第7章火区封闭和启封(6.18)..ppt

采用均压启封方法后，启封区域内的有害气体浓度明显下降，氧气浓度大幅上升，为工作面人员的工作创造了安全的条件。 因工作面遭受严重破坏，恢复生产的周期较长，火区易复燃，为此采取了以下防止火区复燃的技术：采用均压通风和减风降压方法，降低工作面压差，减少漏风；采用开放式注氮技术，惰化工作面后方的氧化带；对可疑高温点采用目标注氮和注三相泡沫技术消除复燃隐患。 白芨沟矿特大型火区采用均压启封与防复燃技术后，回风巷道内CO浓度显著下降，5 h内就达到生产作业的要求，成功地启封了火区。而且火区自启封后至恢复生产的2个多月内没有发生复燃，成为国内煤矿井下火区启封后防止复燃的范例。 4.案例总结 白芨沟矿2421-1综放工作面为高瓦斯煤层，在火与瓦斯共存的情况下，由于采取了正确的措施，实现了火区的安全封闭和启封，并最终实现工作面的安全回采，对现场工作具有重要的指导意义。从整个封闭和启封过程中，可以总结出以下经验： （1）对于高瓦斯矿井，水封是一种行之有效的火区封闭方法，操作简单，技术安全可靠。它不仅能保证火区封闭的严密性，而且具有一定的防爆效果。在白芨沟煤矿，正是利用了巷道的地势特点，采用水封的方法，实现了火区的有效封闭。 （2）采用严格锁风，大流量注氮，加强监测，保持缩封区的惰化状态；利用巷道坡度，由高及低，分段限量排水，逐段启封；利用瓦斯抽放管路保持巷内气体的单向流动，防止高浓度瓦斯涌入上部火区；采用氮气喷雾惰化大冒顶巷道和对高温巷道有效降温。这一系列启封技术，解决了高瓦斯巷道缩封过程中的难题，有效地防止了瓦斯爆炸。 （3）采用局部通风机均压通风启封火区。由于火区燃烧范围广、燃烧强度大，火区内灾害气体大量、长期积存，为避免灾害气体涌出对启封工作造成不利影响，采用局部通风机均压法启封火区，取得了显著的效果。 谢 谢 ！ * * （2）火区气体的分类 按是否会产生爆炸，火区气体分为可爆气体、助爆气体和阻爆气体三种。可爆气体主要有甲烷（CH4）、氢气（H2）、一氧化碳（CO） 和碳氢化合物（CmHn）；助爆气体主要是指氧气（O2）；阻爆气体主要有二氧化碳（CO2）和氮气（N2）。 按气体的形成过程，火区气体可分为空气分、可燃气体分和惰性气体分三种。空气在进入井下的流动过程中，受井下复杂环境的影响，在其到达火区之前成分已发生了变化，表现为新渗入了甲烷气体、氧气含量减少和二氧化碳含量增加。进入火区后，氧气由于参与燃烧反应转变为CO2、 CO和SO2等，氧气含量迅速下降。燃烧剩余的氧气称为残存氧，其与气体中的氮气混合，再次组成空气，称这种空气为空气分。其中，与氧气组成空气的氮气简称空气氮，而多余的氮气简称超氮气。煤层中一般会涌出较多的CH4，其中火源之前的CH4大部分参与燃烧生成CO2、H2O、CO等，部分残存的CH4则和火源后面析出的CH4、碳氢化合物（CmHn）、燃烧产生的CO等共同组成了火区气体的可燃气体分。燃烧产生的CO2（抑爆能力是N2的1.4倍）和超氮气则共同组成了火区气体的惰性气体分。 2. 火区可燃性爆炸气体的判定 火区可燃性爆炸气体的判定目前主要采用混和可燃气体爆炸三角形法。 该方法根据火区混和气体状态点在爆炸三角形中所处的位置及其运移方向，分析火区所处的状态。具体步骤如下。 （1）建立混合可燃性气体爆炸三角形 ① 确定混合可燃性气体的爆炸上下限U、L，用下式计算： （7-2-1） （7-2-2） 式中，Pi－混合气体中各种可燃气体的百分含量（依体积计），％； Ui，Li－某种可燃气体成分的爆炸上、下限，％。 ② 确定混合可燃气体的爆炸临界点 临界点可燃气体值 （7-2-3） 临界点氧气浓度 （7-2-4） 式中，K ——爆炸三角形临界点可燃气体系数， Ii ——瓦斯气体的惰化浓度， ，% 在上面K和Ii的表达式中，各符号的意义如下： Cni ——某种可燃气体超氮或超二氧化碳临界点可燃气体值； △CO2 ——超二氧化碳浓度，△CO2=CO2-0.03，％； I2 ——瓦斯中的超惰气浓度， ，% △Cni ——超CO2临界点与超氮临界点可燃气体值之差； fi、△fi－某种可燃气体超氮窒息系数及超氮窒息系数与超二氧化碳窒息系数之差。 以上各公式中的Li、Ui、Cni、Oi及