一、採空區注氮設計方案
（一）、概況
目前1101採空區密閉已全部封閉，密閉中間充填3公尺黃土，密閉頂部，密閉嚴格按照設計要求留設了觀測孔、措施孔和反水池。為了防止採空區遺煤自燃，現需向採空區注入氮氣。為確保此項工作安全順利進行，特制定本設計方案。
（二）、成立採空區注氮領導小組
組長：艾合買提.尕依提（總工程師）
副組長：譚金安（通風副礦長）
成員：倪建華（通風副總工程師）、（排程室主任）、（通風科科長）（機電科科長）、（通風科技術員）、其他成員
職責：（總工程師）：組織開展並全面指揮此次注氮工作。
（通風副礦長）：協助總指揮負責注氮的具體指揮工作；當總指揮不在現場時，自動承擔總指揮的一切職責。
（通風副總工程師）負責指導、監督落實此項工作，並保證此項工作安全順利完成。
（排程室主任）：負責安排排程室監測監控人員實時關注注氮機所在地回風區域的氣體變化情況。
（通風科科長）：負責組織實施注氮工作；協調通風科的對外聯絡。
（機電科科長）：負責注氮機安設、接電、使用和機電現場管理工作。
（通風科技術員）：負責編制、貫徹注氮安全技術措施；安排瓦檢員盯防注氮過程中及注氮後分析採空區氣體變化情況。
（三）、注氮氣可靠性計算：
1、注氮裝置主要技術指標
qtd200/97型
氮氣產量200m3/h
出口壓力0.6mpa
氮氣純度≧97%
2、輸氮系統
制氮車間→軌道上山→1101運輸巷，均採用4寸無縫鋼管。
注氮管路能否滿足輸氮氣要求通過下式計算：
p1﹣p2＝0.0056（qmax/1000）*l ………………①
式中：p1-管道始端的絕對壓力mpa
p2-管道末端的絕對壓力mpa
qmax-最大輸氮量m3/h
l-管路當量長度 km
l計算式為：
l=×li
式中：do-----基準管徑（do=100mm）
阻力損失係數： =0.026
li………………相同直徑管路長度km
di………………實際輸氮管路內徑mm
………………實際輸氮管路直徑的阻力損失係數
di=99mm =0.0296將以上資料代入②計算：
l=（100/95）5×(0.0296/0.026)×1.10=1.597km
假設管路末端絕對壓力0.2mpa
將以上資料代入①計算得：
p1=0.0056（200/1000）2×1.597＋p2
p1=0.204mpa
根據以上計算，從地面製氮機到1101採空區的輸氮管路長度為1300公尺的情況下，管路初段壓力只需0.204mpa，便可將200m3/h的氮氣輸送到1101採空區內，末端的絕對壓力還有0.2mpa，因此製氮機氮氣出口壓力0.
6mpa完全滿足要求。
3、注氮地點安全通風量
在輸氮管路的沿途或工作面，假設200m3/h的氮氣量全部洩漏到巷道裡或工作面，是否洩漏氮氣的地區缺氧，其安全通風量大可按下式計算：
q≧qn(cn＋c2－100)/(c1－c2)m3/min
式中：q-----安全通風量
qn------氮氣最大洩漏量3.33m3/min
c1------工作面或進風巷的氧氣含量20.8%
c2------注氮時採掘工作面安全氧氣含量＞18.5%
計算得：q＝3.33×（99.95＋18.5－100）/（20.8－18.5）＝26.71m3/min
根據計算工作面或巷道風量只要是大於26.71m3/min便是安全的，同時可算出3.33m3/min的氮氣量全部洩漏到巷道內或工作面中，則氧氣含量也是安全的。
二、 注氮防滅火工藝和方法
