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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。
井下移动式防灭火注氮系统实施方案一、实施背景综采放顶煤开采方法是当今我公司15#煤层的主要采煤方法。
与分层开采相比较，不但可以大幅度提高采煤工作面的单产，而且还能降低吨煤掘进率和工作面的搬家次数，降低吨煤成本实现高产高效。
但从防治采空区自然发火的角度来看，由于综采放顶煤工序较多，推进速度相对较慢，回采率较低，采空区丢煤较多，漏风空间较大等，这些因素都明显增加了采空区自然发火的危险。
而综采放顶煤开采所形成的采空区空间体积较大，使得注粉煤灰浆、喷洒阻化剂等防灭火措施难以取得预期的效果。
二、目的和任务注氮防灭火技术是防治综放工作面采空区自然发火的有效方法之一。
由于氮气比空气轻，所以当氮气注入采空区后，不但可以向上浮动而且可以向四周扩散并充满整个采空区，降低采空区的氧气浓度，从而达到抑制采空区自然发火的目的。
三、实施方案依据采用注氮防灭火技术防治综放工作面采空区自然发火，首先要掌握采空区的“三带”分布状况，它对于选择合理的注氮防灭火工艺是至关重要的。
因此要求我们在实施注氮防灭火工作之前，首先要观测分析出综采放顶煤工作面开采区域的采空区“三带”分布规律，从而相应地做出注氮防灭火工艺设计，使氮气注入到采空区最容易自然发火的区域，并且形成合理的氮气惰化带，达到抑制采空区自然发火的目的。
3.1采空“三带”分布规律3.1.1、采空区“三带”概述对于非充填采空区的回采工作面来说，随着工作面向前推移，切顶线之后附近的采空区顶板逐渐开始垮落，在这一范围内形成比较松散的冒落区，因而漏风比较严重。
这一区域内的浮煤在氧气的作用下开始发生氧化反应，并释放出微量的热量。
但由于该区域漏风量较大，氧化所产生热量的绝大部分被风流带走，因此无法积聚，从而不能发生自然发火。
这一区域就是通常所说的“散热带”。
随着工作面的继续推移，这些松散的冒落区也逐渐被压实，其间的漏风通道减小，漏风量亦随之减小。
此时的漏风，一方面携带着足够的氧气供给浮煤，保证浮煤氧化的继续进行，另一方面适量的微风已不能过多地带走氧化所生成的热量。
矿井防灭火注氮管理制度范本一、目的和依据本管理制度的目的是为了保障矿井的安全生产，防范和控制火灾事故的发生，确保矿井的稳定运营。
本制度依据国家相关法律法规和部门标准，结合我矿实际情况制定。
二、适用范围本管理制度适用于我矿所有火灾防控安全管理工作。
三、管理原则1. 安全第一原则：优先保障人员的生命安全和财产安全。
2. 预防为主原则：通过科学防范、预先控制等手段，预防火灾事故的发生。
3. 综合治理原则：采取多种措施，从源头上减少火灾风险。
4. 依法管理原则：严格按照相关法律法规和标准要求进行管理，不得擅自变更。
四、职责和义务1. 矿长：负责矿井火灾防控工作的领导和决策，组织制定火灾防控措施，并对其实施进行监督和检查。
2. 生产负责人：负责制定火灾防控的工作方案和具体措施，组织实施和检查落实情况。
3. 安全管理人员：负责火灾防控的具体实施和管理，包括日常巡视、检查和隐患排查等工作。
4. 生产作业人员：必须按照规定的操作程序和要求进行作业，严禁违规操作。
五、火灾防控措施1. 建立全员防火意识：开展定期培训和演练，提高全员的防火意识和火灾应急能力。
2. 建立火灾隐患排查机制：定期对矿井进行隐患排查，及时消除各种火灾隐患。
3. 安装火灾监控设备：对矿井关键部位和设备进行火灾监控，及时发现异常情况并采取措施。
4. 划定灭火设施位置：合理设置灭火器和消防栓的位置和数量，保证其使用的便捷性。
5. 定期维护检修：对灭火设施和消防设备进行定期维护和检修，确保其正常可用。
6. 加强通风管理：合理调节通风系统，保持矿井内空气流通畅通，减少火灾发生的几率。
7. 加强电气设备管理：严格按照相关标准和规定进行电气设备的安装、使用和维护，防止电气设备引发火灾。
