制氮机主要技术指标

氮气产量（Nm3/h）         400

氮气纯度（%）：             97

出口压力(Mpa)：            1.1

起动时间(min) ：            10

装机容量(KW)：              190

外形尺寸：                 (3.0×1.1×1.4)×3

平板车数量：                3

冷却水量：                  20t/h

碳分子筛制氮机参数

孙家湾矿

氮气产量（Nm3/h）         每台600，两台共1200

氮气纯度（%）             98

出口压力(Mpa)              0.5～0.65

起动时间(min)             30

装机容量(KW)              230

五龙煤矿：

氮气产量（Nm3/h）         每台800，两台共1600

氮气纯度（%）             98

出口压力(Mpa)              0.65～0.75

起动时间(min)             30

装机容量(KW)              250

沿程磨擦阻力计算公式

• H=9.8×10-6×Q2WL/KD5---------------（1）

• 式中：H------管路沿程摩擦阻力损耗 Pa；

• L------管路长度，m；

• W------氮气与空气的密度之比，为0.9672；

• Q------氮气流量，m3/h;

• D------氮气管内径，cm；

• K------管道系数，为0.1180Mpa(3寸管)。

• ②局部阻力取为沿程阻力的10%

输氮管路的管径是否满足输氮要求验算公式

• D=145.7(Qmax/v) --------------②

• 式中: Qmax---最大输氮流量，m3/min

•        D---注氮管路最小直径，mm;

•        v---管道内氮气允许流速，为20m/s

氮气防灭火参数

• ①氮气防火纯度：根据煤矿安全规程，采空区防火注氮的氮气纯度定为≥97%。

•    ②氮气灭火纯度：根据重庆煤科院实验室考察，火区中明火在O2含量为3%时仍能阴燃，故注入火区中的氮气纯度应高，根据变压吸附制氮机不能制取高纯度氮气的特点，将灭火氮气纯度定为≥98.5%。

•    ③采空区氧化带防火惰化指标：根据煤矿安全规程，采空区氧化带防火惰化指标为O2≤7%。

• ④火区注氮惰化指标：进风密闭内O2≤3%（停氮时），回风密闭内O2≤2%。

防火注氮流量

（按吨煤计算）

• 式中：QN—注氮流量，m3/h；

•      A—年产量， mt/年；

•      5—根据国内外经验，每产1t煤所需防火注氮流量为5m3;

•      K—注氮防火系数，为1～2，

•      C—工作面回采率，取为0.85

按采空区氧化带含量计算

• 式中：Q0—采空区氧化带内漏风量，按工作面风量的1/100取，

•      C1—采空区内氧化带平均氧含量，取为15%；

•      C2—采空区氧化带防火惰化指标，取为7%；

•      Cn—注氮防火时氮气纯度，取为98%；

• K—管路输氮气系数，为1.1

灭火注氮流量

• 式中：QN—灭火注氮量；

•      V0—火区体积；

•      C1—火区原始氧含量，根据实际经验，为6～8%；

•      C2—灭火注氮的氧含量惰化指标，取为2.5%，火区体积Q0按下式计算：

•         V0=（a+b+c）s•h              

• 式中：a—回采工作面宽度，7m；

•      b—采空区冷却带宽度；

•      c—采空区氧化带宽度；

•      s—回采工作面长度；

•      h—回采高度。

新疆六道湾煤矿综放面氮气灭火示意图

防火注氮时机

• a.当工作面上隅角出现一氧化碳，其含量向上递增，达到60ppm时，必须立即注氮防火；当其含量波动和变化，只需达到80ppm时，也必须立即注氮防火。

• b.当工作在回采过程未达到合理防火推进度时，必须及时注氮，一直注到工作面推进度大于或等于防火合理推进度时停氮。

• c.工作面测温地点的温度出现下列情况时必须立即注氮防火：（1）测温地点的温度高于进风流温度10℃；（2）放煤温度高于35℃。

• d.撤架时，无论工作面是否有发火征兆，均应及时注氮防火。

• e.巷道高温煤炭放入到采空区时，必须立即注氮，一直注到将高温煤炭用入窒熄带。

每次注氮最少时间

•      QN—惰化采空区氧化带的注氮量；

•      V0—采空区氧化带体积；

•      C1—采空区氧化带平均氧化含量，取为15%；

•      C2—采空区氧化带防火惰化指标，为7%；

•      V0=氧化带宽度×工作面长度×采高

注氮气泡沫工艺图

注氮气泡沫时不同流量的泡沫溶液发泡效果

氮气流量 氮气压力 泡沫溶液流量(L/h) 发泡效果

250m3/h 0.4MPa 200 完全发泡

300 完全发泡

350 完全发泡

400 有部分泡沫溶液未发泡