MT701-1997煤矿用氮气防灭火技术规范

煤矿用氮气防灭火技术规范前言本标准在制定过程中，查阅了大量国内外的有关资料，特别是德国和法国的氮气防灭火资料和使用氮气的有关规定，以及我国有关科研和应用报告等，并对其内容进行认真研究分析后，按照《煤矿安全规程》和《矿井防灭火规范(试行)》的相关内容相一致的原则，同时结合我国煤矿应用氮气防灭火所取得的成功经验，确定了本标准的基本内容。

本标准中对氮气来源方式作了原则规定，但供氮能力必须满足最大防火注氮流量的需要，这是氮气防灭火成功与否的关键。

注氮工艺和方法是本标准的核心内容，同时也是防灭火效果好与否的关键。

但由于煤矿条件复杂，各矿井、各工作面的条件都不一样，因此在应用时需合理选择使用。

均压、堵漏和火灾监测是注氮防灭火的配合措施，也是提高氮气防灭火效果的可靠保证，应因地制宜地选择与实施。

本标准是在总结实际经验的基础上，制定出来的首部《煤矿用氮气防灭火技术规范》，为今后更好地开展氮气防灭火技术提供全煤炭行业的统一的技术依据。

本标准是一个独立性标准。

本标准规定的技术内容均独立于其他标准之外而独立成体，独立执行。

本标准由煤炭工业部科技教育司提出。

本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。

本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。

本标准主要起草人：王长元、邵启胤、徐承林。

本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。

1 范围本标准规定了煤矿用氮气防灭火的氮气源设备、注氮防灭火工艺和方法及主要技术参数等。

本标准适用于具有煤炭自然发火而又有条件建立氮气防灭火系统的矿井。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

《煤矿安全规程》 1992—12—22 中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》(试行) 1988—10 中华人民共和国煤炭工业部制定3 定义本标准采用下列定义。

3．1 注氮防灭火方法 method of fire fighting by nitrogen injection 将氮气通过管路输送到需要防灭火的区域，使之降低该区域内空气中的氧气浓度，达到阻止煤炭氧化或窒息火源。

防灭火注氮流量的计算氮气防灭火技术已作为综采和综放工作面的主要防灭火措施，由于每个矿井的地质条件、煤层开采条件及外围因素各不相同，因此，确定防灭火注氮流量就成为一个比较剌手的问题。

从理论上讲，注氮流量越大，防灭火（特别是灭火）的效果就越好，反之就越差，甚至不起作用。

要使选用的制氮能力既能满足防灭火所需注氮流量的要求，又能充分体现经济技术上的合理性，根据我国应用氮气防灭火的经验，在设计时着重考虑以下几个指标。

⑴采空区防火惰化指标预防综放面采空区内煤炭自然发火，重点是将采空区氧化带进行惰化，使氧含量降到阻止煤炭氧化自燃的临界值以下，从而达到使氧化带内的煤炭处于不氧化或减缓氧化的状态。

按煤炭氧化自燃的观点，采空区气体组分中除氧气外，氮气、二氧化碳等均可视为惰性气体，对煤炭的氧化起抑制作用。

氧气是煤炭自燃的助燃剂，注氮后采空区氧化带内氧气浓度的高低反映出注氮效果的好坏，因此把氧含量临界值作为惰化指标是合理的。

根据国内外实验研究表明：当空气中氧含量降到7%—10%时煤就不易被氧化，我国煤矿安全规程也明确规定，注氮后采空区氧化带内氧含量应小于7%，因此煤矿安全规程将采空区防火惰化指标定为7%是合理的，并将其指标作为设计依据。

⑵火区惰化指标采空区或巷道一旦发生火灾，采用注氮方法灭火时，在注氮的初期注氮流量要大，这是因为：一方面要迅速将火区空间惰化，另一方面注入的氮气还要惰化漏进的新鲜风流。

火区惰化后，继续注入的氮气主要起惰化漏风的作用，注氮流量就相应减少。

国外如德国和法国，灭火注氮流量一般每分钟为几十至几百立方米，总耗氮量达数十到数百万立方米，若按此计算，我国煤矿自身的经济承收能力是难以满足的。

通常灭火注氮量可按封闭火区体积的3倍计算。

实验研究表明：气体成分中当氧含量低于5%时就能阻止煤炭的氧化和燃烧，为防止采空区内可燃气体因明火而发生爆炸，因此，煤矿安全规程将火区惰化指标定为以氧含量低于3%是合理的，并将其作为设计依据。