8. 加强作业指导：严格按照操作规程和流程开展作业，禁止违规操作。
六、火灾应急预案1. 火灾警报和报警机制：建立火灾警报和报警机制，包括明确的报警电话和应急联系人。
2. 火灾应急组织：成立矿井火灾应急小组，制定详细的应急预案和角色分工。
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。
矿井防灭火注氮管理制度范本第一章总则第一条为了加强矿井火灾防治工作，防范和减少火灾事故的发生，保障矿企生产安全和职工生命财产安全，根据相关法律法规，制定本制度。
第二条本制度适用于具备注氮防火功能的矿井。
第三条注氮管理制度的宗旨是：加强矿井火灾防治工作，确保矿井生产安全，保障矿工生命财产安全。
第四条注氮管理制度的基本原则是：安全第一，预防为主，综合治理，防治结合，技术先进，科学管理。
第五条注氮管理制度的工作任务是：加强矿井火灾防治宣传教育工作，健全矿井注氮防火设施，强化火灾隐患排查，提高火灾应急能力，健全注氮管理机制。
第六条注氮管理的责任主体是矿井企业的经营管理者，在此基础上建立注氮管理的完整组织机构。
第二章注氮防火设施建设第七条矿井企业应根据矿井特点和火灾风险情况，制定注氮防火设施建设方案，并按照相关标准和规定，进行建设。
第八条注氮防火设施的建设包括注氮系统、注氮泡沫发生器、注氮管道等。
第九条注氮系统应满足以下要求：1. 设计合理，具备可靠的工作性能；2. 安装位置合理，方便操作和维护；3. 与矿井其他系统联动，实现自动控制。
第十条注氮泡沫发生器应满足以下要求：1. 发泡效果良好，能快速覆盖燃烧物表面；2. 发泡剂应符合国家标准，无毒无害；3. 设计合理，易于清洗和维护。
第十一条注氮管道应满足以下要求：1. 材质选用合适，抗腐蚀性能好；2. 设计合理，布局合理，便于操作和维护；3. 管道连接紧固可靠，气密性好。
第十二条矿井企业应按照相关标准和规定，对注氮防火设施进行定期检查和维护，确保设施的正常运行和完好性。
第三章火灾隐患排查第十三条矿井企业应建立健全火灾隐患排查制度，明确责任部门和责任人，定期对矿井进行火灾隐患排查。
第十四条火灾隐患排查的内容包括以下方面：1. 对矿井设备进行检查，发现故障及时维修；2. 对矿井场所进行检查，清除易燃物品；3. 对矿井环境进行检查，消除火灾隐患；4. 对矿井人员进行安全培训，提高安全意识。
采煤工作面注重氮防火技术方案1 注重氮防火的必要性**矿南二905工作面近期出现较大浓度CO气体，采空区回风隅角最大CO气体浓度达到450ppm，而且持续时间较长，表明采空区浮煤已经剧烈氧化，存在高温点。
为了抑制采空区高温点的发展，拟对采空区注重氮防火。
注重氮防火的好处为：①工作面近期连续向采空区埋管注入2000m3/h左右的氮气防火，但CO浓度降低幅度不大，说明采空区内漏风严重，氮气将采空区氧化带宽度缩小的范围尚不足以将高温浮煤甩入采空区窒息带。
②近期还向采空区注入了约80t液体二氧化碳，由于二氧化碳比重较大，其在采空区流动性差，大部份又从原路返回到工作面，并没有覆盖采空区高温点，因此效果有限。
③重氮是由35%的二氧化碳和65%的氮气组成，其密度为1.47kg/m3，比空气的密度1.29kg/m3重，将其注入漏风较严重的采空区后，漏失较少，特别是重氮是以氮气为载体，将二氧化碳从采空区进风侧均匀向采空区回侧扩散，从而降低整个氧化带的氧浓度，起到很好的防火作用。
2 注重氮方法注重氮方法如图1所示：①提前进行南二905工作面采空区进风侧埋管，根据该工作面风量为1300m3/min，支架后方35m以里为氧化带，因此当采空区埋管进入到下隅角以里35时开始注重氮，为了增大采空区埋管的管径，可将35m处埋管和35m以里的另一根埋管并联注重氮。
②将惰气耦合高强度防灭火装置（以下简称装置）安置在矿井制氮机附近，将制氮机出口管路与装置平衡罐的进口相连。
③向厂家购买液态二氧化碳100t，该厂家用液态二氧化碳槽车将液态二氧化碳拉到**矿地面制氮机附近，用厂家随车带的不锈钢软管连接装置的进液管。
