氮气防灭火技术

氮气在煤矿防灭火中的应用煤矿是我国能源工业的基础和重要支柱之一，但在煤矿开采过程中，就会产生大量的瓦斯并形成瓦斯事故，给煤矿安全生产带来隐患和挑战。

煤矿瓦斯事故是由于瓦斯和空气混合物在一定浓度下遇到火源引起爆炸或窒息所致。

传统的防火灭火方法主要采用水、泡沫等削减瓦斯燃烧条件和灭火的措施，但这些方法在应对大面积煤层突出和井下环境恶劣的情况下，效果不稳定，泡沫产生的碳气体会增加爆炸风险，水又会让井下环境变得潮湿，有可能产生二次火灾，因此不得不寻找一种新的防灭火材料，氮气便是这种新型材料之一。

氮气的性质和特点氮气，化学式为N2，是一种无色、无味和非可燃性气体，主要是由空气经过氧化铜结构催化剂或氧气分离获得的。

氮气的主要性质如下：1.稳定性高：氮气有稳定的化学性质，在大气中绝大多数的化学物质和所有的微生物都不能与之反应。

2.不可燃性：氮气不会燃烧，也不会支持燃烧。

当氮气占据空气的一部分时，能够减低空气中火源的燃烧温度，减缓燃烧的速度。

3.密度小：氮气的密度小于空气，可以漂浮在空气之上，且与空气混合均匀，能够有效减缓火灾燃烧的速度。

因此，使用氮气来防火灭火可以减轻火势减缓火势的速度，从而保证安全。

氮气在煤矿防灭火中的应用氮气原理氮气防灭火技术是利用氮气在一定浓度下能够减缓火源燃烧的速度和降低火源的温度，从而达到防止火势蔓延和减小灭火安全距离的效果。

氮气的优点在煤矿中尤为明显，煤层埋深大，煤层厚度大，并且存在井下环境恶劣等特殊条件，使得氮气的防灭火技术在煤矿中具有重要的应用价值。

氮气特点1.节能、环保：氮气不污染环境，对温室效应和臭氧层破坏无害。

2.零消耗：可重复使用，不会消耗氧气和氮气。

氮气防灭火的技术路线具体来说，煤矿氮气防灭火技术路线如下：1.瓦斯抽放工作规范化、机械化和自动化程度高，瓦斯浓度得到有效控制。

2.安装氮气分离机组和氮气储罐，利用原矿空气分离出氮气。

3.将氮气输送到煤矿井下通过消防装置进行分布和供给。

综采工作面注氮防灭火设计背景在煤矿开采中，火灾是一种常见的安全事故。

工作面作为生产煤矿中的重要部位，其火灾风险系数特别高。

在过去的实践中，采用水幕隔离、砂浆封闭、灭火剂喷洒等传统的防灭火方法已逐渐显得不够有效。

因此，在综采工作面注氮防灭火技术上的研究和应用具有非常重要的意义。

综采工作面注氮防灭火原理注氮防灭火技术采用氮气作为灭火介质，通过在综采工作面注入一定的氮气浓度来达到防灭火的效果。

其原理在于：1.氮气不会支持燃烧过程，可以使燃烧失去氧气而窒息，从而达到灭火的效果。

2.相比于其他灭火方法，如水幕隔离和砂浆封闭等，注氮防灭火技术适用于各种综采工作面类型，无需进行复杂的改造和封闭。

综采工作面注氮防灭火设计注氮防灭火技术与其他灭火技术不同，在注氮浓度、接口位置、综采工作面区域等方面均需要进行设计，以下是综采工作面注氮防灭火设计中需要注意的几个方面：1. 注氮浓度的确定注氮浓度是防灭火效果的重要因素。

