浅谈煤矿氮气防灭火技术应用

浅谈煤矿氮气防灭火技术应用

王君祥

宁夏王洼煤业有限公司王洼煤矿

摘要：煤矿的防火方法现在普遍采用氮气灭火法，从理论上氮气的使用可以对煤矿火灾进行有效的预防和控制，但是在实际运用中还得掌握技术要领和使用规范，这样才能保障煤矿的安全运行。本文主要分析了氮气防灭火的重要性，并对氮气的使用技术提出了相应的建议。

关键词：煤矿防灭火；氮气应用；技术措施；预防控制

引言

有效控制煤矿火灾，是保障煤矿安全的前提。氮气现在是煤矿防灭火工作中应用的主要元素。虽然很多地方都使用氮气来实施防灭火，但是在有些煤矿实际工作中也出现了一些问题，所以掌握好氮气的防灭火技术方法是非常重要的安全环节。

一、煤矿防灭火应用现状

煤矿防灭火现在主要用氮气技术，以前煤矿发生火灾时想要隔绝火灾都会用填土、封沙等隔离方法。但是煤矿里会有很多煤灰存在，这些方法远不如用氮气防火有效。氮气就是把现存空间里的氧含量降低，以此来达到阻燃的目的[1]。并且在常温下氮气非常稳定，不会和其它的物质发生化学反应。煤矿防止灭火问题上一是要掌握灭火方法和技能，二是要采取制度措施从根本上杜绝火灾发生。煤矿在处理火灾时可以用综合方法一起来治理煤矿灭火。例如：先在发生火灾的区域范围内建立防火墙，再往防火多的墙内注入氮气，降低氧的浓度和火焰温度。防止空气中的煤灰扩散。目前煤矿里一般都配备有制氮机，都有井下移动式膜分离移动设备，这些制氮设备的使用地层越深，投用的氮气设备就越多。

二、氮气防灭火技术应用的合理建议

（一）煤矿注氮方法

在煤矿内不同地层注氮量不同，有的情况是由注氮位置决定的。例如：在煤矿的采空区，氮气的释放口要根据风向的变化选择好，一般在漏风点选择，整个采空区顶层岩性一定要好，氮气在风口有利的推动下，很快就能把氧气含量降低到7%以下。采空区的氮气量可以用探测装置进行探测，等到氧含量下降到相应的值时，可以达到安全的均衡值。氮气量释放后要对整个封闭区的漏风点进行封堵，封堵时要注意断层和岩壁的情况。采用分阶段的方式进行漏风封堵。例如：在两侧的岩壁上先进行穿管，然后把管线中间扎空出渗入的小眼，然后往穿管里注胶，当胶从穿管里渗出后就会形成一个隔离带。把漏风的地方封堵后，就可以形成一个密闭安全的氮封空间。

在煤矿发生火灾后，有的煤矿及时的采取了措施用许多材料进行了封堵，但是效果并不明显。煤灰在空气中弥漫的了很多，成为了新的燃烧源，着火的煤矿的明火甚至达到了几个月都不灭。这个时候就要用注氮设备对着火区域进行注氮处理[2]。例如：在煤矿下可以用移动式的氮气机注氮，先对煤矿的采空区的环境和浮煤进行调查，此时采空区可能瓦斯含量较高，一旦出现了明火就会出现爆炸的可能。在注氮时要把整个氧气含量降低到百分之十以下，消除自燃隐患。对容易塌陷的采空区进行埋管注氮处理。氮气一旦注入，瓦斯浓度就会快速下降。明火熄灭后，人员可以把井底的设备进行回收，挽回经济损失。