④重氮平衡罐的出气口连接井下Ф200mm输重氮管路，井下输重氮管路连接采空区Ф108mm注重氮的两趟埋管。
⑤启动制氮机，将氮气输送到重氮平衡罐，以此同时，将液态二氧化碳槽车中的液态二氧化碳输入装置汽化成气体二氧化碳，然后再输入重氮平衡罐与氮气耦合形成重氮，平衡罐出口的重氮输入井下采空区防火。
整体解决方案系列井下移动式防灭火注氮系统实施方案格式（标准、完整、实用、可修改）编号：FS-QG-91905井下移动式防灭火注氮系统实施方案格式Example format of underground underground mobile fire-fightingnitrogen injection system说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定一、实施背景综采放顶煤开采方法是当今我公司15#煤层的主要采煤方法。
与分层开采相比较，不但可以大幅度提高采煤工作面的单产，而且还能降低吨煤掘进率和工作面的搬家次数，降低吨煤成本实现高产高效。
但从防治采空区自然发火的角度来看，由于综采放顶煤工序较多，推进速度相对较慢，回采率较低，采空区丢煤较多，漏风空间较大等，这些因素都明显增加了采空区自然发火的危险。
而综采放顶煤开采所形成的采空区空间体积较大，使得注粉煤灰浆、喷洒阻化剂等防灭火措施难以取得预期的效果。
二、目的和任务注氮防灭火技术是防治综放工作面采空区自然发火的有效方法之一。
由于氮气比空气轻，所以当氮气注入采空区后，不但可以向上浮动而且可以向四周扩散并充满整个采空区，降低采空区的氧气浓度，从而达到抑制采空区自然发火的目的。
三、实施方案依据采用注氮防灭火技术防治综放工作面采空区自然发火，首先要掌握采空区的“三带”分布状况，它对于选择合理的注氮防灭火工艺是至关重要的。
因此要求我们在实施注氮防灭火工作之前，首先要观测分析出综采放顶煤工作面开采区域的采空区“三带”分布规律，从而相应地做出注氮防灭火工艺设计，使氮气注入到采空区最容易自然发火的区域，并且形成合理的氮气惰化带，达到抑制采空区自然发火的目的。
3.1采空“三带”分布规律3.1.1、采空区“三带”概述对于非充填采空区的回采工作面来说，随着工作面向前推移，切顶线之后附近的采空区顶板逐渐开始垮落，在这一范围内形成比较松散的冒落区，因而漏风比较严重。
煤矿注氮规章制度全范文在煤矿行业中，注入氮气是一项重要的安全措施。
煤矿注氮规章制度的实施对于预防矿井瓦斯爆炸、保护矿工生命财产安全起到了关键作用。
下面将详细介绍煤矿注氮规章制度的全面内容。
一、注氮的目的煤矿注氮的首要目的是提高煤矿瓦斯爆炸的安全性。
通过在矿井中注入氮气，可以有效降低矿井瓦斯浓度，减少瓦斯爆炸的风险。
同时，注氮还可以改善矿井内的通风环境，提高矿工的工作条件和工作效率。
二、注氮的方法和步骤1. 注氮方法（1）高压注氮法：采用高压氮气瓶进行注氮，注氮设备包括氮气瓶、压力调节器、气体输送管道等。
（2）低温液氮注氮法：通过液氮的蒸发产生氮气，将氮气输送到矿井中进行注氮。
注氮设备包括液氮容器、蒸发器、输送管道等。
2. 注氮步骤（1）准备工作：检查注氮设备的完整性和工作状态，确保设备正常运行，氮气供应充足。
（2）确定注氮点位：根据矿井的通风系统和气流分布情况，选择适合的注氮点位。
（3）安装注氮设备：根据注氮方法，安装相应的注氮设备。
（4）进行注氮：根据注氮设备的操作规程，控制注氮流量和时间，确保矿井中的氮气浓度达到安全标准。
三、注氮的安全措施1. 注氮前的防爆措施（1）检查矿井通风系统的运行情况，保证通风系统正常工作。
（2）检查矿井的瓦斯抽放装置，确保瓦斯抽放有效。
（3）清除矿井内的可燃物和易爆物，防止矿井发生自然火灾。
（4）严格按照操作规程进行注氮的准备工作，确保设备的正常工作。
2. 注氮过程中的安全措施（1）注氮设备操作人员必须经过专业培训，熟悉操作规程。
（2）注氮设备必须符合相关的安全标准，设备的安全保护装置必须正常工作。
（3）注氮设备操作人员必须佩戴个人防护装备，包括安全帽、防护鞋、防护眼镜等。