一般情况下，注氮浓度的设计值为12%~15%。

需要根据实际情况和综采工作面的大小来进行确定，以保证注入的氮气充分覆盖整个工作面，达到有效的防灭火效果。

2. 注氮接口位置的确定注氮防灭火技术需要在综采工作面上设置合适的接口位置，以便将注入的氮气传送至工作面不同的位置。

一般情况下，注氮接口的设置要遵循以下原则：•覆盖面积要尽可能大，以便能够覆盖整个工作面；•接口的数量要足够，以确保氮气能够充分传送；3. 综采工作面区域的划分将综采工作面划分成若干个区域，适当设置注氮接口位置，可以提高注氮防灭火技术的效果。

因为不同的区域存在不同的火灾风险，对比较脆弱的区域应多设置注氮接口，以增强防灭火能力。

4. 监测和控制设计注氮防灭火技术需要进行监测和控制，以保证其在工作面内的作用。

监测和控制系统需要考虑以下几个方面：•注氮浓度的检测•注氮量的控制•氮气的供应和储备结论综采工作面注氮防灭火技术针对工作面自燃、皮带和马路局部烧毁、火烧通道、机电设备自燃等主要火源，具有防火能力强，操作简单、无需设备改造等优点。

煤矿氮气防灭火技术优缺点分析注氮是实现可燃物对氧气的一种隔绝和屏蔽，即消除燃烧三要素中的氧气这一要素。

所有的有火焰的燃烧都会在氧气浓度低于10%~12%时熄灭，低温干馏性的燃烧在氧气浓度低于2%时熄灭。

用惰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。

氮气防灭火技术就是指将氮气送入防灭火区，使该区域内空气惰化，使氧气浓度小于煤自然发火的临界氧浓度，从而防止煤氧化自燃，或使已经形成的火区窒息的防灭火技术。

（1）氮气防灭火技术的优点①工艺简单、操作方便、易于掌握。

②不污染防灭火区域，对封闭区域内的设备损害小，恢复生产快③较好的稀释抑爆作用。

注入氮气可快速、有效稀释防灭火区域的氧气，降低氧气和可燃气体的浓度，可使防灭火区域内达到缺氧状态，并使可燃气体失去爆炸性，从而充分惰化防灭火区域，保证防灭火区域的安全④有效抑制防灭火区域的漏风。

由于氮气均为正压注入，因此，当大量注入到防灭火区域后，使得该区域的气压升高，处于正压状态，从而有效抑制了防灭火区域的漏风。

（2）氮气防灭火技术的缺点事物都有其两面性，氮气防灭火也有一定的局限性，其缺点表现为：①注入防灭火区域的氮气不易在防治区域滞留，不如注浆注砂能“长期”覆盖在可燃物或已燃物的表面上，其隔氧性较差。

②注氮能迅速窒息火灾，但火区完全灭火时间相当长，不能有效地消除高温点，因此，在注惰气灭火的同时，应辅以其他措施灭火，如用水、注浆以及凝胶等方法，以防复燃。

③注氮气防火，氮气有向采面或邻近采空区泄漏的可能性，而当注氮气灭火时，当密闭不严或者存在有漏风通道时，氮气可能通过密闭等漏风通道泄漏。

因此，注氮气防灭火的同时，需相应采取堵漏措施，使氮气泄漏量控制在最低限度内。

④氮气本身无毒，但具有窒息性，浓度较高时对人体有害。

据试验，井下作业场所氧含量下限值为19%，所以氮气泄漏的工作地点氧含量不得低于其下限值。

因此，矿井在应用氮气防灭火技术时，要根据自身情况，因地制宜，采取合理的技术及管理措施，扬长避短，充分发挥其优越性。

( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改氮气防灭火技术(最新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes氮气防灭火技术(最新版)一、引言煤炭科学研究总院重庆分院于“六.五”初期首先开展液氮灭火技术的研究，经过五年的试验研究，为我国煤矿氮气防灭火技术的推广应用奠定了基础。