南煤公司关于“矿井防灭火注氮系统管理”的规定为切实加强矿井防灭火管理工作，防止煤炭自燃事故发生，认真吸取“一通三防”事故教训，确保矿井安全生产和员工生命、财产安全，特制定“矿井防灭火注氮系统管理”规定。

一、制氮机管理1、各种型号制氮装置的安装地点和环境，必须符合产品说明书的技术要求。

否则，不得安装、使用和运转。

2、新购置的制氮装置必须进行现场调试和试运转，各项指标及参数均满足设计要求，且无异常情况，方可正常运转、使用。

否则停止运转，不得使用。

3、制氮装置在运转过程中，出现任何异常情况，必须立即停止使用，并及时进行检查、维修。

当无法处理时，要及时联系厂方处理。

4、制氮装置要设经培训合格后的司机专人看管，要按操作规程规定的开、停顺序进行操作，做到能维护、会保养。

其它人员不得随意开启制氮装置。

5、使用制氮机的厂所，必须制定并上墙吊挂“制氮机的操作规程、司机岗位责任制、制氮机保养维护管理制度和注氮机系统示意图”。

严格按章操作和管理。

制度不建全，罚机电矿长、总工程师各1000元。

6、使用注氮机时，要严格按说明书的要求，及时更换活性炭、精密过滤器、油过滤器、润滑油、空气滤芯、油滤芯等，确保净化过滤系统灵敏可靠。

7、地面制氮机房必须悬挂便携式瓦斯氧气两用报警仪，随时监测机房氧气变化情况，当氧气浓度低于18%时，立即撤离机房所有人员，同时，注氮机司机向矿调度汇报，关停制氮机停止向采空区注氮。

并做好相关记录。

不按规定悬挂，罚值班司机50元。

8、地面制氮机房的相关设备由机电科负责定期维修、维护，制氮司机每天必须将井下注氮地点和注氮量、流量、压力、浓度以及设备运转情况等向机电、通风调度进行详细汇报，各部门做好记录。

不汇报、弄虚作假，罚责任人50元9、因维护和管理不到位，造成制氮机设备损坏、膜组失效，矿要按价赔偿，并罚矿长、机电副矿长、总工程师各1000元。

二、注氮系统的管理1、通风区每周要安排专人对注氮系统进行巡回检查，发现漏气、管路损坏等及时处理，确保注氮系统运行稳定可靠。

煤矿用氮气防灭火技术规范(MT/T701－1997)前言本标准在制定过程中，查阅了大量国内外的有关资料，特别是德国和法国的的氮气防灭火资料和使用氮气的有关规定，以及我国有关科研和应用的报告等，并对其内容进行认真研究分析后，按照《煤矿安全规程》和《矿井防灭火规范（试行）》的相关内容相一致的原则，同时结合我国煤矿应用氮气防灭火所取得的成功经验，确定了本标准的基本内容。

本标准中对氮气来源方式作了原则规定，但供氮能力必须满足最大防火注氮流量的需要，这是氮气防灭火成功与否的关键。

注氮工艺和方法是本标准的核心内容，各矿井、各工作面的条件都不一样，因此在应用时需合理选择使用。

均压、堵漏和火灾监测是注氮防灭火的配合措施，也是提高氮气防灭火效果的保证，应因地制宜地选择与实施。

本标准是在总结实际经验的基础上，制定出来的首部《煤矿用氮气防灭火规范》，为今后更好地开展氮气防灭火技术提供全煤炭行业的的统一的技术依据。

本标准是一个独立性标准。

本标准规定的技术内容均独立于其它标准之外而独立成体，独立执行。

本标准由煤炭工业部科技教育司提出。

本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。

本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。

本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。

1 范围本标准规定了煤矿用氮气防灭火的氮气源设备、注氮防灭火工艺和方法及主要技术参数等。

本标准适用于具有煤炭自然发火而又有条件建立氮气防灭火系统的矿井。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

《煤矿安全规程》1992－12－22 中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》（试行）1988－10 中华人民共和国煤炭工业部制定3 定义本标准采用下列定义。

3.1 注氮防灭火方法method of fire fighting by nitrogen injection将氮气通过管路输送到需要防灭火的区域，使之降低该区域内空气中的氧气浓度，达到阻止煤炭氧化或窒息火源。

矿井防灭火规范目录第一章总则…………………………………………………第二章自燃煤层开采………………………………………第三章防灭火装备…………………………………………第四章日常防火……………………………………………第五章灭火救灾……………………………………………第六章火区管理……………………………………………第一章总则第1条为了贯彻党和国家的安全生产方针，认真执行《煤矿安全规程》，本着”预防为主”和”综合治理”的原则，结合我国煤矿矿井防灭火的教训，特制定本《矿井防灭火规范》（下称《规范》）。

