封闭区内具备启封条件，2011年2月8日矿编制了工作面启封方案经集团公司有关领导会审后进行了安全启封。
煤矿用氮气防灭火技术规范(MT／T 701—1997)
煤矿用氮气防灭火技术规范MT／T 701—1997中华人民共和国煤炭工业部1997—1 2—30批准 1998—07—01实施前言本标准在制定过程中，查阅了大量国内外的有关资料，特别是德国和法国的氮气防灭火资料和使用氮气的有关规定，以及我国有关科研和应用报告等，并对其内容进行认真研究分析后，按照《煤矿安全规程》和《矿井防灭火规范(试行)》的相关内容相一致的原则，同时结合我国煤矿应用氮气防灭火所取得的成功经验，确定了本标准的基本内容。
本标准中对氮气来源方式作了原则规定，但供氮能力必须满足最大防火注氮流量的需要，这是氮气防灭火成功与否的关键。
注氮工艺和方法是本标准的核心内容，同时也是防灭火效果好与否的关键。
但由于煤矿条件复杂，各矿井、各工作面的条件都不一样，因此在应用时需合理选择使用。
均压、堵漏和火灾监测是注氮防灭火的配合措施，也是提高氮气防灭火效果的可靠保证，应因地制宜地选择与实施。
本标准是在总结实际经验的基础上，制定出来的首部《煤矿用氮气防灭火技术规范》，为今后更好地开展氮气防灭火技术提供全煤炭行业的统一的技术依据。
本标准是一个独立性标准。
本标准规定的技术内容均独立于其他标准之外而独立成体，独立执行。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。
本标准主要起草人：王长元、邵启胤、徐承林。
本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。
1 范围本标准规定了煤矿用氮气防灭火的氮气源设备、注氮防灭火工艺和方法及主要技术参数等。
本标准适用于具有煤炭自然发火而又有条件建立氮气防灭火系统的矿井。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《煤矿安全规程》 1992—12—22 中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》(试行) 1988—10 中华人民共和国煤炭工业部制定3 定义本标准采用下列定义。
煤矿氮气防灭火技术应用
煤矿氮气防灭火技术应用煤矿井下火灾是威胁煤矿安全生产的灾害之一，而煤层自燃是引起井下火灾的主要原因。
文章通过对氮气防灭火技术在煤矿领域的应用介绍，得出结论：氮气防灭火技术是煤矿防灭火的合理、有效方法。
标签：煤矿；氮气；防灭火；制氮机1 概述煤矿井下火灾产生的原因主要有两类，一类是煤层自燃发火，另一类是由于井下明火、放炮、电流短路、摩擦等其他原因引起的火灾。
其中煤层自燃发火是主要原因，所以应重点防范。
目前煤矿井下常用的防灭火技术很多，主要有：堵漏、均压、惰气、惰泡、三相泡沫、阻化剂、雾化阻化剂、惰化阻化剂、灌浆、胶体防灭火技术等。
其中惰气灭火一般是指向井下采空区（或发火区）注入惰性气体—氮气，降低氧气浓度，阻止采空区煤炭氧化自燃，同时提高采空区压力，使其成正压状态防止新鲜风流漏入采空区、降低采空区温度，以达到采空区内防灭火的目的。
采用氮气防灭火具有很多优点，但必须遵循以下几点要求才能达到良好的防灭火效果：（1）产氮量充足，稳定可靠的氮气源；（2）氮气浓度不小于97%；（3）至少应安装一套专用的氮气输送管路及其附属安全设施；（4）因地制宜选择合适的注氮工艺和方式；（5）选择合适的注氮地点。
（6）注氮时要有完善的气体成分、空气温度监测手段，并设专人进行定期观测。
下面作者就结合以上六点要求，以某矿井下氮气防灭火为例对煤矿氮气防灭火技术的应用进行简介。
2 注氮量确定某矿井生产规模4.00Mt/a，井下共布置两个回采工作面，开采煤层属于易自燃煤层。
目前计算注氮量的方法主要有两种，分别是按产量计算、按吨煤注氮量计算，通过以上方法分别计算注氮量，然后取其最大值为矿井需要的注氮量。
2.1 按产量计算QN=[A/）1440ρtη1η2）]×）C1/C2-1）=14.27m3/min=856m3/h式中：QN-注氮流量，m3/min；A-年产量，t，取 4.0Mt/a；t-年工作日，取330d；ρ-煤的密度，t/m3，取1.44t/m3；η1-管路输氮效率，取95%；η2-采空区注氮效率，取85%；C1-空气中氧浓度，取20.8%；C2-采空区防火惰化指标，取7%。
煤矿氮气防灭火的作用
