煤礦用氮氣防滅火技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)號：

MT/T701-19971

范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦用氮氣防滅火的氮氣源設(shè)備、注氮防滅火工藝和方法及主要技術(shù)參數(shù)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于具有煤炭自然發(fā)火而又有條件建立氮氣防滅火系統(tǒng)的礦井。2

引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。《煤礦安全規(guī)程》

1992—12—22

中華人民共和國能源部《礦井防滅火規(guī)范》(試行)

1988—10

中華人民共和國煤炭工業(yè)部制定3

定義本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。3．1

注氮防滅火方法

methodoffirefightingbynitrogeninjection將氮氣通過管路輸送到需要防滅火的區(qū)域，使之降低該區(qū)域內(nèi)空氣中的氧氣濃度，達到阻止煤炭氧化或窒息火源。3．2

采空區(qū)三帶

threezonesofgob工作面采空區(qū)沿走向方向，按其氧氣濃度不同而劃分的區(qū)域，即冷卻帶、氧化帶、窒息帶。3．3

惰化防火指標(biāo)

inertionindexforfireprevention煤的防火臨界氧氣濃度值。3．4

惰化滅火指標(biāo)

inertionindexforfireextingishment徹底撲滅火源并使其不再復(fù)燃的臨界氧氣濃度值。3．5

惰化抑爆指標(biāo)

inertionindexforexplosionsuppression氧氣濃度降低到瓦斯失去爆炸條件時的臨界氧氣濃度值。3．6

開放式注氮

opentypeofnitrogeninjection在需要注氮的區(qū)域未封閉的情況下，進行注氮。3．7

封閉式注氮

sealtypeofnitrogeninjection為控制火情或防止瓦斯爆炸，將發(fā)生火災(zāi)或積聚瓦斯的區(qū)域先封閉后再進行注氮。3．8

安全氧濃度指標(biāo)

safetyindexofoxygencontent保證人員生命安全所必須的最低氧氣濃度值(18．5％)。3．9

安全通風(fēng)量

safeventilationairquantity注氮過程中，為防止輸?shù)苈穬?nèi)的氮氣全部泄漏到巷道內(nèi)或工作面，不致造成該處工作人員因缺氧而發(fā)生窒息事故所必需的最小通風(fēng)量。4

一般要求4．1

應(yīng)有完整的礦井開拓、開采圖，通風(fēng)系統(tǒng)圖及輸?shù)苈废到y(tǒng)圖。4．2

新建礦井應(yīng)有所有煤層、擬采水平和不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤的自燃傾向性鑒定報告，以及開采同煤系煤層鄰近生產(chǎn)礦井的自然發(fā)火危險程度等級資料。4．3

生產(chǎn)礦井有礦井自然發(fā)火危險程度等級資料以及新開煤層、新水平和不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域煤自燃傾向性鑒定報告。4．4

生產(chǎn)礦井有歷年煤自然發(fā)火資料。5

注氮防滅火方案5．1

注氮方案的主要內(nèi)容5．1．1

建立氮氣防滅火系統(tǒng)：a)現(xiàn)行常規(guī)防滅火技術(shù)措施的適應(yīng)性和有效性分析；b)氮氣來源選取的技術(shù)經(jīng)濟分析；c)供氮能力、輸?shù)苈返挠嬎闩c選??；d)注氮防滅火工藝和方法；e)注氮防滅火的效果考察；f)投資概算與工程進度計劃；g)工程組織領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)。5．1．2

建立完善的火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。5．1．3

有可靠的防止向注氮區(qū)域內(nèi)漏風(fēng)和氮氣泄漏的措施。5．2

注氮方案的實施5．2．1

制定的注氮防滅火方案必須報礦務(wù)局審批后方能實施。5．2．2

注氮防滅火方案的工程應(yīng)由基建施工單位(基建礦井)或礦井(生產(chǎn)礦井)負(fù)責(zé)組織實施。5．2．3

注氮防滅火方案規(guī)定的工程完工后由批準(zhǔn)部門負(fù)責(zé)組織驗收。6

氮氣源設(shè)備6．1

氮氣源設(shè)備可選用地面固定式深冷空分制氮設(shè)備；地面固定式或井上、井下移動式變壓吸附制氮裝置；井上、井下固定式或移動式膜分離制氮裝置。6．2

井下制氮裝置中的電氣設(shè)備必須取得《防爆檢驗合格證》。6．3

地面移動式制氮裝置的外形尺寸應(yīng)能滿足公路和鐵路運輸?shù)囊蟆?．4

井下移動式制氮裝置的外形尺寸應(yīng)與礦用平板車、罐籠的允許尺寸相適應(yīng)。7

主要技術(shù)參數(shù)7．1

供氮能力制氮設(shè)備或裝置的供氮能力應(yīng)按礦井注氮工作面防火注氮需要選取，供氮能力可按式(1)計算(1個工作面注氮量)：……(1)式中：Q0——采空區(qū)氧化帶內(nèi)漏風(fēng)量，m3／min；C1——采空區(qū)氧化帶內(nèi)平均氧濃度，％；C2——采空區(qū)惰化防火指標(biāo)，其值為煤自燃臨界氧濃度，％；CN——注入氮氣的氮氣濃度，％；K——備用系數(shù)，取1．2～1．5。7．2

氮氣純度向防火區(qū)注入氮氣的純度要視其能將采空區(qū)的氧濃度降低到煤自燃臨界氧濃度而定。而向火區(qū)注入氮氣純度應(yīng)不低于97％。7．3

供氮壓力地面、井下制氮設(shè)備的供氮壓力，可按7．4．2條的供氮壓力公式計算，其管路末端的絕對壓力應(yīng)不低于0．2MPa。7．4

輸?shù)苈?．4．1

管材的選取從地面供氮時，當(dāng)供氮壓力小于1．6MPa時，輸?shù)苈窇?yīng)選用無縫鋼管。從井下供氮時，除應(yīng)采用鋼管外，在滿足輸?shù)獕毫Φ那闆r下，可選用耐壓橡膠軟管。但進人采空區(qū)或火區(qū)的管路必須采用無縫鋼管。7．4．2

