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氮氣在煤礦防滅火中的應用
2021-1-6 14:46:42
高純氮氣除了在高校實驗室、及工業生產中廣泛應用外，在煤礦的生產中，有著更重要的安全防護作用，氮氣在防滅中的作用及應用原理：
注氮防滅火的實質是向采空區氧化帶內或火區內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、滅火和抑製瓦斯爆炸的目的，其作用有：
1.消除瓦斯爆炸的危險
在煤礦當采空區一旦出現火災，危害最大的導致其內混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知，混合氣體中氧含量低於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於這種氣體在空氣中所占的百分比，這部分地決定於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%就能發生爆炸。
2.降溫作用
對於有內因火災的采空區來說，其溫度大於外界溫度。當采用氮氣滅火時，無論是采用液氮還是氮氣，其氮氣的溫度均低於火區的氣體溫度，加之氮氣在注入火區後的流動範圍大，對采空區來說都有明顯的降溫作用。
3.防止煤的自然發熱和自燃
煤炭自燃的三要素是：煤有自燃傾向性；有連續的供氧條件；熱量易於積聚。煤礦生產工作麵采空區氧化帶內的漏入風量不足以帶走煤氧化產生的熱量，則煤溫就逐漸升高，這時煤處於自然發熱。當溫度達到煤的臨界溫度以上，氧化急聚加快，大量產生熱量，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。采取向工作麵采空區氧化帶內注入一定流量的氮氣，降低該帶內的氧氣含量，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製氮設備，其型式有三種：（1）氮氣電度為98%，產量為200~2000m3/h的地麵固定式製氮設備（2）氮氣純度為98%，產量為200~1200m3/h的地麵移動式製氮設備（3）氮氣純度為98%，產量為200~800m3/h的井下移動式製氮設備。
