注氮防灭火在启封火区中的应用

摘要：阐述了注氮防灭火原理并介绍了注氮防灭火在西安六区火区启封中的应用，为火区启封矿井提供经验。

关键词：注氮；防灭火；启封火区；几天

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）23019001

1矿井概况

西安六区于1958年建井，1960年12月份投产，设计生产能力45万吨/年。井田内有2层可采煤层，上煤和下煤，煤层最厚为12m，最小4m，煤质牌号为气煤，地质构造复杂。

矿井采用斜井片盘开拓方式，采煤方法为：综采。

矿井通风方式为中央并列抽出式，属于高瓦斯矿井，自然发火十分严重，发火期为0.5-1.5个月，最短17天。曾发生过多次恶性瓦斯和煤尘事故。

现在处于复采阶段，井型30万吨/年。旧巷、旧采迹纵横交错，加之以往密闭封闭的不严，出现很多火区。

生产采区0901区：火区、综采，走向308m，倾向52m；于2010年3月5日7时，在边界道以里，走向约35m如图旧采迹处发火，火势迅猛，仅10几分钟便浓烟滚滚，风流中CH4 1.4%，CO 129ppm，被迫撤人、停产，封闭采区。

图10901采区封闭及通风系统图封闭计划：先入气I，后排气II；I、II都用红砖砌筑双闭，厚0.5m，两闭间0.6m，用黄土填严、捣实，并留有2、4寸通管，排气过里闭10m保留束管监控系统，白班封闭完。

2火区启封条件

《煤矿安全规程》规定：封闭的火区，只有经取样化验证实已熄灭后，方可启封或注销。

火区同时具备下列条件，方可认为已熄灭：

（1）火区内的温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。

（2）火区内的空气中氧气浓度降到5%以下。

（3）火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。

（4）火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。

（5）上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。

遵照本规定并结合多年井下实际经验：也就是说0901得一个月后有望解封。

3注氮防灭火原理

氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒、不助燃的惰性气体，微溶于水，相对于空气的密度为0.97，体积占地面空气的79%，由制氮装置提取，因而将一定量高纯度的氮气通过管路注入封闭火区，使其失去燃烧和爆炸的条件，达到防灭火的目的，其原理是：（1）能稀释火区氧气的浓度，使其缺氧而窒熄或不能氧化自然；（2）在有瓦斯和火灾气体爆炸危险的火区内，注入氮气可使其失去爆炸性；（3）降温作用；（4）使该区呈正压状态，新鲜风流难以进入，阻止漏风；（5）降低燃烧强度，不断注入氮气，即使熊熊大火，也逐渐熄灭。

4在启封火区中的应用

白班闭一砌筑完，便合入气4寸通管，每日24小时连续注氮，共注氮11.52万m3，检查效果如表1：

表1各项指标表

时间3.53.63.73.83.93.103.113.123.13CO2%0.180.190.180.160.140.120.120.12CO%128130981310766CH4%1.61.621.200.820.540.220.200.20O2%18.516.512.210.85.363.573.823.78N2%7878.281.285.495.896.795.695.8t ℃1919181716151615从表1实测各项指标表明，虽然只经过8天的注氮防灭火工作，但确认火已熄灭。

启封：只是火点位置三架棚，帮顶杆烧焦，其他一切正常，当即恢复生产。

在西安六区，类似的13022区、14011区、0432-3区、15031区入气道口等，发火被迫封闭后，都是经过7、8天，最短4天向闭内注氮，个个成功启封。

14032区是4年前封闭的老火区，先后3次启封，3次见烟而封闭，14032区让人望而却步。

本次启封：注氮13天，成功获得采区。

注氮防灭火不仅在西安六区启封火区中应用，在西安二区的12采区，56071区，西安一区的035035区，89采区等火区启封中，都得以广泛应用，效果极佳。

值得注意的是：（1）注氮的纯度 ；（2）注氮区域的漏风 ；（3）注氮的连续性；（4）配套使用束管监测。有条件的话，最好同时配合注水。

实践证明：注氮不仅可以防火，而且可以灭火，尤其在启封火区中应用，几天便可！

作者简介：荆兆丰（1965-），男，辽源矿业（集团）有限责任公司西安煤业公司动力部部长、工程师。