54 mm铁管,长度为30~40 m,采取管口对焊的焊接方式,管外侧加焊Ф16 mm的钢筋,以加强管子的强度,防止被拉断,预埋管最里端的2 m打花眼,以利于氮气的溢出及扩散。

预埋管埋在工作面的进风巷侧,氮气的扩散方向与工作面的进风风流方向一致,使氮气能够顺畅地进入采空区,并随着扩散风流的方向一同流向采空区深部,逐渐排出采空区内的空气,占据采空区的空间。

4.7　注氮过程和方法

注氮气的方法可根根现场实际情况和条件,采取连续注氮和相隔注氮。连续注氮可使采空区始终充满着氮气;在工作面推进速度快、CO及有害气体不高的情况下,也可以采取间隔注氮方法,即在其氧化带的区间内,逐段间隔时间注氮,使采空区氮气浓度较高,煤不能形成氧化过程。该矿采取间隔注氮方法,即在工作面开采前,切眼下端埋设花管(Φ54 mm铁管),长度为40 m,外侧加焊3根Ф16 mm的加强钢筋。当工作面推进20 m后,开始开机注氮气,连续开机72 h,采空区的空间基本注满,然后,用绞车向外拽预埋管,由于顶板冒落快、采空区较严,钢丝绳拉断,未能拽出预埋管。随即预埋了第2根管,长度30 m,当埋进12 m时开始注氮,连续注氮48 h,采空区已注满;然后,再次预埋管注氮,以此循环往复注氮。

5　注氮的效果

通过对工作面的2次间隔注氮,有害气体的浓度明显降低。注氮前,有害气体较高,其原因主要是上分层开采后,煤进行了氧化,使有害气体留存在上分层顶板,当底分层开采时,有害气体涌进工作面。经过2次注氮后,有效地抑制了采空区的自燃,降低了有害气体的浓度,保证了工作面的顺利开采。

6　结　论

灵泉矿综采工作面搬入十采一面底分层以后,及时安装使用了氮气防灭火设备,使用效果良好,取得了明显的效果,对预防工作面自燃发火起到了积极的作用,确保了工作面开采的顺利进行,其优点是十分显著的。

(1)设备性能良好,操作简单,易于管理和使用。

(2)虽然购买设备费用较高,但采用空气为原料来制取氮气,后期使用不需原材料的消耗。

(3)虽然灵泉矿应用的时间还较短,但对预防工作面自然发火及降低有害气体的浓度等方面,起到了积极的作用。

(4)氮气防灭火技术,是较为先进的防灭火方法,特别是该矿开采发火期较短的褐煤煤种,更是一种有力的防灭火手段。

(5)氮气防灭火技术在扎赉诺尔煤业公司还是首次使用,现在只应用于工作面,今后还可以应用到火区启封、局部有害气

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