注氮气防灭火系统设计.doc

BBAM/08-116 新疆焦煤集团***平硐氮气防灭火设计 说明书 通风管理部 **年**月 新疆焦煤集团***平硐 氮气防灭火设计说明书 设计：　　　 概算： 通风管理部 **年**月 第一节　　概况 一.交通位置 ***平硐隶属于新疆焦煤（集团）有限责任公司，新疆焦煤（集团）有限责任公司位于乌鲁木齐市达板城区内，北距乌鲁木齐市南130km，东距托克逊县城约120km，行政区划属乌鲁木齐市管辖。 国铁南疆干线在矿区东部约22km处呈东西向通过，矿区铁路与矿区南部的鱼尔沟车站接轨，长55.5km，已修至红石岭车站，距矿区14km，交通较为方便。 二.地形地势 矿区属东天山山系内之山间盆地，呈东西狭长分布，南、北、西三面高山围绕，西高东低，最高4394.4 m。艾维尔沟自西向东纵穿矿区，沟底海拔标高由西向东，由+2435m逐步降低到+1780 m。沟两侧为冲积阶地，宽300～800m。 三.河流 艾维尔沟河为季节性河流，全长70km。自西向东纵贯矿区，西部地势高寒，主要山脊在海拔+4000m以上，被现代冰川覆盖，为夏季消融时河水主要补给源，河床自然坡度41‰，为南北两岸羽状支沟的汇流主河道。每年3～4月为枯水期，6～8月为丰水期，河水动态变化大。 四.气象及地震 矿区属大陆性气候，夏季多雨，冬季少雪，最高气温30.5℃，最低气温-26.1℃。当年10月至次年4月为冻结期，历时5～6个月，最大冻结深度1.5～2.0m。年降雨量为152.2mm，90％的降水量集中在6～9月。年蒸发量为2105.4mm，主要集中在5～9月。 全年风向以西风为主，次为西北西风、东南东风向。年平均风速2.4m/s,一般风速0～2m/s，最大风速达11.9m/s。 根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），该区地震动峰加速度值为0.1g，地震动反应谱特征周期为0.35s。对应的地震基本烈度为Ⅶ度。 五.煤田开发简史 ***平硐位于艾维尔沟矿区中部。开发历史较早。1980年以前，主要开采1971水平以上各煤层，1988年***平硐正式建成投产后，原1971水平以上5、6、7、各煤层小井均已关闭。因投产后，采煤方法没有解决，投产初期采用落后的耙斗和刀柱式采煤方法，回采率低，1992年开始采用综采。现***平硐开采水平为1810水平。在1930至1810水平范围内无小窑开采史。 六.现有水源、电源情况 艾维尔沟河是矿区主要的供水水源。 艾维尔沟矿区处于新疆主电网的覆盖之中，供电状况良好；公司所属矸石电厂3×3000kw机组是矿区主要的供电电源，在1818煤矿南500米处建有110kV矿区中央变电所。 第二节　　工艺选择 一.矿井开采情况 该矿井设计生产能力为60万吨/年，采用平硐开拓，分区抽出式通风，延深后采用暗斜井开拓，主要开采4、5、6、7号煤层，开采深度目前为＋1800水平，平硐口标高为＋1812水平。主平硐采用大巷架引电机车轨道运输，暗斜井采用皮带运输，采区开采顺序为后退式，阶段下行。 目前矿井开采的的一二采区各有一采煤工作面，采用综采一次采全高，后退式开采。 二.煤层自然和鉴定情况 本矿井自开采以来，未见自然发火史。 根据2007年国家矿山安全计量站乌鲁木齐分站所做的1800水平4、5、6号煤层煤样自然倾向性鉴定结果，该三组煤层均为自然煤层。 鉴定结果报告附后。 三.防灭火工艺选择 根据《煤矿安全规程》和质量标准化的规定，开采容易自然和自然煤层的矿井应建立防灭火系统。在综合考虑黄泥灌浆防灭火系统、氮气防灭火系统、阻化剂防灭火措施、均压防灭火措施等基础上，结合本矿井地表与工作面较近和矿区黄土缺乏实际情况等因素，确定该矿井采用地面移动式制氮装置，管道输送氮气的工艺系统，建立注氮防灭火系统向老采空区注氮。 第三节　　注氮防灭火设备选择 一.氮气体防灭火原理 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。 设计采用在地面布置膜分离制氮装置对采空区实施预防性注氮，将纯度不小于97%的氮气注入采空区。 二.采用氮气防灭火的要求 1．氮气源稳定可靠； 2. 注入的氮气浓度不小于97%； 3. 至少有一套专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施； 4. 有专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告等规章制度。 三.注氮参数选择与计算 注氮量计算按以下三种方法计算，并取其中最大值： （1）按产量计算 QN=[A/(1440ρtn1n2)]×(C1/C2-1) 式中 QN——注氮流量，m3/min； A——矿井年产量，