氮气及其添加剂在易燃厚煤层防灭火中的应用

摘 要:注氮防灭火是比较经济有效的技术手段，但氮气也存在着在开放区域易流失和停止注氮后防火作用消失的不足，本文主要阐述利用蛋白质泡沫灭火剂作为添加剂，与氮气一起注入采空区(或火区)提高防灭火效果。同时就如何经济合理注氮问题，研究了采空区和支架上方“三带”范围并提出了一些新见解。

关键词:注氮；添加剂；防灭火；技术应用

1 矿井及试验采煤工作面情况

平煤集团公司十一矿位于平顶山市以西13km，平顶山煤田李口向斜南翼西端。井田走向长6.6 km。南北倾向宽3.9 km，面积约23.5 km²。井田内的主体构造为浅部陡、深部缓的单斜构造，走向125°。矿井采用中央立井、主石门、底板大巷开拓方式，采区石门贯穿各煤层，两个水平开拓全矿井。主采丁、已3组煤层，均为高瓦斯容易自燃煤层。试验工作面已_16-17-22080位于二水平已二下山采区，东部为工业广场煤柱，西部为香山矿井田边界，南北部为未开采煤层，该面是矿井第一个综采放顶煤工作面。工作面标高为-588～641m，煤层厚度为3.0～15m。煤层倾角为16～25°。煤层最短自然发火期为18天。顺槽沿厚煤层底板掘进，易冒顶，检查发现1.0 m以上高冒区100多处。高冒区不仅易自燃，而且瓦斯含量高，存在严重的安全隐患；工作面支架倾角大，推进速度慢，采空区浮煤易超过其自然发火期；支架顶部存在氧化自燃带，容易发生自然发火事故。采用注浆等常规的防灭火手段，难以取得理想的效果，为确保综放工作面安全回采，决定采用以氮气及其添加剂为主要防治手段防灭火措施。

2 氮气及其添加剂防灭火原理

当高浓度氮气注入煤层自然发火点时，将会降低局部区域的氧气浓度，大量或持续不断的注入氮气可以将氧气浓度降低到10％以下，从而隔断煤层的自然发火条件。开放区域内氮气易流失，停止注氮后防火作用消失。借鉴空气泡沫的防灭火原理，克服单纯注氮易流失的缺点，制成氮气惰泡用于防治开放区域煤层自然发火，效果良好。

3 综采工作面易自燃部位和防治重点

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