在“七.五”初期转入开展以深冷空分设备制取氮气，通过输氮管路将氮气送达井下火灾或火灾隐患的区域内进行防灭火。

“八.五”期间，主要开展氮气防灭火技术的应用研究，如新疆六道湾，西山局杜儿坪矿等不同开采条件下的应用。

随着氮气防灭火技术的成功应用，在“九.五”期间，煤炭科学研究总院重庆分院与温州瑞气空分设备有限公司共同承担部重点科研项目，分别于1996年和1998年成功地研制出JXZD-400型井下移动式碳分子筛制氮车和KYZD-800型地面移动式制氮装置，并设计形成地面固定式，地面移动式和井下移动式三大系列产品，以满足煤矿采用氮气防灭火选择氮源设备的需要。

二、作用原理注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气,使其氧含量降到10%或3%以下,达到防灭火的目的。

其作用有消除瓦斯爆炸危险;防止煤的自然发热和自燃;降低燃烧强度;防止密闭漏风。

三、工艺（1）注氮系统①制氮设备我国煤矿防灭火目前所选用的制氮设备有：地面固定式深冷制氮气设备；矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式变压吸附制氮设备，以及矿用地面固定式、地面移动式和井下移动式膜分离制氮设备。

按空分原理可将其分为深冷式、变压吸附式和膜分离式。

氮气灭火原理
氮气灭火原理是指利用氮气来进行灭火的一种方法。

氮气是一种无色无味的气体，具有惰性，在大多数情况下不会直接参与燃烧反应。

这就意味着，当氮气与空气中的氧气接触时，它不会主动进行氧化反应，因此能够有效地抑制火焰的燃烧。

氮气灭火的原理基于两个主要因素。

首先，当氮气释放到火灾现场时，它会迅速扩散，将空气中的氧气稀释到低于燃烧所需的浓度，从而使火焰无法继续燃烧。

其次，氮气具有较低的温度，可以通过吸收热量来降低火焰的温度，从而进一步抑制火势的发展。

一种常见的氮气灭火系统是通过将液态氮气储存在高压容器中，并通过喷射装置将氮气释放到火灾现场。

喷射出的氮气将火焰周围的空气稀释，从而阻止火焰继续燃烧。

此外，氮气的喷射还可以产生冷却效应，减少火势的扩散速度。

氮气灭火主要适用于电子设备室、变电站、油库、化学品仓库等场所，因为这些场所的火灾往往由电气设备或可燃液体引起，而氮气灭火不会对设备造成腐蚀或电击等损坏。

综上所述，氮气灭火利用氮气的惰性和冷却效应来抑制火势的发展。

它是一种有效且环保的灭火方法，适用于多种场所和火灾类型。

井下注氮防灭火安全技术措施在煤矿、金属矿山以及其它井下行业中，火灾和爆炸是一直存在的风险，对井下人员的生命安全和生产设备的正常运转都会造成巨大的影响。

为了减少井下火灾和爆炸的风险，企业采用了井下注氮防灭火技术，但是在使用中还需要采取相应的安全措施。

注氮防灭火技术原理注氮防灭火是借助于将空气中的氧气含量降低到以下混合物而实现的：•空气氧浓度小于10%时，不能支持燃烧，并且稀薄空气中的热量能被快速传递，从而冷却燃烧源，使其达到灭火效果。