（4）注氮设备操作人员必须严格按照操作规程进行操作，确保注氮过程的安全。
3. 注氮后的安全措施（1）注氮设备操作人员必须对注氮设备进行及时维护和保养，确保设备的正常运行。
（2）矿井通风系统必须继续监测，保证矿井内的气体浓度在安全范围内。
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。
慈林山煤矿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15#煤层属于自燃中厚煤层，矿井采煤工作面采空区采用以注浆为主注氮为辅的防灭火系统。
考虑矿井处于停产状态，注浆所需的粉煤灰材料附近赵庄电厂还没有建设投产，根据我矿防灭火设计及矿井实际生产情况，故矿井停产期间采用马户场地ZD-1100型注氮设备作为矿井防灭火工作的主要系统，能满足井下每小时注氮936m3的要求。
（二）、氮气防灭火工艺1、我矿氮气防灭火的氮气源由风井工业场地制氮车间经已铺设好的4寸注氮管路将纯度97%以上氮气注入到工作面采空区达到防灭火的目的。
2、此项措施作为采煤工作面采空区防治煤层自燃发火的主要措施之一，矿井在工作面推进速度慢和停产情况下，采空区自燃发火隐患就越大，则必须采取向采空区实施注氮。
3、具体方案为：在15101回采工作面运输顺槽埋设直径为4寸钢管，工作面采空区处埋设3寸高压胶管，工作面高压胶管每隔30米设置一个三通，注氮严格按照操作规程执行，一旦需要注氮则将预埋高压胶管与主管接通，对采空区实施注氮。
埋管期间综采队要注意保护好注氮管，严禁注氮管被撞开、压扁，影响埋管质量。
（三）注氮气可靠性计算：1、注氮设备主要技术指标DT-1100型氮气产量1100m 3/h出口压力0.8Mpa氮气纯度≧97%2、输氮系统 马户风井制氮车间→回风斜井→15煤回风巷→15101运输巷，均采用4寸无缝钢管。
注氮管路能否满足输氮气要求通过下式计算：P1﹣P2＝0.0056（Qmax/1000）*L ………………①式中：P1-管道始端的绝对压力MpaP2-管道末端的绝对压力MpaQmax-最大输氮量m 3/hL-管路当量长度 KmL 计算式为：L=∑o)i/(×5)/(λλDi Do ×Li ……………………………②式中：Do-----基准管径（Do=100mm ）阻力损失系数：o λ=0.026Li ………………相同直径管路长度kmDi ………………实际输氮管路内径mmiλ………………实际输氮管路直径的阻力损失系数Di=99mm iλ=0.0296将以上数据代入②计算：L=（100/95）5×(0.0296/0.026)×1.10=1.597km假设管路末端绝对压力0.2Mpa将以上数据代入①计算得：P1=0.0056（200/1000）2×1.597＋P2P1=0.21Mpa根据以上计算，从地面制氮机到15101采空区的输氮管路长度为2750米的情况下，管路初段压力只需0.53Mpa，便可将1100m3/h的氮气输送到15101采空区内，末端的绝对压力还有0.2Mpa，因此制氮机氮气出口压力0.8Mpa完全满足要求。
23103综放工作面注氮防灭火专项设计〔2019〕通设号编制单位：****煤矿通风科编制时间：2019年10月25日23103综放工作面注氮防灭火专项设计审批：矿总工程师：生产副总：地测副总：矿调度：安监处：生产技术科：通风科：机电供应科：综采队：编制：23103综放工作面注氮防灭火专项设计我矿23103工作面即将开始回采，工作面通风系统为材料巷进风，措施巷、皮带巷回风。
因采用综放工艺回采，其采空区遗煤较多、范围广、空间大，加之所采13#煤自燃倾向性等级为Ⅱ类，工作面防灭火工作十分重要。
参照煤炭科学研究总院沈阳研究院2010年5月编制的《****煤矿主采煤层自然发火综合防治方案设计》及集团公司其他矿井防灭火经验，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，特编制如下专项设计。
