在煤矿行业中,内因火灾是一个严重危害矿井安全生产的隐患。内因火灾,又称自燃火灾,通常由于煤炭在氧化作用下产生热量,热量积累到一定程度,达到煤炭的自燃点而引发。为了有效预防和控制这种火灾,科研人员提出了“旁路式”注氮法来治理综采放顶煤工作面采空区内的火灾隐患。
“旁路式”注氮法是一种新的火灾预防方法。在煤峪口矿的实践中,该方法主要依据氮气具有阻燃性能和窒息性质的原理,通过在采空区旁路中注入氮气来替换出氧气,从而降低氧气的浓度,达到防止煤层自燃的目的。该方法通过提高采空区中的氮气浓度,来抑制煤层的氧化反应,以减少发热,避免自燃。
注氮法已经在国内外一些矿井中得到了应用,但“旁路式”注氮法则是在传统注氮技术基础上的一种创新。在传统的注氮技术中,氮气是直接注入采空区,这在一些情况下可能导致氮气分布不均,难以达到理想的防火效果。而“旁路式”注氮法则通过在采空区附近建立一个旁路,让氮气流经旁路后,再均匀地扩散至整个采空区,有效提高了氮气的使用效率和防火效果。
从技术实施的角度来看,采用“旁路式”注氮法进行矿井火灾治理,需要做好充分的现场勘察和数据分析工作,结合矿井实际情况,设计合适的注氮系统和旁路结构。在设计中要考虑氮气的流量、注入压力、注氮点布置等因素,以确保氮气能够在采空区充分扩散并有效替换氧气。
在实施过程中,需要对注氮前后的采空区气体成分进行监测,以评估防火效果。监测的主要指标包括氧气浓度、氮气浓度、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等气体的含量。通过数据分析,可以判断注氮法是否有效,以及是否需要调整注氮量或者旁路结构,以达到最佳的防火效果。
此外,为了确保“旁路式”注氮法的有效实施,还需要配套相应的安全监测系统和应急措施。安全监测系统可以实时监控采空区的气体成分和温度,以便于及时发现异常情况并采取相应的处理措施。应急措施则包括制定火灾应急预案、准备必要的消防设备和人员培训等,以确保在火灾发生时能够快速有效地应对。
在技术细节上,需要使用专门的设备和材料,例如注氮设备、气体监测仪器、旁路管道等。注氮设备主要由制氮机、输氮管路和注氮点组成。制氮机可以使用膜分离制氮、深冷制氮等技术来制取高纯度的氮气。气体监测仪器则需要具备快速响应和高精度检测的能力,以便及时发现气体成分的变化。
“旁路式”注氮法治理内因火灾隐患,需要综合考虑矿井条件、注氮技术、监测设备、安全措施等多方面因素,以确保技术的正确实施和防火效果的最大化。通过这种方法,可以有效降低煤矿火灾风险,保障矿井安全生产。