有的煤矿也把注氮技术和平时的矿井安全生产技术结合起来，用综合方法进行火灾防治工作。王洼煤矿采用黄泥灌浆的方法，工作人员在前期可以利用高压水枪，对岩石两侧黄泥进行冲洗，冲洗的黄泥落入池里形成黄泥浆。黄泥浆依靠自身重力通过铺设好的管道，流入到井下。有效地封堵上采空区进、回风的空隙，防止了瓦斯外漏。黄泥灌浆是预防火灾十分重要的环节，灌浆工艺的好坏决定了防火工作的稳定性。灌浆完毕后，测试封闭型完好，再向指定区域内连续注入氮气，这样才能实现预防火灾的闭环管理。现在煤矿对氮气的需求量很大，所以很多制氮设备都要进行改进。为了能够有充足的氮气供应，除了增加制氮设备外，还要引进先进的设备生产技术。

（二）隐患防治措施

氮气灭火技术很多都是防患于未然，在工作完成的区域内，先行进行氮封，并且所有的水分进行固化处置。但是如果碰上火灾突发自燃情况就要采取另外的措施进行注氮处理。例如：在煤层开始出现自燃时，有些瓦斯存在爆炸的危险，火势还小时可以对两个方向进行封堵处理。对着火空间进行封堵时，可以启用一台通风机往空间内通风。然后制定出几个测试点对一氧化碳的含量进行测定。氧含量和火焰同时熄灭后可以停止注氮。通过观察测试点的历史趋势可以看出来，注氮气以后一氧化碳的开始下降。

煤矿企业还要增加测试仪器，前期就对煤矿里的氧含量进行测定，如果氧含量超过百分之十二就存在爆炸的可能。煤矿安全人员在工作时要把安全工作做到前面[3]。例如：工作人员可以在煤矿的两侧提前安装上钢管作为后期的注氮管路。用液压支架进行固定，在管路前端用电机绞车进行牵引，逐渐把管路铺深。最好是靠近危险源，在火灾发生时可以迅速进行注氮作业。

利用氮气灭火时还需要注意施工细节，每个细节如果不牢固很有可能让氮气防火失去效果。地面塌陷区域裂缝要充填好，不能出现漏风现象。在埋藏管线时要注意深度，不能太深也不能太浅，应该在20公分左右比较合适。在采空区进充氮时要注意顶部要留有一定的空间，有助于氮气在上部流通的更快。氮气在起火区灌注时，工作人员要注意氮气充入量。管线中安装上监控系统，帮助人们在管线中进行安全监控。煤矿注氮时可以从地面往下注氮。例如：煤矿土壤发生爆燃，可以从地上把液氮注入，在整个过程中液氮可以充分吸收煤矿燃烧所产生的热量，周围的温度迅速降低。注入的时候，先用钻头在地面上往着火区域钻孔，孔径不要太大，减少地表压力后往孔里注氮，如果煤矿里温度很高，就要用制氮车从钻孔的地方直接注氮，防止氮气蒸发速度快引起氮气管线气化导致设备损坏。

注氮时也要注意压力和强度，不能一直用一个速度注氮。开始灭火时注氮的强度可以加强，等火势缓慢了注氮量可以降低。然后置换出里面的气体，工作人员可以通过封闭墙上气嘴对出来的气体进行测量，对出来的二氧化碳和一氧化碳进行检测鉴定，如果温度和浓度下降，那么氮气置换就有很好的效果，也能快速达到阻燃的目的。分阶段性地检测气体可以适当的控制氮气的注入量，也能有效地控制经济成本。

总结

煤矿生产安全很重要，氮气预防火灾技术是非常科学的方法。在煤矿生产中把火灾事故的隐患降到最低，才是每个安全管理者首先要考虑的问题。氮气在使用过程中，实施效果明显，能够第一时间起到灭火作用。氮气本身比空气轻，不但能隔绝氧气还能向上迅速弥漫。氮气在投资成本上也比其它的阻燃材料花费少，性价比尤其明显。合理的掌握氮气灭火的安全技术，才是今后煤矿安全生产的前提。

参考文献

[1]郭雪鹏.氮气防灭火技术应用分析[J].能源与节能,2017(11):177-178.

[2]邓声炜.综合防灭火技术在煤矿中的应用[J].内燃机与配件,2017(13).

[3]刘军.综合防灭火技术在王庄煤矿的应用[J].煤,2017(10).