一、工作面概况1、采煤工作面位置：工作面位于21采区北翼，南邻21采区三条上山，北部、东部、西部均为实煤区，上部为8#煤的18107、18109采空区，平均层间距为46.29m。
2、工作面有关参数走向长度：2420.9m，煤层厚度为5.95-16.68m，平均13.8m。
平均采高：机采3.6m，放煤高度10.2m。
瓦斯等级：低瓦斯，容重：1.44t/m3。
煤层硬度：f=2～5，煤质牌号：气煤。
自燃倾向性：Ⅱ类自然，煤层倾角（度）：6.8°～10.7°，平均8.9°。
工作面倾斜长： 214.34m。
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。
基于上述氮气的性质及煤的氧化机理，向采空区及遗煤带注入氮气，使其渗入到采空区冒落区、裂隙带及遗煤带，降低这些区域的氧含量，形成氮气惰化带，从而达到抑制采空区自燃和安全开采的目的。
因23103工作面采空区遗煤较多、范围广、空间大，所采13#煤自燃倾向性等级为Ⅱ类，采用预先铺设管路、连续注氮方式，同时应采取均压通风措施、堵漏措施、工作面及采空区氧气监测措施。
2、氮气来源选取的技术经济分析目前，工业制取氮气均以空气作为原料气，这种原料气的供给是无限量的。
煤矿井下移动式制氮机主要有变压吸附法和薄膜分离法。
根据煤炭科学研究总院沈阳研究院2010年5月编制的《****煤矿主采煤层自然发火综合防治方案设计》及集团公司其他矿井注氮防灭火系统使用情况，本设计采用DT型煤矿用移动式碳分子筛制氮装置（变压吸附法）。
3、供氮能力、输氮管路的计算与选取（1）供氮能力计算注氮量是最重要的注氮参数，直接决定着注氮效果。
注氮量太小因达不到惰化采空区气体的目的而起不到防火的作用，注氮量太大造成经济上的浪费。
注氮量主要取决于被注地点的几何体积、氧化空间大小、裂隙情况、漏风量大小以及气体组分等。
由于煤矿条件千差万别，目前注氮量只能按待注地点的几何体积、工作面的产量、吨煤注氮量、瓦斯量、氧化带内的氧含量进行计算。
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：Q N =60KQ1221-+-CCCCN式中：QN——供氮能力，m3/h；K——备用系数，取1.2；Q——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6m 3/min ；C 1——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%；C 2——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%。
根据《煤矿安全规程》中的规定：采用氮气防火注入的氮气浓度不得低于97%，注入后采空区内氧气浓度不得大于7%，所以此值取7%；C N ——注入氮气的氮气浓度，%；根据《煤矿安全规程》中的规定：采用氮气防火注入的氮气浓度不得低于97%，注入后采空区内氧气浓度不得大于7%。
同时根据《煤矿用氮气防灭火技术规范》（MT/T701-1977）第7.2条的关于氮纯度的规定“向采空区注入氮气的纯度要视其能将采空区的氧浓度降低到煤自燃临界氧浓度而定。
而向火区注入氮气浓度应不低于97%。
”因此取97%；可计算得供氮能力：8641-0.070.970.070.1561.260=+-⨯⨯⨯=Q N(m 3/h)根据以往国内外注氮灭火经验，防火注氮量一般为5m 3/min 左右；灭火注氮量，原则上最初的注氮强度要大，然后逐渐降低注氮强度。
若采用开放式注氮方式，则灭火注氮量需求更大。
因此选择制氮能力为1000m 3/h DT-1000/6型煤矿用移动式碳分子筛制氮装置一套。
（2）输氮管路的选取根据《煤矿用氮气防灭火技术规范》(MT ／T701-1997)第7.4.1条和7.4.2条的规定：从井下供氮时，除应采用钢管外，在满足输氮压力的情况下，可选用耐压橡胶软管，但进入采空区或火区的管路必须采用钢管。
输氮管路的直径应满足最大输氮流量和压力的要求。