第2条本《规范》适用于全国国营的生产、基建和改、扩建矿井的自燃火灾（亦称内因火灾）和外源火灾（亦称外因火灾）及对井下有危险的井口地面火灾的防治。

第3条本《规范》的贯彻执行在矿务局范围内由局长负全面领导责任，局总工程师负技术领导责任；在矿井范围内由矿长负全面领导责任，矿总工程师负技术领导责任；局、矿及其下属有关部门分工负责。

1. 通风部门负责自燃火灾的预防和矿井火灾的处理。

2. 机电部门负责电气火灾和机械火灾的预防。

3. 地测、计划和生产部门负责地质、测量、开拓、开采设计和生产工艺方面预防自燃火灾和外源火灾。

4. 矿山救护队负责发生火灾时的灭火救护工作和平时配合通风部门做好自燃火灾的预防处理和防火检查工作。

5. 安监部门负责监督检查本《规范》的严格执行情况和日常的井下明火管制。

6. 供应部门负责矿井防灭火所需材料、设备的供应。

7. 财务部门负责矿井防灭火工作所需资金。

第4条由内因或外因火灾源引起的井下火灾，统称为矿井火灾事故。

心矿井火灾造成以下后果之一者，即定为矿井火灾重大事故：1.造成人员伤亡。

2.造成价值1万元的物质（包括资源）损失。

3.造成生产中断8小时以上。

4.造成封闭工作面或采区冻结煤量。

凡发生矿井火灾事故，均须进行事故统计与分析，并按规定向上级呈报事故报告。

第5条每个矿井必须由矿长和矿总工程师负责组织制定本矿井的防灭火长远规划和年度计划。

4301工作面注氮防灭火设计我矿4301采用综放工艺回采，其采空区遗煤较多、范围广、空间大，加之所采4#煤自燃倾向性等级为Ⅱ类，工作面防灭火工作十分重要。

采用注氮防灭火措施的有效覆盖率较高、适应性较好，能有效的保证工作面回采期间防灭火安全。

为了防止输氮管路和采空区泄漏氮气造成人员伤害、保证注氮防灭火效果，特编制如下设计。

一、工作面概况1、采煤工作面位置：工作面位于位于主斜井工业广场东北约1000m空地处井田西部，东翼回风北部，南部为东翼回风巷，对回采无影响，北侧为后安煤矿，开采过程中应预防后安煤矿采空区水通过塌陷裂隙导入工作面，编制好安全规程。

2、工作面有关参数走向长度：892m，煤层厚度为5.7-8.3m，平均7.26m。

平均采高：机采3m，放煤高度4m。

瓦斯等级：瓦斯。

自燃倾向性：Ⅱ类自然。

工作面倾斜长：207m。

一、注氮防灭火方案1、注氮防灭火措施的适应性和有效性分析氮气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。

由于氮气分子结构稳定，其化学性质相对稳定，在常温、常压条件下氮气很难与其它物质发生化学反应，所以它是一种良好的惰性气体，随着空气中氮气含量的增加，氧气含量必然降低。

当氧气含量低到5～10％时，可抑制煤炭的氧化自燃；氧气含量降至3％以下时，可以完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。

用氮气防灭火和阻止瓦斯爆炸的过程称为惰化，惰化后的火区因氧气不足而不能燃烧和爆炸。

氮气的防灭火作用，即是使采空区等有关区域惰化。

具体地说，氮气的防灭火作用和特点是：1）氮气可以充满任何形状的空间并将氧气排挤出去，从而使火区中因氧含量不足而将火源熄灭，或者使采空区中因氧含量不足而使遗煤不能氧化自燃；2）在有瓦斯和火存在的气体爆炸危险区内，注入氮气能使可燃性气体失去爆炸性；3）向采空区或火区中大量注入氮气后，可以增加采空区相对压力，致使新鲜空气难以漏入；4）氮气防灭火必须与均压和其它堵漏风措施配合应用。

否则，如果注入氮气的采空区或火区漏风严重，氮气必然随漏风流失，难以起到防灭火作用。

附件4：防治自然发火管理规定总则一、为进一步加强和规范**限责任公司防治煤层自然发火管理，严控自然发火隐患，根据《煤矿安全规程》（2016）、《煤矿防灭火细则》（矿安〔2021〕156号）、《煤炭矿井设计防火规范》（GB51078-2015）、《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿防灭火工作的通知》（安监总煤行〔2008〕161号）、《煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件》（MT/T757-2019）；《煤矿灌浆防灭火技术规范》（MT/T702-1997）；《煤矿用氮气防灭火技术规范》（MT/T701-1997）、等有关法律、法规、规范，结合矿井实际，特制定本管理规定。