1、注氮方式
注氮方式分為開放式注氮和封閉式注氮。
開放式注氮，即是在需要注氮的區域未封閉的情況下，進行的一種注氮方式。一般在不影響工作面正常工作的情況下，利用大量的氮氣使得採空區內氧化帶的氧含量降低到能使浮煤發生自燃的濃度以下，從而達到防滅火的目的。開放式注氮適用於推進中的工作面採空區早期自燃的防滅火工作。
封閉式注氮，為控制火情或防止瓦斯**，將發生火災或積聚瓦斯的區域先封閉後進行注氮。當封閉的火區內漏風嚴重或者存在有大量高濃度瓦斯時，可採取封閉式注氮來降低氧含量並抑制瓦斯**。
我礦1101工作面回採完畢後採取封閉式注氮方式。
2、我礦氮氣防滅火的氮氣源由工業場地制氮車間經已鋪設好的4寸注氮管路將純度97%以上氮氣注入到工作面採空區達到防滅火的目的。此項措施作為採煤工作面採空區防治煤層自燃發火的主要措施之一，礦井在工作面推進速度慢和停產情況下，採空區遺煤自燃發火隱患就越大，則必須採取向採空區實施注氮。
3、具體方案為：在1101回採工作面運輸順槽埋設直徑為4寸鋼管，工作面採空區處埋設3寸高壓膠管，工作面高壓膠管每隔30公尺設定乙個三通，注氮嚴格按照操作規程執行，一旦需要注氮則將預埋高壓膠管與主管接通，對採空區實施注氮。埋管期間綜採隊要注意保護好注氮管，嚴禁注氮管被撞開、壓扁，影響埋管質量。
4、 注氮防滅火方法
連續性注氮——工作面開採初期和停採撤架期間，或因地質原因，或因機電裝置原因造成工作面推進緩慢，宜採用連續性注氮。
間斷性注氮——工作面正常回採期間，可採用間斷性注氮。
我礦採用連續性注氮。
5、 注氮防滅火工藝
防滅火注氮地點選擇在1101工作面進風側，注氮釋放管口應處於採空區氧化帶內。設計採取垮步埋管注氮工藝，即沿工作面運輸巷巷道左幫底部埋設一趟注氮管路，其中第乙個氮氣釋放口設在開切眼，其它釋放口間距以30m（注氮管口的移動步距暫時選定為30m，可通過實際注氮效果考察進行修正）。當第乙個釋放口埋入採空區30m後開始注氮，同時埋入第二趟注氮管路。
當第二趟注氮管口埋入採空區30m後向採空區注氮，同時停止第一趟管路注氮，並又重新埋設注氮管路，如此迴圈，直至採空區氣體正常為止。如果發現注氮壓力異常或管路堵死，必須立即倒換管路。氮氣釋放口應高於底板，注氮口距底板巷道高度應在300mm以上，90°彎拐向採空區，與工作面保持平行；一般情況下，為防止注氮管口被砸或堵塞，盡量用石塊或木垛等加以保護，氮氣釋放口處管路可打1m花眼，並用鐵絲網包裹。
採空區漏風狀態決定了氮氣在採空區內的滯留時間，同時也決定著間歇性注氮的注氮週期。採空區漏風強度越小，兩次注氮的間隔時間就越長，注氮效果好而且經濟。同時氮氣具有氣體共同的性質擴散性。
根據氣體擴散原理，濃度差是擴散的推動力。而注入到採空區內氮氣要達到防滅火的目的，根據《煤礦安全規程》規定，其濃度應不低於97%，因此，不可避免地將出現採空區氮氣向工作面和兩巷擴散的現象。這樣，由於氮氣洩漏導致採空區氮氣濃度降低，從而對採空區防火不利；另一方面，洩漏到工作面及兩巷的氮氣將汙染工作面環境，造**員的窒息或者瓦斯事故的發生。
所以，必須做好防止向注氮區域內漏風和採空區氮氣洩漏的安全措施。
為保證向注氮區域內漏風和氮氣洩露，首先，在1101工作面吊掛擋風簾，同時在工作面採取積極的堵漏措施。即每隔30m搭建乙個擋風牆，在擋風牆外部設定擋風簾。同時還要加強管理，每班規定專人對擋風牆的質量和擋風簾的懸掛位置進行視察，如出現擋風牆上部不接頂等漏風現象立即組織人員堵漏。