煤矿氮气防灭火的作用惰气防灭火就是充入一种不助燃的气体，排出和减少燃烧空间内氧气的比例，使火区缺氧而窒息。
矿井防灭火所用的惰气与化学上的惰气在概念上有所区别，是指不能助燃的气体，常用的有氮气、二氧化碳和湿式惰气等，在煤炭自燃的防治应用方面，氮气纯度高（纯度≥97%），对人与环境安全性更好，因此应用最广。
氮气防灭火的作用主要表现在以下几个方面（1）当对防灭火区域注入大量的氮气后，该区域内的氧气浓度下降；氮气部分地替代氧气进入到煤体裂隙表面，与煤的微观表面进行交换吸附，从而使得煤表面对氧气的吸附量减少，在很大程度上抑制或减缓了遗煤的氧化作用。
（2）对于有一定封闭条件的防灭火区域注氮防灭火而言，长期连续地注入氮气后，大量的氮气可使采空区内形成正压，从而使得采空区的漏风量减少，使遗煤处于缺氧环境中而不易被氧化。
（3）较低温度的氮气在流经煤体时，吸收了部分煤氧化产生的热量，可以减缓煤升温的速度和降低周围介质的温度，使煤的氧化因聚热条件的破坏而延缓或终止。
（4）采空区内的可燃、可爆性气体与氮气混合后，随着惰性气体浓度的增加，爆炸范围逐渐缩小（即下限升高、上限下降）。
当惰性气体与可燃性气体的混合物比例达到一定值时，混合物的爆炸上限与下限重合，此时混合物失去爆炸能力。
这是注氮防止可燃、可爆性气体燃烧与爆炸作用的另一个方面。
综上所述，注氮防灭火的实质是通过控制燃烧所需的氧气量抑制燃烧、窒息火源，达到灭火的目的。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。
一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。
氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用
氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用摘要:注氮防灭火是比较经济有效的技术手段，但氮气也存在着在开放区域易流失和停止注氮后防火作用消失的不足，本文主要阐述利用蛋白质泡沫灭火剂作为添加剂，与氮气一起注入采空区(或火区)提高防灭火效果。
同时就如何经济合理注氮问题，研究了采空区和支架上方“三带”范围并提出了一些新见解。
关键词:注氮；添加剂；防灭火；技术应用1矿井及试验采煤工作面情况平煤集团公司十一矿位于平顶山市以西13km，平顶山煤田李口向斜南翼西端。
井田走向长6.6km。
南北倾向宽3.9km，面积约23.5km2。
井田内的主体构造为浅部陡、深部缓的单斜构造，走向125°。
矿井采用中央立井、主石门、底板大巷开拓方式，采区石门贯穿各煤层，两个水平开拓全矿井。
主采丁、已3组煤层，均为高瓦斯容易自燃煤层。
试验工作面已16-17-22080位于二水平已二下山采区，东部为工业广场煤柱，西部为香山矿井田边界，南北部为未开采煤层，该面是矿井第一个综采放顶煤工作面。
工作面标高为-588～641m，煤层厚度为3.0～15m。
煤层倾角为16～25°。
煤层最短自然发火期为18天。
顺槽沿厚煤层底板掘进，易冒顶，检查发现1.0m以上高冒区100多处。
高冒区不仅易自燃，而且瓦斯含量高，存在严重的安全隐患；工作面支架倾角大，推进速度慢，采空区浮煤易超过其自然发火期；支架顶部存在氧化自燃带，容易发生自然发火事故。
采用注浆等常规的防灭火手段，难以取得理想的效果，为确保综放工作面安全回采，决定采用以氮气及其添加剂为主要防治手段防灭火措施。
2氮气及其添加剂防灭火原理当高浓度氮气注入煤层自然发火点时，将会降低局部区域的氧气浓度，大量或持续不断的注入氮气可以将氧气浓度降低到10％以下，从而隔断煤层的自然发火条件。
开放区域内氮气易流失，停止注氮后防火作用消失。
借鉴空气泡沫的防灭火原理，克服单纯注氮易流失的缺点，制成氮气惰泡用于防治开放区域煤层自然发火，效果良好。
煤矿工人安全知识—氮气防灭火与“均压”法预防煤的自燃
煤矿工人安全知识—氮气防灭火与“均压”法预防煤的自燃一、氮气防灭火氮气是一种无色、无味、无臭的惰性气体，其沸点低，蒸发汽化潜热大，冷却火源及火区围岩的降温效果好。
将氮气注入采空区可使采空区内氧浓度相对降低。
氮气渗入煤体裂隙后，可阻止煤体的氧化和燃烧。
采空区注入氮气后，提升了其间的气体压力，减少了漏入风量。
氮气注入明火火区后，大量吸热，体积急剧膨胀，使火区氧浓度下降、温度降低，从而使火灾熄灭，并能抑制可燃气体爆炸。
用于防灭火的氮气有气氮和液氮二种。