职责分工二、矿长是防灭火工作的第一责任人，全面负责煤矿防灭火工作，组织制定煤矿火灾防治的总体方案，协调落实煤矿防灭火工作开展所需的人力、物力和资金；总工程师是防灭火工作的技术负责人，负责技术管理工作，组织制定煤矿防灭火相关的总体设计及技术方案，评价和审批防灭火技术措施，监督现场措施落实；通风副总工程师负责协助总工程师组织编制、审批防灭火技术方案和措施，并检查落实情况；其他副矿长及副总工程师负责分管范围内的防灭火工作管理。

三、部门职责。

（二）地测通防部是煤层自然发火防治的主管部门，负责防灭火设计、规划、制度、规定等的编制；负责矿井井下防灭火的技术业务指导、监督、考核及防灭火工作的日常监管。

（三）通风综合队是煤层自然发火防治的责任主体单位，落实井下各项防灭火措施；针对性编制有关井下防灭火有关各项措施并组织实施；发现问题及时采取针对性措施处理；负责对本单位职工进行井下防灭火专业知识进行培训，不断提高职工素质。

（四）信息中心负责防灭火工作中监测监控系统管理，负责矿井防灭火监控系统监测异常时信息的汇报工作。

（五）生产技术部负责优先选择有利于矿井防治煤层自燃的开拓布置和回采工艺，负责分配队伍开展井下防灭火工作相关工作。

（六）安全监察部负责监督防灭火措施落实情况，根据有关规定组织开展相关的培训教育工作；负责对防灭火工作的各项规定、措施落实情况进行督促、检查。

自然发火防治初步设计方案1、矿井概况：xxxx煤矿设计年产原煤90万t，所采煤层为石炭系上统太原组9#、10#、11#煤层，其中10#、11#煤层在该井田内合并为一层，俗称丈八煤。

9#煤层平均厚度为1.57m，丈八煤层平均厚度为7.97m，与丈八煤层之间有一层厚0.8m左右的灰褐色泥岩。

9#煤直接顶为K2石灰岩，平均厚度6.42m，丈八煤底板为结构致密的铝土质粘土泥岩，遇水会膨胀。

xxxx目前矿井通风量为3200m3/min，通风负压为1040 Pa—1100Pa，矿井等积孔为1.8m2。

所采煤层为9#和10—11#煤，煤层倾角3゜—5゜。

全矿现有2个综采放顶煤面，采煤方法是倾斜长壁后退式，煤层厚度7m—8m，采高2.2m，放顶煤高度5 m—6m，工作面长130m，走向长为600m—650m，工作面设计风量为462m3/min，实际风量为694m3/min，工作面温度11℃—12℃，回风瓦斯浓度最高为0.024%。

该矿井属低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，9#煤层自燃倾向性为I类，10—11#煤层自燃倾向等级为Ⅱ类，自燃煤层，煤层自燃发火期为4到6个月（来源于地质报告）。

综上所述，该矿井目前开采煤层的自然发火倾向性均为Ⅰ、Ⅱ类，为容易自燃和自燃煤层，有自然发火危险，如2003年7月7日，31119运输顺槽发生火灾，用时16h建了5道永久性密闭，注入凝胶150m3灭火，影响生产32小时，影响产量5400t。

根据《煤矿安全规程》的相关规定和公司推广综采放顶煤开采的需要，有必要建立完善的自然发火防治系统。

2 设计原则本方案仅对xxxx下自然发火防治进行方案设计。

外因火灾防治、消防管理和消防材料库、回采工作面及回收管理等不在本方案设计之列。

本方案设计结合我国自然发火防治研究新成果，在确保技术先进、产品成熟的基础上，根据矿井的实际条件，尽可能采用新技术、新工艺、新材料及新装备。

在完善和建立自然发火防治系统的基础上，矿需认真组织实施，并加强管理，充分发挥其效能，才能取得预期的防火效果。

煤矿用氮气防灭火技术规范MT／T 701—1997中华人民共和国煤炭工业部1997—1 2—30批准 1998—07—01实施前言本标准在制定过程中，查阅了大量国内外的有关资料，特别是德国和法国的氮气防灭火资料和使用氮气的有关规定，以及我国有关科研和应用报告等，并对其内容进行认真研究分析后，按照《煤矿安全规程》和《矿井防灭火规范(试行)》的相关内容相一致的原则，同时结合我国煤矿应用氮气防灭火所取得的成功经验，确定了本标准的基本内容。

