??? 4.1.2注氮系統
??? 地面固定式地面移動式制氮設備生產的氮氣，經井上下輸氮管路送達采空區內或火區內。該系統的優點是制氮設備的產氮能力大，滅火速度快。缺點是需專門鋪設一趟輸氮管路。
??? 井下移動式制氮設備安置于距需要防火或滅火區域的就近處，通過輸氮管路將氮氣送達防滅火區內。該系統的優點是不需鋪設專用輸氮管路。缺點是制氮設備的產氮能力較小。
??? 4.1.3注氮方法及注氮方式
??? 根據我公司實際情況，擬選用井下移動式制氮設備。注氮方法采用埋管式注氮方法。工作面的進風側沿采空區埋設一趟注氮管路。當埋入一定深度后開始注氮，同時又埋入第二趟注氮管路（注氮管口的移動步距通過考察確定）。當第二趟注氮管口埋入采空區氧化帶與冷卻帶的交界部位時向采空區注氮，同時停止第一趟管路的注氮，并又重新埋設注氮管路，如此循環，直至工作面采完為止。
??? 注氮方式可分為連續式和間歇式兩種。采用哪一種方式，主要取決于氮氣在采空區內的滯留時間和惰化效果。一般注氮滅火宜采用連續式注氮方式，注氮防火宜采用間歇式注氮方式。間歇式注氮方式即在采空區“氧化帶”區域注入氮氣，考察氮氣在該區域內的滯留時間和情化效果，當該區域O2濃度降低至自然發火臨界O2濃度之下時停止注氮；隨著氮氣的泄漏，采空區內的O2濃度會逐漸回升，當O2濃度回升至自然發火臨界O2濃度之上時，重新開始新一輪的注氮。當注氮口推移至“氧化帶”以外而進入“窒息帶”時，停止注氮。
??? 五、 實施方案的初步設計
??? 5.1作用原理
??? 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,達到防滅火的目的。其作用有消除瓦斯爆炸危險;防止煤的自然發熱和自燃;降低燃燒強度;防止密閉漏風。
??? 5.2 技術參數的確定
??? 5.2.1采空區的防滅火耗氮量的計算
??? 采空區防滅火耗氮量按采空區氧化帶氧含量計算，并按作業場所氧濃度核算。
??? 5.2.1.1按采空區氧化帶氧含量計算。按采空區氧化帶內氧含量及惰化指標計算注氮強度，其方法較合理，符合注氮防火的實際情況：
??? q=60×Q漏（C1-C2-C3）/C3
??? 式中：
??? q--采面采空區注氮強度，m3/min；
??? Q漏--采空區氧化帶漏風量，m3/min；
????? C1--采空區氧化帶內初始氧含量；
??? C2--采空區氧化帶內二氧化碳、甲烷等氣體含量；
??? C3--采空區氧化帶惰化指標規定的氧含量，可取10%；
??? 5.2.1.2按作業場所氧含量計算允許最大注氮量：
??? Q≤60×Q×（C1-C2）/C2
??? 式中：
??? q--按采面回風巷允許氧濃度19%計算的采空區允許最大注氮量，m3/h；
??? Q--工作面風量m3/min；
??? C1--采面初始氧濃度，可取20%；
??? C2--采掘作業場所允許氧含量為19%；
??? 實際計算時，應按采空區注氮量全部泄漏到工作面和回風巷計算出允許最大注氮強度。
??? 間歇式日注氮量可按下邊公式計算：
??? Qn=b×L×H×K2×K2
??? 式中:
??? Qn--間歇式注氮時日注氮量，m3；
??? b--工作面日推進度，m；
??? L--工作面長度，m；
??? H--采、放煤高度，m；
??? K1--采空區氣體置換系數，取2～3；
??? K2--采空區冒落矸石松散系數，取0.8～0.9；
??? K3--工作面推進速度校正系數，按下邊公式計算。
??? K3=Lmax-Lmin/ Lmax
??? 式中
??? Lmax--采空區窒息帶與氧化帶邊界距工作面的距離。m；
???? Lmin--采空區氧化帶與散熱帶邊界距工作面的距離，m。
??? 5.3井下制氮機住置的選擇及管路鋪設
??? 制氮機位置選擇在工作面運輸車場附近。注氮管路由制氮機位置一直沿運輸巷鋪設到綜采放頂煤工作面。注氮管路使用2寸靜壓水管。注氮口的位置及間距依據“氧化帶”的位置及寬度、工作面的推進度以及每次開啟的注氮量及氮氣擴散半徑等確定，目的使注入的氮氣盡可能覆蓋整個采空區“氧化帶”，有效抑制綜放工作面采空區“氧化帶”浮煤的氧化自燃。
??? 以其他有實踐經驗的礦井的注氮防滅火實踐為例，注氮口氮氣的擴散半徑取15～20m，根據對采空區“三帶”的觀測結果，為使氮氣注入區域覆蓋整個采空區“氧化帶”范圍，考慮到氮氣的泄漏，氮氣釋放口間距取30m，氮氣釋放口距工作面的最小距離為30m，最大距離為60m。氮氣釋放口及注氮支管的布置如圖所示。
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??? 注氮管路鋪設及注氮釋放口輪換方式示意圖
??? 注氮支管路沿工作面入風巷道鋪至綜放面并采用多管路進行鋪設，每個釋放口單接一根支管進行注氮，便于單獨控制。
??? 隨著工作面的推移，當前面的注氮口先進入到采空區內30m位置時，打開注氮支管的閥門開始注氮；同時從主管路上另接一路支管，并設置釋放口埋入采空區。當后續注氮口進入到采空區30m位置時，繼續打開此注氮支管的閥門開始注氮。當前面的注氮口推移至距工作面60m以后，應關閉此注氮支管的閥門停止注氮。按此注氮口交替的方法循環往復進行注氮。
??? 六、井下移動式注氮設備選型及造價：
??? 根據公司井下實際，擬選用JXZD型井下移動式氮氣防滅火系統設備技術指標： ◆氮氣流量：100-800 Nm3/h ◆氮氣純度：97～98% ◆氮氣壓力：0.05-1.0MPa
??? 準備使用一套，備用一套。總造價260萬元左右。
??? 一套注氮系統包括：空氣壓縮機2臺，井下移動式制氮機1臺
??? 變壓吸附組件1套，氮氣緩沖罐1套，氮氣凈化裝置一套。
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