•空气氧浓度小于5%时，几乎不能支持人类的呼吸机能，如果呼吸纯的氮气，将会窒息而死亡。

由于井下矿井存在瓦斯等可燃气体，而由于煤矿采掘过程中煤层变形后瓦斯更容易从煤层中逸出，使得瓦斯爆炸成为矿井中发展缺乏有效防范措施的突出危险因素之一。

因此，注氮灭火技术的应用，对控制并降低井下瓦斯EXP发生的可能性、减少煤矿火灾事故发生等方面具有重要意义。

注氮防灭火技术措施安全通道的建立在进行注氮防灭火技术操作过程中，应当建立统一的救援通道，以便于出现瓦斯爆炸等紧急情况时可以及时撤退，保证人员的生命安全。

推进风向采用注氮调节空气氧含量的同时，要保持矿井推进风向的畅通，及时开启矿井消防水管道泵站等设备，使得井下空气不断流动，消除瓦斯积聚和热点。

设备隔离在注氮操作过程中，对井下的设备也要进行相应的隔离，避免矿井设备因为高浓度氮气的影响产生故障从而出现的危险。

管道安全保证因为注氮操作需要使用管道进行输送，所以矿井管道的安全保证也是至关重要的。

管道的安装最好采用一次性无接头缠绕管道，这样可以避免矿井中瓦斯和火源的可能性。

在管道上设置监测仪器，检查管道是否有泄漏和破坏的可能性，及时提醒并解决相关安全隐患。

安全保护措施为了确保操作人员的安全，对于涉及到注氮操作的人员应当采取以下措施：•人员穿戴专门的防护用品，如增压面罩等，在操作中不能脱离。

•在操作之前要对井下环境进行详细检查，确保环境安全和可靠性。

4.3 注氮防灭火技术☐课时学习目标惰气防灭火的原理防灭火用氮气的制备方式矿井注氮防灭火的工艺注氮防灭火的主要技术参数一、氮气防灭火的原理氮气的灌注会使氧气浓度下降，煤氮气的灌注会使氧气浓度下降煤对氧气的吸附量减少，抑制或减缓遗煤的氧化；灌注氮气对高温区具备定的降温灌注氮气对高温区具备一定的降温作用。

二、氮气的制备方法氮气的制备以空气作为原料，采用空分技术，将空气中的氮和氧气分离而得到氮气。

目前，矿井防火用氮气有三种制备方法：气有三种制备方法深冷空分变压吸附膜分离二、氮气的制备方法深冷空分通过压缩、膨胀循环将大气温度降低并使之成为液态，然后根据空气中各气体组分的沸点不同将氮氧分离出来。

变压吸附根据不同压力下，吸附介质（目前，最常用的吸附介质是碳分子筛对氧气和氮气的吸附能力不同来将者进是碳分子筛）对氧气和氮气的吸附能力不同来将二者进行分离。

二、氮气的制备方法膜分离根据气体的“溶解扩散理论”来分离氧气和氮气。

即氧和氮在膜中的透过，是因为气体首先在膜中溶解，在外和氮在膜中的透过是因为气体首先在膜中溶解在外界能量的推动下再从另一侧解析。

氧、氮对分离膜的渗透率不同，因此通过膜时能够将二者分离出来。

二、氮气的制备方法三种方法的比较优点缺点氮气纯度最高效率较低，设备庞大，投深冷空分法资大设备体积适中吸附介质易粉化，运转维变压吸附法护费用高膜分离方法设备整机防爆，体积小，制氮纯度较高时成本显著可制成井下移动式上升三、注氮防灭火的工艺☐注氮的方法埋管注氮法钻孔注氮法插管注氮法密闭注氮法三、注氮防灭火的工艺☐注氮的方法沿进风巷敷设出口高于底板，拐向采空区埋管间距应综合考察确定埋管注氮法三、注氮防灭火的工艺 注氮的方法钻孔注氮法三、注氮防灭火的工艺 注氮的方法高位隐蔽火源插管注氮法三、注氮防灭火的工艺 注氮的方法密闭注氮，就是通过密闭墙预留的注氮口向封闭的火区灌注氮气，是闭区注氮的一密闭灌注氮气，是闭区注氮的种形式。

