慈林山煤矿注氮方案及安全技术措施VIP免费

1/121/12慈林山煤矿注氮方案及安全技术措施一、氮气防灭火设计方案(一）、概况：现我矿开采的15＃煤层属于自燃中厚煤层，矿井采煤工作面采空区采用以注浆为主注氮为辅的防灭火系统。考虑矿井处于停产状态,注浆所需的粉煤灰材料附近赵庄电厂还没有建设投产，根据我矿防灭火设计及矿井实际生产情况,故矿井停产期间采用马户场地ZD-1100型注氮设备作为矿井防灭火工作的主要系统,能满足井下每小时注氮９36m3的要求。（二）、氮气防灭火工艺１、我矿氮气防灭火的氮气源由风井工业场地制氮车间经已铺设好的4寸注氮管路将纯度97%以上氮气注入到工作面采空区达到防灭火的目的。2、此项措施作为采煤工作面采空区防治煤层自燃发火的主要措施之一,矿井在工作面推进速度慢和停产情况下，采空区自燃发火隐患就越大，则必须采取向采空区实施注氮。3、具体方案为:在１5101回采工作面运输顺槽埋设直径为4寸钢管，工作面采空区处埋设3寸高压胶管,工作面高压胶管每隔３0米设置一个三通,注氮严格按照操作规程执行,一旦需要注氮则将预埋高压胶管与主管接通，对采空区实施注氮。埋管期间综采队要注意保护好2/122/12注氮管,严禁注氮管被撞开、压扁，影响埋管质量。（三）注氮气可靠性计算：1、注氮设备主要技术指标DＴ-１１00型氮气产量1１00m3/ｈ出口压力0.8Mｐａ氮气纯度≧9７％2、输氮系统马户风井制氮车间→回风斜井→15煤回风巷→１5１01运输巷,均采用４寸无缝钢管。注氮管路能否满足输氮气要求通过下式计算：P１﹣Ｐ２=0.005６（Qmａx/1000）*L⋯⋯⋯⋯⋯⋯①式中：P1-管道始端的绝对压力MpaP2-管道末端的绝对压力MpaＱmax-最大输氮量m3/hＬ-管路当量长度KmL计算式为:L＝o)i/(×5)/(DiDo×Ｌｉ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯②式中:Do－----基准管径（Do=100mm)阻力损失系数：o=0.02６Ｌi⋯⋯⋯⋯⋯⋯相同直径管路长度kｍDi⋯⋯⋯⋯⋯⋯实际输氮管路内径mm3/123/12i⋯⋯⋯⋯⋯⋯实际输氮管路直径的阻力损失系数Dｉ=99mmi=0.０2９6将以上数据代入②计算：L=(100/95)５×（0.０２9６/0.０２6)×1.10=１.5９７km假设管路末端绝对压力0.２Mpa将以上数据代入①计算得:P1=0.００5６（２0０/1000)2×1．5９7＋P2P１=0．２1Mpａ根据以上计算,从地面制氮机到15１０１采空区的输氮管路长度为27５0米的情况下，管路初段压力只需0.53Mpa，便可将11０0m3/h的氮气输送到１5101采空区内，末端的绝对压力还有0．2Mpa，因此制氮机氮气出口压力0.8Mpa完全满足要求。3、注氮地点安全通风量在输氮管路的沿途或工作面,假设1100m3／ｈ的氮气量全部泄漏到巷道里或工作面,是否漏氮气的地区缺氧,其安全通风量大可按下式计算:Ｑ≧Qｎ(Ｃn+C２-１00）/(Ｃ1－C2)ｍ3/min式中：Ｑ-－---安全通风量Qn------氮气最大泄漏量18.３３m3/minＣ1--－－--工作面或进风巷的氧气含量2０．８%Ｃ２--－---注氮时采掘工作面安全氧气含量＞18．５%计算得：Q＝1８.３３×（99．95＋１8.５-1００)／(20.8-18.５)＝1４７ｍ3/ｍin4/124/12根据计算工作面或巷道风量只要是大于147m3/mｉn便是安全的，同时可算出18.33m3／mｉn的氮气量全部泄漏到巷道内或工作面中，则氧气含量只降到20．44%也是安全的。井下日注氮量计算:（1）火区空间体积计算:Vk＝LI[h(1-ａ)+ｍ］式中Vｋ－－---火区空间体积m3L---－--－--－火区走向长度m取1５mI－-----－---－火区倾斜长度m取7２ma－-------－-取冒落体碎裂系数取1.3h－----－----顶板冒落高度取煤层厚的３倍m----－----采高取3.5m所以Vk＝LI[h(1-ａ)＋ｍ]=15×７２×[３×60×+３.5]=3780m3根据防火空间的大小及燃烧程度，注氮量应按防火空间的0.７5-2.５倍计算，我矿暂定注氮量为防火空间体积的１.5倍。Q=kVk=1．5×37８0=5670ｍ３采空区注氮量为注氮机工作5小时时间。二、供氮能计算与选取从理论上讲注氮流量越大，防灭火的效果就越好，由于每个矿井的煤层地质条件、开拓开采条件及其它影响因素各不相同，因此确定防灭火注氮流量就成为一个重要问题。设计时既要充分考虑制氮能力能满足防灭火所需注氮流量要求，又要考虑经济合理性。工作面防火注氮量的大小，主要取决于采空区的几何形状、氧化带空间大小、岩5/125/12石冒...