本标准中对氮气来源方式作了原则规定，但供氮能力必须满足最大防火注氮流量的需要，这是氮气防灭火成功与否的关键。

注氮工艺和方法是本标准的核心内容，同时也是防灭火效果好与否的关键。

但由于煤矿条件复杂，各矿井、各工作面的条件都不一样，因此在应用时需合理选择使用。

均压、堵漏和火灾监测是注氮防灭火的配合措施，也是提高氮气防灭火效果的可靠保证，应因地制宜地选择与实施。

本标准是在总结实际经验的基础上，制定出来的首部《煤矿用氮气防灭火技术规范》，为今后更好地开展氮气防灭火技术提供全煤炭行业的统一的技术依据。

本标准是一个独立性标准。

本标准规定的技术内容均独立于其他标准之外而独立成体，独立执行。

本标准由煤炭工业部科技教育司提出。

本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。

本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。

本标准主要起草人：王长元、邵启胤、徐承林。

本标准委托煤炭科学研究总院重庆分院负责解释。

1 范围本标准规定了煤矿用氮气防灭火的氮气源设备、注氮防灭火工艺和方法及主要技术参数等。

本标准适用于具有煤炭自然发火而又有条件建立氮气防灭火系统的矿井。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

《煤矿安全规程》 1992—12—22 中华人民共和国能源部《矿井防灭火规范》(试行) 1988—10 中华人民共和国煤炭工业部制定3 定义本标准采用下列定义。

A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem ObjectAnd Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing.编订：XXXXXXXX20XX年XX月XX日防火注氮实施方案及安全技术措施简易版防火注氮实施方案及安全技术措施简易版温馨提示：本解决方案文件应用在对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。

文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。

一、概况51402工作面为我矿首采工作面，综采走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板，走向长度240米，倾斜长度130米，平均煤层厚度2.2米。

煤层自燃倾向等级为：煤4-1为Ⅰ级容易自燃煤层，自燃发火期54天。

煤层原煤燃点一般在274℃～297℃，个别为303℃，燃点较低，加上煤的变质程度低，含硫高，易氧化而自燃。

于7月27日至30日检查，51402皮带机尾一氧化碳浓度为11-16ppm,根据工作面的推进速度及作业工序综合分析，认为是51402工作面上下隅角向采空区漏风，导致已采空的24米冒落区内有浮煤氧化现象。

为消除隐患，防止自然发火事故出现，确保矿井的安全生产，特制订“51402工作面防灭火注氮实施方案及安全技术措施”如下。

二、采空区注氮实施方案1.防火注氮工作由龙口项目部与机电工区负责每天早班向工作面按通防工区要求注氮入气。

2、注氮量的计算，根据《煤矿用氮气防灭火技术规范》(MT/T701-1997)第7.1条的规定:制氮设备或装置的供氮能力应按矿井注氮工作面防火需要选取，供氮能力(1个工作面注氮量)可按下式计算:QN=60K*Q0*[(C1-C2)/(Cn+C2-1)]式中:QN--供氮能力，m3/h;K--备用系数，取1.2;Q0--采空区氧化带内漏风量，m3/min;采空区氧化带的范围受工作面的通风状况、采空区的冒落等诸多因素的影响而在很大的范围内变化，因此采空区氧化带的漏风量的变化范围也较大，此范围内的漏风量一般按工作面风量的1/60~1/100选取;采取堵漏风措施后，采空区氧化带内的漏风量取为6m3/min;C1--采空区氧化带内平均氧浓度，%;目前国内应用较普遍的是将采空区氧浓度在10~18%之间的区域视为氧化带，因为氧化带的范围不同而平均氧浓度值也不同，一般可选为15%;C2--采空区惰化防火指标，其值为煤自燃临界氧浓度，%;煤的自燃临界氧浓度值随煤种、煤质、赋存条件等因素的不同而变化，其具体数值应根据实验室试验而取得，此值的范围一般为7%~10%。

同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司易燃超厚煤层综放面自燃综合防治研究初步方案大同煤矿集团公司同煤大唐塔山煤矿有限公司煤炭科学研究总院重庆分院重 庆 大 学中 国 矿 业 大 学2006年3月26日同煤集团同煤大唐塔山煤矿公司易燃超厚煤层综放面自燃综合防治研究1矿井基本情况矿井位于大同煤田东翼中东部边缘地带，在大同市西南，距市区约30km。

