注氮滅火的本質(zhì)是將一定的流量N2注入采空區(qū)的氧化帶或火區(qū)，使其氧含量降至10%或3%以下，從而達(dá)到防火、滅火、抑制瓦斯爆炸的目的。其功能如下:

煤礦當(dāng)采空區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi)，其中混合氣的爆炸危害最大?；旌蠚怏w爆炸三角形知道，如果混合氣體中氧含量低于12%，爆炸的概率就會降低。但是，混合氣體爆炸界限不僅取決于這種氣體在氣體中所占的百分比，而且取決于混合氣體的溫度和氣壓。隨著溫度和氣壓的升高，這個邊界擴(kuò)大了，反之亦然。如果混合氣體被加熱到300℃，氧含量為9%，就會發(fā)生爆炸。比如1989年2月20日，瓦斯在一個礦山3402工作面的挖掘巷里不斷爆炸。第二天，人們?nèi)ヌ幚砗团懦鐾咚?。?dāng)通風(fēng)恢復(fù)時(shí)，又發(fā)生了爆炸。兩人當(dāng)場死亡，9人受傷，另外三名救護(hù)人員在災(zāi)區(qū)死亡。由于高溫、濃煙和還有繼續(xù)爆炸的危險(xiǎn)，死者未能及時(shí)搶救?？篂?zāi)大會擬定了11個方案，6個方案都沒有成功實(shí)施，8天后死者仍然無法撤離。所以決定采用液氮救火技術(shù)處理，6小時(shí)內(nèi)注氮2900m3，約為火區(qū)體積的3倍，火勢迅速被澆滅，同時(shí)也避免了瓦斯爆炸的危險(xiǎn)，因此救援隊(duì)員進(jìn)入災(zāi)區(qū)，將死者抬出。接著清理煤巷，只需幾天就能恢復(fù)生產(chǎn)，更重要的是撤離了死者。

對于有內(nèi)部火災(zāi)的空氣采集區(qū)域，其溫度大于外部溫度。采用N2滅火時(shí)，N2溫度低于火區(qū)的氣體溫度，無論是液氮還是N2。此外，注入火區(qū)后N2流動范圍廣，對空氣采集區(qū)有明顯的降溫作用。

煤炭自燃的三個要素是：煤具有起火選擇性；具有連續(xù)的制氧標(biāo)準(zhǔn)；熱量容易堆積。煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏風(fēng)量不足以帶走煤氧化產(chǎn)生的熱量，那么煤溫就會逐漸升高，此時(shí)煤就處于自然發(fā)熱狀態(tài)。當(dāng)溫度達(dá)到煤的臨界壓力時(shí)，氧化急聚加速，產(chǎn)生大量熱量，使煤溫迅速升高。當(dāng)煤的著火溫度達(dá)到時(shí)，它會著火燃燒，也就是說，它會進(jìn)入著火狀態(tài)。將一定流量的N2注入工作面采空區(qū)的氧化帶中，減少該帶的氧含量，從而破壞煤炭自燃的一個因素，使其氧含量降至煤炭自燃的臨界點(diǎn)以下，從而達(dá)到避免煤炭自燃的效果。一九九一年十月，某礦放煤工作面采空區(qū)發(fā)生自燃。封閉工作面后，黃泥注漿一個月無明顯效果。采用N2滅火后，火區(qū)CO含量降至0，O2含量降至1.5%，氣溫降至18℃，立即開啟封閉恢復(fù)生產(chǎn)。通過雙面滅火對比，可以獲得N2滅火的效果:第一次用掘火道鉆灌黃沙漿滅火一個月，火區(qū)打開后又重新點(diǎn)燃。第二次N2滅火11天，火區(qū)打開后再也沒有重新點(diǎn)燃。

到目前為止，“八五”已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中國標(biāo)準(zhǔn)合適的煤礦。因此，N2防火技術(shù)已經(jīng)成為這種采煤方法的關(guān)鍵防火對策。目前，已有50多個局礦建立了N2防火系統(tǒng)，變壓吸附制氮設(shè)備已應(yīng)用于近30個局礦，對煤礦安全生產(chǎn)起著重要作用。

變壓吸附制氮設(shè)備用于煤礦滅火，其類型有三種：(1)N2電度為98%，產(chǎn)量為200~2000m3/h地面移動制氮設(shè)備(2)氮純度為98%，產(chǎn)量為200~1200m3/h地面移動制氮設(shè)備(3)氮純度為98%，產(chǎn)量為200~800m3/h的井下移動制氮設(shè)備。

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