供氮压力可按下式进行计算：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛∑=P L D D Q P i i i 22005max 210000056.0211λλ 式中：P 2——管路末端的绝对压力，MPa （此值不应低于0.2MPa ）；Q max ——最大输氮流量，m 3／h ； D 0——基准管径，150mm ； D i ——实际输氮管径，mm ；L i ——相同直径管路的长度，km ； λ0——基准管径的阻力损失系数，0.026；λi ——实际输氮管径的阻力损失系数，对于不同的钢管直径，则有如表1的关系：表1 不同管径阻力系数值在实践中，输氮管路一般均选择50～l00mm 管径的钢管，因23103工作面最远注氮距离达2700m ，制氮装置所能提供的压力P 1按0.6Mpa 计算，根据下式计算在此压力下的注氮主管的最长输氮距离为：∑⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛λλ05222210max 0056.01000iD D Q ppi L计算得最长输氮距离：管径为50mm 时，L=0.180km ；管径为70mm 时，L=1.028km ；管径为80mm 时，L=2.068km ；管径为100mm 时，L=6.747km 。
所以选择管径100mm 输氮管路完全能够满足工作面注氮防灭火的要求。
采空区埋设管路选用Φ100mm 的无缝钢管。
转弯处、进风隅角埋管处管路连接采用耐压橡胶软管。
采空区埋设输氮管路采用螺纹管接头连接，并需有独立的专用阀门。
（3）输氮管路的铺设要求① 管路的铺设应尽量减少拐弯，要求平、直、稳，接头不漏气。
每节钢管的支点不少于两点，不允许在管路上堆放他物。
低洼处可设置放水阀。
② 输氮管路的分岔处应设置三通截止阀及压力表。
③ 输氮管路应进行防锈处理。
④ 定期对输氮管路进行试压检漏。
（4）注氮地点的安全通风量根据《煤矿用氮气防灭火技术规范》(MT ／T701-1997)第11.2条的规定，注氮地点及与其相连巷道的安全通风量按下式计算：2110)1(C C C C Q Q N N --+≥式中：Q 0——工作场所的安全风量，m 3／min ；Q N ——最大氮气泄漏量，m 3／min ，取16.67 m 3／min ；C——泄露氮气中的氮气浓度，%，取97%；N——工作面或巷道中原始氧气浓度，取20.8%；C1——工作场所的安全氧浓度指标，取18.5%；C2在输氮管路沿途或工作面，假设所输送1000m3/h的氮气全部泄漏，能否造成泄漏区域缺氧。
按工作场所安全氧浓度指标18.5%的要求，经计算，此时巷道的安全风量应为129.01m3/min(取150 m3/min)，通风人员应随时监测23103材料巷、皮带巷、措施巷风量，保证风量处于安全风量以上。
二、注氮防灭火工艺和方法1、制氮设备根据注氮能力和注氮压力的计算，选用DT-1000/6型煤矿用移动式碳分子筛制氮装置，有关性能指标参数如下：（1）结构类型：分体轮轨移动式（2）氮气产量： 1000m3/h（3）氮气纯度：≥97%（可调）（4）氮气输出压力：≥0.6MPa（可调）（5）电压：660V/1140V（6）电控系统电压：127V（7）装机功率：370kW（8）外形尺寸：3800×1700×2150mm×4（制氮装置）3800×1380×2000mm×2（空压机）（9）总重量：12.05t2、注氮系统与制氮设备的安装要求移动制氮机安设地点位于23103材料巷外段的制氮机安设硐室中，管路从23103材料巷敷设至工作面端头埋入采空区。
制氮装置列车从里往外依次为：MOGF32/8-185G型空压机2台（一用一备）、空气缓冲罐车1台、吸附塔车2台、储氮罐车1台。
制氮机安设硐室应满足以下要求：（1）制氮装置中的电气设备，必须取得《防爆检验合格证》。
（2）制氮硐室设在进风巷道中，供风量取安全通风量150 m3/min和按AQ1056-2008计算得机电硐室配风量330 m3/min两者大值，取330m3/min。