井田范围东西走向长17.22~20.84km，平均走向长24.3km，南北倾斜宽9.36~12.56km，平均倾斜宽11.7km，井田面积170.91km2。

井田内可采贮量总计为316298.35万t，其中主采5(3-5)＃和8#煤层可采储量218242.25万t，占矿井可采储量的69.8%，按设计1500万t，矿井服务年限可达140a。

井田内共有可采煤层5层，分别是山4#，2#、3#、5#、8#煤层，其中主要可采煤层为上组煤5(3-5)和下组煤8#煤层，按照盘区和煤层的接续程序，依次开拓开采塔山区一、二盘区上组煤的3-5#煤层和三盘区上组煤的山4#煤层，其余各盘区由山4#，2#、3#、5（3-5）#煤层，最后开采下组煤8#煤层。

全井田分两个水平开采，前期第一水平（＋1070m）开采3-5#及以上煤层，并划分为8个盘区，一、二盘区分别布置综采放顶煤工作面。

后期第二水平（＋1030m）主采8#煤层。

据«塔山煤矿初步设计说明书»（安全专篇），煤尘爆炸性：各煤层均存在煤尘爆炸危险性，爆炸指数一般为37%左右。

煤的自燃性：据«塔山煤矿初步设计说明书»（安全专篇），山4#煤层属容易自燃煤层；2#、8#煤层属不易自燃煤层；3～5#煤层属自燃煤层，见表1；另据小窑调查，多数矿井3~5#煤层有自然发火现象，堆积6~12个月即发热；自燃发火期为24个月。

表1 煤层爆炸性、自燃倾向性鉴定结果表煤层代号火焰长度mm 加岩粉量％有无爆炸性着火温度FTΔT 自燃倾向性山4#煤14 30 有353 77容易自燃2#煤15 20 有366 28不易自燃3-5＃煤44 38 有356 19自燃～容易自燃8＃煤70 49 有358 28不易自燃2 工作面概况该面3－5#煤层厚度13～22m，平均17m，煤层倾角3~10º 。

7163采空区注氮方案及安全技术措施龙东煤矿通风科2015.127163采空区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7163轻放面所属7#煤层属于容易自燃煤层，该面为大倾角坚硬顶板，推进度受限，放煤管理困难，又因该面大部为俯采段，传统的注浆防灭火方式效果不佳，采空区存在自燃发火的隐患，我矿采取开放式注氮的防灭火方案进行治理。

（二）氮气性质及防灭火原理氮气在空气中约占78％，是一种无色、无臭、无毒的气体，与同体积的空气重量比为0.97，比空气稍轻。

在标准大气压和绝对温度为273K 时，气体的真空密度为1.25g/L。

空气中的氮气在常温下通过空气分离设备，即能分离出氮气。

氮气是不燃烧气体，也不助燃，溶水极微，性质稳定，不易与其它化学元素化合，无腐蚀作用，属于惰性气体。

由于氮的密度接近于空气的密度，因此，气体在采空区内能均匀地扩散，且不易被煤和岩石吸附。

氮气用于煤矿防灭火，主要有以下作用：(1)窒息作用在防灭火区域内注入氮气后，使该区域内气体氧的含量降低，增加了气体惰性化阻止了煤炭氧化。

对于火区，则因氧的含量不足而熄灭。

对于防火区域，则缩小了氧化带，扩大了窒熄带，有利地抑制了煤的氧化自燃。

(2)抑爆作用由于这种气体遇高温(火区)其成分不变，与可燃物质及可燃气体不产生化学反应，所以，注入氮气后冲淡了可燃气体与氧的含量，使其形成惰化气，从而使混合气体失去可爆性。

采用氮气防灭火不仅效果好，而且也较经济，具体有以下优点：(1)氮气是制氧过程中的另一产品，也可从空气中专门提取，因此来源方便，可供量大，单位产气成本比液态二氧化碳低。

(2)注氮后，氮气可以充满任何形状的有限燃烧空间和预防自燃空间，便于对煤矿采空区深部、高冒之处以及人们难以接近的地点进行防灭火。

(3)使火区气体惰性化，防止瓦斯和煤尘爆炸。

(4)注氮防灭火不损坏和不污染机械设备及井下设施，灭火后恢复工作量少且容易。

氮气灭火的缺点是：氮气在采空区停滞时间短，在矿井负压作用下易散失。

氮气防灭火技术在煤矿的应用摘要：事故是煤矿安全生产过程中不可忽视问题，而煤矿事故发生群死群伤往往是“一通三防”事故，特别是有自燃发火煤层的矿井，煤矿防灭火工作非常高重要，井下防灭火技术措施必须完善，为了防止煤炭自燃、瓦斯爆炸给我们带来毁灭性的打击，氮气防灭火技术在煤矿井下广泛应用，在煤矿安全生产中起到极其重要的作用。