1、注氮前必須認真檢查各項準備工作，注氮埋管期間通風科要與綜採隊密切配合，確保氮氣管路及其附屬安全裝置完好檢查各閥門開閉情況是否符合要求及製氮裝置的完好性。
2、各項工作準備就緒後，製氮機組操作人員應通知排程室。
3、排程室同意後，通知採面注氮人員開啟注氮閥門，同時通知制氮司機按規定時間及質量要求開機制氮、送氮。
4、製氮機嚴格按操作規程進行操作，制氮過程中製氮司機必須堅守崗位，隨時注意觀察氮氣的壓力、濃度和機組各處的閥門，保證機組的正常執行及氮氣質量。
氮氣雖無毒無害，但是井下狹窄的巷道或工作面內大量洩漏會降低空氣中的氧氣濃度，使人窒息死亡。因此，必須做好注氮期間的預防和處理措施：
1、為確保安全，注氮前通風隊巡查管路人員必須巡查管路完好情況，確認完好後匯報排程室。由排程室通知綜採工作面跟班隊幹和工作面瓦斯員後，方可進行注氮。
2、注氮期間救護隊每班派2名救護隊員和一名管理幹部到現場監護及警戒，負責現場和回風風流的監護工作，瓦斯工、安全員定期配合救護隊員監護檢查。
3、準備好注氮期間所需使用的相關儀器儀表、工具，做好各項資料的檢測、記錄、分析工作。專職瓦檢員必須佩戴cjg10d瓦檢器、測溫儀。
4、密閉留設觀測孔（取樣孔）安設「u」壓差計，用以觀測密閉牆內外壓差與氣體取樣。
5、安排專人校驗並操作束管檢測系統，在注氮期間，對注氮採空區內抽取的氣樣能及時準確的進行氣樣分析，保證注氮工作的正常進行。
6、操作人員在上崗前必須經過廠家人員培訓合格後，考試通過後方能上崗，必須按制氮裝置操作規程正確無誤進行操作，嚴格按時間要求進行巡迴檢查，並認真填寫各項記錄。
7、監測監控班負責在注氮機下風側安裝氧氣、和一氧化碳感測器。
8、注氮期間，每班安排專人負責注氮採空區內的氣樣採集及分析，並將結果匯報生產部，做到注氮工作的動態跟蹤管理。
9、對注氮密閉及採空區氣樣採集、巡查工作，必須二人同行，嚴禁單人作業。
10、注氮操作人員處操作外其他時間必須站在注氮機上風側，防止氮氣洩漏傷害操作人員，發現氮氣洩漏要立即停止注氮裝置，停止注氮。
11、注氮期間，由通防科安排專職瓦檢員與機機電科安排專職管路巡查人員對注氮管路進行完好巡查。注氮前必須認真檢查管路、注氮位置和各閥門開關狀態是否符合要求。巡查管路時，要採用順著風流的方向行走進行巡查。
12、為防止注氮管路開關被隨意開啟和關閉應在閥門上掛上「注氮危險，勿動」文字警告牌，並對所有開關加鎖。
13、定期對氮氣出口的安全閥門進行可靠性檢測。
14、工作面採空區注氮時，應在進風順槽掛上「工作面正在注氮」的文字警告牌，並通知三班作業人員，一旦氧氣濃度降到18.5%時，立即通知制氮司機停止注氮，及時尋找原因和撤離人員。
15、同時測定好工作面、回風流一氧化碳、二氧化碳、瓦斯以及溫度情況。一旦發現異常立即匯報排程室、通風科。
16、注氮期間，通風科安排專人攜帶測氧儀器全面檢查輸氮管路的嚴密性，每次注氮後，必須有兩人一起沿管路鋪設巷道仔細進行管路與閥門的檢漏工作，在注氮期間，每人巡視一遍管路，一經發現氮氣洩漏時，應立即組織人員及時排除故障，漏氣嚴重時，應立即停止注氮並關閉最近閥門，防止氮氣大量洩漏。同時排程室通知停止注氮，處理時嚴禁人員口鼻正對漏氣點。
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