用管道输送液氮时，管道易受到剧冷而冻裂，加上液氮难于大量制取和贮存，因而，目前我国煤矿中多用气氮，很少应用液氮。
利用空气分开机制取气氮，经压缩和深冷等技术流程即可提取纯液氮，然后利用低温贮备容器(贮槽、槽车、贮罐)运到矿井。
井下输氮的方式有：1．地面汽化井下管路输送法利用汽化器在地面将液氮汽化成10℃的气氮，通过管道将气氮压入火区或采空区。
2．直接喷洒液氮法在地面将贮槽或槽车中的液氮注入适宜于井下运输的贮罐中，运往井下，在火区四周选定地点，通过管道和雾化喷嘴直接压入火区或采空区。
当必须氮量不大时，也可利用移动式制氮机在井下火区或采空区四周制氮注入火区或采空区。
向采空区注氮防灭火时，要采用堵漏措施，以提升利用率和防止氮气窒息事故。
氮气能渗入采空区内任何部位的火源点，将火灾扑灭；火区恢复工作量少；火区内机电设备不易受损。
但氮气防灭火成本较黄泥注浆高，且火灾易于复燃。
二、“均压〞法预防煤的自燃“均压〞是指设置调压装置或调整通风系统，均衡漏风通道进出两端的风压，以杜绝或减少漏风的措施。
它可用于防火或灭火。
依据使用条件不同，作用原理不一，均压防灭火技术分为开区均压和闭区均压二类。
在生产工作面建立均压系统，以减少其后部采空区的漏风，抑制遗煤自燃，防止一氧化碳等有害气体向工作面涌出，从而确保工作面正常回采的措施称为开区均压。
对已封闭的采空区或火区而采用的均压措施称为闭区均压。
氮气防灭火技术在煤矿的应用
氮气防灭火技术在煤矿的应用摘要：事故是煤矿安全生产过程中不可忽视问题，而煤矿事故发生群死群伤往往是“一通三防”事故，特别是有自燃发火煤层的矿井，煤矿防灭火工作非常高重要，井下防灭火技术措施必须完善，为了防止煤炭自燃、瓦斯爆炸给我们带来毁灭性的打击，氮气防灭火技术在煤矿井下广泛应用，在煤矿安全生产中起到极其重要的作用。
关健词：氮气防灭火技术；煤矿；应用1引言煤矿从事采掘活动时，在开采有自燃发火煤层时，由于通风管理问题，或回采推进时间超出煤层自燃发火期，为了防止或已经出现煤炭氧化、自燃征兆，采取防止煤炭氧化、自燃的措施。
就是向采空区氧化带内或火区内采取的防灭火注氮技术，使其氧气含量下降到5%以下，阻止煤炭氧化、自燃、抑制瓦斯爆炸的目的。
2产氮原理碳分离制氮机是以压缩空气为原料，利用一种叫作碳分子筛的吸附剂对氮、氧的选择性吸附，把空气中的氮分离出来。
碳分子筛对氮、氧的分离作用主要是基于氮、氧分子在分子筛表面的扩散速率不同。
较小直径的氧分子扩散较快，较多地进入分子筛固相;较大直径的氮分子扩散较慢，较少进入分子筛固相。
这样，氮在气相中得到富集。
一段时间后，分子筛对氧的吸附达到一定程度，通过减压，被碳分子筛吸附的气体被释放出来，分子筛也就完成了再生。
这是基于分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特点。
变压吸附制氮设备通常使用二个并联的吸附器，交替进行加压吸附和减压再生，操作循环周期约2分钟；源源不断含量在97%—99.999%的氮气通过管通输送到用气地点。
3.煤炭自燃造成的危害3.1内因火灾特点（1）煤炭氧化或自燃（内因火灾），煤炭自燃是一个复杂的过程，受着多种因素的影响，我国煤层发火期最短的为1．5～3个月，长者可达15个月以上。
但煤炭自燃必须具备以下三个条件：（1）煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在；（2）有连续的供氧条件；（3）有积聚氧化热的环境。
（2）断层附近、采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近、遗留的煤柱、破裂的煤壁、巷道的高冒处、密闭内、溜煤（矸）眼、煤仓、联络巷及浮煤堆积的地方是自燃发火高发地区。
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氮气在煤矿防灭火中的应用(标
准版)
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
氮气在煤矿防灭火中的应用(标准版)
煤矿防灭火对于惰性气体的定义与化学对惰性气体的定义不尽相同。
在防灭火的工作实践中，惰气是指不参与燃烧反应的单一或混合的窒息性气体，其中可能含有少量的氧气。
最常见的防灭火惰气是燃气、氮气和二氧化碳。
一、氮气的性质
众所周知，氮气的原料是空气。
氮气是一种无色无味无毒无腐蚀，不自燃，也不参与燃烧的气体，标准状态下（21℃，101.325kpa），气体密度为0.461kg/cm3