关健词：氮气防灭火技术；煤矿；应用1引言煤矿从事采掘活动时，在开采有自燃发火煤层时，由于通风管理问题，或回采推进时间超出煤层自燃发火期，为了防止或已经出现煤炭氧化、自燃征兆，采取防止煤炭氧化、自燃的措施。

就是向采空区氧化带内或火区内采取的防灭火注氮技术，使其氧气含量下降到5%以下，阻止煤炭氧化、自燃、抑制瓦斯爆炸的目的。

2产氮原理碳分离制氮机是以压缩空气为原料，利用一种叫作碳分子筛的吸附剂对氮、氧的选择性吸附，把空气中的氮分离出来。

碳分子筛对氮、氧的分离作用主要是基于氮、氧分子在分子筛表面的扩散速率不同。

较小直径的氧分子扩散较快，较多地进入分子筛固相;较大直径的氮分子扩散较慢，较少进入分子筛固相。

这样，氮在气相中得到富集。

一段时间后，分子筛对氧的吸附达到一定程度，通过减压，被碳分子筛吸附的气体被释放出来，分子筛也就完成了再生。

这是基于分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特点。

变压吸附制氮设备通常使用二个并联的吸附器，交替进行加压吸附和减压再生，操作循环周期约2分钟；源源不断含量在97%—99.999%的氮气通过管通输送到用气地点。

3.煤炭自燃造成的危害3.1内因火灾特点（1）煤炭氧化或自燃（内因火灾），煤炭自燃是一个复杂的过程，受着多种因素的影响，我国煤层发火期最短的为1．5～3个月，长者可达15个月以上。

但煤炭自燃必须具备以下三个条件：（1）煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在；（2）有连续的供氧条件；（3）有积聚氧化热的环境。

（2）断层附近、采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近、遗留的煤柱、破裂的煤壁、巷道的高冒处、密闭内、溜煤（矸）眼、煤仓、联络巷及浮煤堆积的地方是自燃发火高发地区。

煤矿防火用阻化剂通用技术条件标准号：MT/T700—1997替代情况：发布单位：煤炭工业部起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院发布日期：实施日期：更新日期：2008年02月06日前言本标准的附录A是标准的附录。

本标准由煤炭工业部科技教育司提出。

本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。

本标准由煤炭科学研究总院抚顺分院起草。

本标准主要起草人：胡哲、丁武昌、罗德孝、李家君、任伟。

本标准委托煤炭科学研究总院抚顺分院负责解释。

1 范围本标准规定了煤矿防火用阻化剂的技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输及贮存。

本标准适用于除高硫煤外的煤矿井下煤层和井上采落煤炭的防火。

2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 191—90 包装储运图示标志GB／T 610．2—88 化学试剂砷测定通用方法(二乙基二硫代氨基甲酸银法)GB／T 672—88 化学试剂氯化镁GB／T 6388—86 运输包装收发货标志3 定义本标准采用下列定义。

3．1 阻化剂inhibitor阻止煤炭氧化自燃的化学药剂。

3．2 阻化率inhibitory rate在实验室特定条件下，检验阻化剂阻化效果时原煤样和阻化煤样产生的CO体积浓度之差与原煤样产生的CO体积浓度的百分比。

3．3 阻化寿命life of prevent oxidize在实验室特定条件下，阻化剂能够有效阻止煤炭氧化自燃的时间。

3．4 腐蚀率erosion rate在实验室特定条件下，阻化剂对规定尺寸的金属试片日浸渍失重值。

4 技术要求4．1 阻化率：阻化剂对褐煤、烟煤的阻化率应不小于40％。

4．2 阻化寿命：阻化剂对褐煤、烟煤的阻化寿命应不小于200min。

4．3 腐蚀率：阻化剂对普碳钢的腐蚀率应不大于3mg／d•20cm2。

4．4 砷含量：阻化剂中砷含量应不大于0．3mg／kg。

注氮防灭火管理制度（一）为加强井下注氮管理，根据《煤矿安全规程》（2016）第271 条“采用氮气防灭火时，应当遵守下列规定：（二）煤矿通风管理部门负责注氮防灭火业务管理，包括编制年、季、月注氮工程计划，检查工程实施情况，总结分析注氮防灭火效果，研究和改进注氮技术方案，使用单位负责制定注氮施工安全技术措施等内容。