輸?shù)苈返闹睆綉?yīng)滿足最大輸?shù)髁亢蛪毫Φ囊?。供氮壓力能否滿足要求，按式(2)進行計算：…………………(2)式中：P2——管路末端的絕對壓力，MPa；Qmax——最大輸?shù)髁浚琺3／h；D0——基準(zhǔn)管徑，150mm；Di——實際輸?shù)軓?，mm；Li——相同直徑管路的長度，km；λ0——基準(zhǔn)管徑的阻力損失系數(shù)，0．026；λi——實際輸?shù)軓降淖枇p失系數(shù)，對于不同的鋼管直徑，則有如表1的關(guān)系：表1管徑Di，mm7080100150200250300400阻力系數(shù)λi0.0320.0310.0290.0260.0240.0230.0220.0207．5

輸?shù)苈返匿佋O(shè)7．5．1

管路的鋪設(shè)應(yīng)盡量減少拐彎，要求平、直、穩(wěn)，接頭不漏氣。每節(jié)鋼管的支點不少于兩點，每節(jié)軟管的吊掛不少于4點，不允許在管路上堆放他物。低洼處可設(shè)置放水閥。7．5．2

輸?shù)苈返姆植硖帒?yīng)設(shè)置三通和截止閥及壓力表。7．5．3

輸?shù)苈窇?yīng)進行防銹處理，表面涂黃色油漆。7．5．4

定期對輸?shù)苈愤M行試壓檢漏。8

注氮防滅火工藝和方法根據(jù)礦井具體條件，可采用埋管注氮、拖管注氮、鉆孔注氮、插管注氮和密閉注氮等工藝。8．1

埋管注氮在工作面的進風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)埋設(shè)一趟注氮管路。當(dāng)埋人一定深度后開始注氮，同時又埋人第二趟注氮管路(注氮管口的移動步距通過考察確定)。當(dāng)?shù)诙俗⒌芸诼袢瞬煽諈^(qū)氧化帶與冷卻帶的交界部位時向采空區(qū)注氮，同時停止第一趟管路的注氮，并又重新埋設(shè)注氮管路，如此循環(huán)，直至工作面采完為止。8．2

拖管注氮在工作面的進風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)埋設(shè)一定長度(其值由考察確定)的厚壁鋼管作為注氮管路，它的移動主要利用工作面的液壓支架，或工作面運輸機頭、機尾，或工作面進風(fēng)巷的回柱絞車作牽引。注氮管隨著工作面的推進而移動，使其始終埋人采空區(qū)內(nèi)的一定深度。8．3

鉆孔注氮在地面或井下，向采空區(qū)或火災(zāi)隱患的區(qū)域打鉆孔(全套管)注氮。8．4

插管注氮工作面開切眼、停采線和巷道高冒區(qū)，可采用向火源直接插管的注氮方式進行注氮。8．5

密閉注氮利用密閉墻上預(yù)留的注氮管向火區(qū)或火災(zāi)隱患的區(qū)域?qū)嵤┳⒌?．6

注氮方法根據(jù)對火情的預(yù)測情況，可選擇連續(xù)或間斷注氮。8．7

注氮地點防滅火注氮地點應(yīng)盡可能選擇在進風(fēng)側(cè)或靠近火源。工作面采空區(qū)注氮防火的注氮管口應(yīng)處于采空區(qū)氧化帶內(nèi)。8．8

注氮抑制瓦斯爆炸撲滅瓦斯積聚區(qū)的火災(zāi)，需建防爆墻。注氮的同時，取樣分析災(zāi)區(qū)氣體成分的變化，并用空氣一甲烷混合物的爆炸三角形法進行失爆性的判定。9

注氮防滅火惰化指標(biāo)9．1

采空區(qū)惰化防火氧濃度指標(biāo)不大于煤自燃臨界氧濃度，其值由氣相色譜吸氧法測定。9．2

惰化滅火氧濃度指標(biāo)應(yīng)不大于3％。9．3

惰化抑制瓦斯爆炸氧濃度指標(biāo)應(yīng)小于12％。10

注氮防滅火的效果考察10．1

為保證注氮防滅火的效果，宜對注氮的區(qū)域采取均壓措施，并采取嚴(yán)格的堵漏措施以及有效的火災(zāi)監(jiān)測，使防滅火區(qū)域的漏風(fēng)量降到最低限度。10．2

考察內(nèi)容：——注氮前、后采空區(qū)三帶的變化；——注氮量、注氮擴散半徑、注氮口移動步距等。11

安全技術(shù)措施與管理11．1

注氮過程中，工作場所的氧氣濃度不得低于18．5％，否則應(yīng)立即停止作業(yè)撤除人員，同時降低注氮流量或停止注氮。11．2

注氮地點及與其相連巷道的安全通風(fēng)量，按式(3)計算：……(3)式中：Q0——工作場所的安全通風(fēng)量，m3／min：QN——最大氮氣泄漏量，m3／min；CN——泄漏氮氣中的氮氣濃度，％；C1——工作面或巷道中原始氧氣濃度，一般取20．8％；C2——工作場所的安全氧濃度指標(biāo)，18．5％。11．3

注氮安全措施與管理：在采空區(qū)進行注氮防火或在火區(qū)進行注氮滅火時，必須編制相應(yīng)的安全技術(shù)措施，并經(jīng)礦總工程師審