,液体密度为80.8kg/m3
,氮气在101.325Kpa,-195.8℃时变成无色的液体，在-209.9℃时，变成雾状的固体。
氮气在水中溶解度很小，很难与其它物质发生化学反应，在震动、热和电火花作用下都较稳定。
二、氮气防灭火作用原理
注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气，使其氧含量降到10%或3%以下，达到防火、灭火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：
1、消除瓦斯爆炸的危险
在煤矿当采空区一旦出现火灾，危害最大的是导致其内混合气体的爆炸。
由混合气体爆炸三角形知，混合气体中氧含量低于12%时就有减小爆炸的可能性。
但是，混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比，还部份地决定于混合气体的温度和气压。
温度和气压的增高使这个界限扩大，反之缩小。
如果混合气体被加热到300℃，氧含量为9%时就能发生爆炸。
因而国内的研究表明，将氧气的临界含量控制在5%以下时几乎能防止任何爆炸，否则爆炸还有可能发生。
而氧气的含量低于10%时混合气体的爆炸有显著的降低。
正是从这一理论出发，向火区注入氮气后使其氧含量降低，而且只要氧含量低于10%时就能大大地减少爆炸的可能性。
2、减少漏风的作用
采空区漏风是造成自然发火的主要原因之一。
对于封闭或半封
闭的采空区而言，从理论上讲，注入氮气后增加了其注入空间内混合气体的总量，能够减少封闭区内外之间的压力差，从而起到减少封闭区外部向内部漏风的作用。
如果巷道里的密闭墙有裂缝或密闭强有裂缝，当密闭区内为负压时，空气可以通过墙缝或绕过密闭墙而进入密闭区。
为了防止密闭漏风，可向密闭前后墙之间的空间连续不断地注入必要流量的氮气，使该空间形成正压，阻止新鲜空气进入密闭区内。
3、降温作用
对于有内因火灾的采空区来说，其温度大于外界温度。
当采用氮气灭火时，无论是采用液氮，还是氮气，其氮气的温度均低于火区的气体温度，加之氮气在注入火区后的流动范围大，对采空区来说都有显的降温作用。
4、防止煤的自燃发热和自燃
煤炭自燃的三要素是：煤有自燃倾向性；有连续的供氧条件；热量易于积聚。
煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量，则煤温就逐渐升高，这时煤处于自燃发热。
当温度达到煤的临界温度以上，氧化急聚加快，大量产生热量，又使煤温迅速升高，达到煤的着火温度时便着火燃烧起来，即进入自燃状态。
基于此煤氧复合学说，采取向工作面采空区氧化带内注入一定流量的氮气，降低该带内的氧气含量，达到破坏煤炭自燃的一个要素，使其氧含量降到煤自燃临界值以下，就达到了防止煤自燃的目的。
5、降低燃烧强度
无论是外因火灾，还是内因火灾，当火灾已经发生，向火区内注入一定流量（大于漏风量）的氮气，使该区内的氧含量由21%逐渐降低到10%以下，熊熊大火就逐渐处于自熄。
三、优缺点
国内外煤矿应用氮气防灭火的实践表明：氮气具有灭火速度快，既能防火，也能灭火，还能抑制瓦斯爆炸，无污染环境和机电设备等优点。
其缺点是氮气的密度比空气轻，容易流失。
因此，在注氮的同时，必须采用堵漏措施相配合，才能取得满意的效果。
四、制氮设备
我国煤矿防灭火目前所选用的制氮设备有：地面固定式深冷制氮气设备；矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式变压吸附制氮设备，以及矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式膜分离制氮设备。
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。
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与温州瑞气空分设备有限公司合作，共同研制开发出KGZD系列（氮气纯度为98%，产气量为200—2000m3/h）矿用地面固定式制氮设备、KYZD系列（氮气纯度为98%，产气量为200—1200m3
/h）矿用地面移动式制氮设备和JXZD系列（氮气纯度为98%，产气量为200—800m3
/h）矿用井下移动式制氮设备。
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