注氮防灭火技术在火区控制中的应用概述注氮防灭火技术是一种在火灾发生后通过注入氮气来降低火区氧浓度从而达到灭火的方法。

该技术不会造成二次污染，可以有效缓解火灾带来的人员伤亡和财产损失。

近年来，随着注氮防灭火技术在消防领域中的完善和应用，其受到了越来越多的关注和研究。

那么，在火区控制中，注氮防灭火技术有哪些应用？本文将从以下几个方面进行探讨。

原理注氮防灭火技术是通过注入氮气来降低火区氧浓度从而灭火。

当氮气注入火场后，可以有效地减少燃烧所需的氧气含量，从而达到控制火势和灭火的目的。

应用场景注氮防灭火技术的应用场景非常广泛，包括航空、海洋石油、地下矿井等重要场所。

以下是注氮防灭火技术在不同领域的应用：航空领域航空领域是注氮防灭火技术最为广泛的应用场景之一。

飞机发生起火或着火的概率虽然较小，但一旦发生时，后果将非常严重。

因此，在飞机起飞前，就必须针对性地进行预防和备案，而注氮防火技术就是其中一种多重预防措施。

引入注氮技术后，可以通过人工或自动控制的方式在起火的时刻短时间内将压缩气体喷射到火点处，使火点处的氧气浓度迅速下降，达到灭火的目的。

海洋石油领域海上石油平台及其设施的大火灾后果严重，其环境及人员安全问题极为复杂。

由于海上平台在水下工作，故在要考虑氧气含量的同时还需考虑它的压强。

当前该领域推广注氮技术已经被部分平台所采用，并有获得良好的灭火效果和社会反响。

使用注氮防火技术可以在海上发生火灾及其后果较小时直接处置，此前所需花费的时间、费用及环境影响也将大大降低。

地下矿井领域在地下矿井中，空气中的氧气会参与燃烧，从而加剧火灾风险。

同时，在矿井火灾中，因通风不畅，烟雾和有毒气体散发会加剧火势，给隧道内的工作人员带来严重危险。

引入注氮防火技术后，可以迅速使空气中氧气含量降低，从而达到灭火和控制火势的目的。

实践应用随着注氮防灭火技术的应用日益广泛，相关的实践应用也在不断发展和完善。

以下是注氮防火技术在一些实践应用中取得的成果。

煤矿氮气防灭火技术适用范围矿井火灾是煤矿重大灾害之一，一方面矿井火灾对安全生产带来巨大威胁，不仅烧掉大量的煤炭资源、材料和生产设备，而且还影响矿井正常的生产秩序。

同时还产生大量的热能、有毒气体，威胁矿井员工的生命安全。

氮气防灭火技术是煤矿常用的一种防灭火技术。

由于氮气分子结构稳定，在常温常压下很难与其他物质发生化学反应，所以是一种良好的惰性气体。

在封闭空间内，随着氮气浓度的增加，氧气浓度必然下降。

当氧气浓度降到5%~10%时，可有效地抑制煤的自燃氧化的进行，当氧气浓度降到3%以下时，可有效地抑制煤的阴燃和复燃。

采空区注氮防灭火技术，适用于综采放顶煤等采空区垮落高度和空间体积大、采用黄泥灌浆和注阻化剂等常规防灭火技术措施难以奏效，以及因近水平开采或俯采的采空区无法进行注浆、注阻化剂等防灭火工作的情况。

特别是对综采放顶煤和俯采的采空区，由于氮气比空气轻，进入采空区后，可以向上浮动充满整个采空区的裂隙和空隙中，达到良好的防灭火效果。

另外，根据以往的经验，采空区自燃火灾往往发生在顶板或垮落区内较高的位置，采用注浆、注阻化剂等常规的防灭火措施时，这些防灭火材料往往不能到达发火的区域，起不到有效的防灭火作用。

煤矿火灾防治复杂多变，若采用氮气防灭火技术取得的效果不理想，可以尝试使用其它防灭火技术，例如徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学研发的普瑞特防灭火新技术。

普瑞特防灭火新技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防灭火技术优点于一体，生成的凝胶以泡沫为载体向火区的中、高位火点堆积扩散，所到之处凝胶均能有效覆盖黏附浮煤裂隙，对火区煤体吸热降温并持久保持煤体湿润冷却，同时有效封堵漏风通道；材料添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化，防治煤体氧化升温；泡沫中的水固结在凝胶体内，避免泡沫易溃浆的缺点；泡沫中的氮气缓慢释放，避免了单独注氮时氮气容易散失的缺点，持久保持火区的惰化。