（三）地面制氮机房必须悬挂便携式瓦斯氧气两用仪报警仪，随时监测机房氧气变化情况，若发现氧气浓度低于 20% 时，立即撤离机房所有人员，同时，注氮机司机向煤矿调度汇报，关停制氮机。

每次关停制氮机，制氮机司机必须向煤矿调度汇报，做好相关记录。

只有当氧气浓度大于 20% 后，方可恢复作业。

地面制氮机房及相关设备由机电管理部门负责定期维修、维护，制氮司机每天必须将井下注氮地点和注氮量、流量、压力、浓度以及设备运行情况等向煤矿调度进行详细汇报，认真做好记录。

（四）井下注氮管路沿棚梁吊挂平直并与供电线路分开。

机电管理部门每天必须安排专人对注氮系统进行巡回检查，发现漏气、管路损坏等及时处理，确保注氮系统运行稳定可靠。

（五）煤矿通风管理部门每天安排专人对所管辖的注氮管路进行巡回检查，特别是对正在进行注氮地点的管路进行详细检查，发现问题及时处理，巡检人员必须携带便携式瓦斯氧气两用仪和一氧化碳报警仪。

（六）煤矿通风管理部门每天安排专人到注氮地点观测检查，观测人员必须携带便携式瓦斯氧气两用仪和一氧化碳报警仪，观测检查时，必须将仪器悬挂在观测地点棚梁下方，检查管路、阀门完好和注氮地点各种有害气体情况，发现异常情况立即向通风、调度室汇报，然后安排人员采取停止注氮或关闭上一级管路阀门等措施进行处理。

（七）井下制氮机必须安设在有独立回风系统的巷道内，按照相关规定安设传感器。

注氮设备安设地点要求顶板完整、支护良好、无杂物堆积、无淋水和粉尘飞扬的地点，保证安装地点风流畅通，不得妨碍人员作业和行走，尽可能选择在用不可燃材料支护的巷道内。

氮气防灭火概况：氮气防灭火现已有地面固定式、地面移动式和井下移动式变压吸附制氮装置和膜分离制氮装置，为我国煤矿安全生产发挥了重要作用。

2原则：1）对于自燃发火频繁，且火灾范围大的矿井，可根据地表与火区的距离远近采取地面固定式制氮装置，管道或者直接从地表打钻输送氮气的工艺系统；2）对于矿区范围大，火灾频繁，地表与井下工作面距离近的矿井，可采取地面移动式制氮装置，管道输送氮气的工艺系统；3）对于井田范围大，风井多，井口距离火区较远，且火区多而分散，输氮管路长的矿井，可采取井下移动式制氮装置的工艺系统。

3注氮工艺：1）注氮系统：地面固定式和地面移动式制氮设备生产的氮气，经井上下输氮管路送达采空区或火区。

该系统优点：制氮设备产氮能力大，灭火速度快。

缺点：需专门铺设一趟输氮管路。

井下移动式制氮设备安置于距需要防火或灭火区域的就近处，经供电、供水、管路连接，便可开机生产氮气，经输氮管将氮气送达防灭火区内。

该系统优点：不需铺设专用输氮管路。

缺点：制氮设备产氮能力较小。

2）注氮工艺根据矿井具体情况，可选择适当的注氮工艺A 埋管注氮――在工作面进风侧沿采空区埋设一趟注氮管路。

当埋入一定深度后开始注氮，同时埋入第二趟注氮管路（注氮管口的移动步距通过考察确定。

）当第二趟注氮管口埋入采空区氧化带与冷却带的交界部位时向采空区注氮，同时停止第一趟管路注氮，并又重新埋设注氮管路，如此循环，直至工作面采完为止。

B 拖管注氮――在工作面进风侧沿采空区埋设一定长度（其值由考察确定）的厚型钢管作为注氮管，它的移动主要利用工作面的液压支架，或工作面输送机头、机尾，或工作面回风巷的回柱绞车牵引。

注氮管路随工作面的推进而移动，使其始终埋入采空区内的一定深度，C 钻孔注氮――在地面向井下火灾或火灾隐患区域打钻孔，通过钻孔套管（全套管）将氮气注入防灭火区。

利用工作面消火道，或与工作面相邻的巷道，向采空区或火灾隐患区域打钻孔注氮。

D 插管注氮――工作面开切眼或停采线，或巷道高冒顶火灾，可采用向火源点直接插管的注氮方式进行注氮。