输氮管路一览表
序号
管道规格
单位
长度
连接方式
1
102×3.5热轧无缝钢管
m
130
法兰
2
102×5热轧无缝钢管
m
1823
法兰
（3）输氮压力验算
式中 P1——管路初始端的压力，MPa；
P2——管路末端的绝对压力，MPa；
Qmax——最大输氮流量，m3/min；
D0——基准管径，150mm；
Di——相同直径输氮管径，mm；
C、上、下顺槽的密闭均观察孔一个，并在观察孔上安装压力表。
D、两条巷道入口处设临时板闭。
（3）封闭后，对工作面通风系统的要求。
为避免进、回风两巷形成盲巷，在工作面进、回风侧各安设一台11kw局扇，并将风筒接至密闭前5—10m。
（4）注氮过程控制
工作面封闭后，对工作面进行连续式注氮。根据束管监测的数据或人工取样进行色谱分析的数据。以确定是否停止注氮。具体如下：
（2）工作面上隅角或采空区出现CO，且呈连续上升趋势，其浓度达到80PPm以上时。
（3）在工作面或采空区出现自燃发火征兆（挂汗、煤焦油味、烟雾等）或明火，但高温区域距工作面距离大于20m，且工作面回风流中CO浓度达到18PPm时。
（4）在工作面或采空区出现自燃发火征兆或明火，在采取其他技术不能有效控制时。
Li——相同直径管路长度，km；
λi——实际输氮管径的阻力系数；
λ0——基准管径的阻力系数，0.026。
选择的DM-300型煤矿用移动式膜分离制氮装置输出的大气压力大于输氮压力，满足输氮要求。
注氮应达到的技术要求
2009-02-13 11:47
1、工作面开放性注氮时，采空区内距工作面30m以后，O2浓度在7%以下，工作面上隅角Q2浓度不低于18%。
2、封闭注氮条件的确定
（1）实施条件
A、采空区中温度超过80℃时。
B、采空区或工作面出现明显发火征兆。
C、工作面因停产放假或其它原因停产期间采取其它措施防火无效时。
（2）对工作面封闭的方法
A、工作面上、下顺槽距切眼5—10m处设置永久性密闭，密闭必须严密不漏风，墙体用水泥沙浆抹面。
B、在下顺槽的密闭墙体下方安装φ108mm注氮管，底部两根φ108mm装有截止阀的排气管。
型号
产氮量
/m3h-1
氮气纯度
/%
氮气压力
/MPa
电机功率
/KW
额定电压
/V
轨距
/mm
外形尺寸
/mm
最大单段质量
/kg
DM-300
300
≥97
≥0.8
132
1140(660)
600(900)
3540×1300×1700×2
4000
（2）输氮管道选型
输氮管道选用热轧无缝钢管，连接方式采用法兰连接。
①管道内径
2、采空区封闭注氮时，采空区内O2浓度在5%以下。
五、注氮流量的确定
按产量计算：在单位时间内注氮充满采空空间，使氧气浓度降低到惰化指标以下，其计算公式为：
QN=[A/（1440PTn1n2）]×[C1/C2-1]
式中：
QN———注氮流量 m/min
A--------年产量
P--------煤的容量，取1.3t/m3
T--------年工作日，取300d
n1 管路注氮效率，取0.8
n2 采空区注氮效率，取0.6
C1 空气中氧气含量，取20.8％
C2 采空区防火惰化指标，取7％。
当采煤工作面采用炮采工艺，日进度为1m时，经计算得：
QN=0.75m3/min=90m3n六、注氮条件1、开放性注氮条件的确定：
（1）经过采空区自燃区域的预测，采空区存在自燃危险，需要注氮时。
A、采空区中氧气浓度不大于5%。
B、采空区中CO浓度低于0.0024%。
（4）煤层自燃倾向性
4-2煤层经鉴定自燃倾向性为容易自燃。
2、注氮防火系统
（1）注氮设备
由于矿井产量不大，一个工作面生产，注氮量小，因此选用井下移动式注氮设备，比地面固定式注氮设备投资小，灵活机动。因此选用井下移动式注氮设备。
（2）为了渐少制氮设备的移动次数，制氮设备安装在辅助运输大巷旁侧的制氮硐室中，输啖管路从制氮硐室、辅助运输大巷、经联络巷铺设到采煤工作面运输顺槽口，运输顺槽并列铺设两趟等直径的钢管，一趟铺设到工作面开切眼附近，另一趟铺设到离第一趟管口30m处，随工作面推进注氮管路被埋入采空区内。每趟管路在运输顺槽口安装一个阀门，管路的出口端
一采区下组煤（8#煤）采空区密闭
注氮设计
一、氮气防火
1、设计依据
（1）矿井开拓方式、采区布置
矿井采用斜井单水平开拓，矿井布置3条大巷，1条为运输大巷，铺设胶带运送机运输煤炭，1条为辅助运输大巷，铺设轨道运输材料、设备，另一条为专用回风巷。全井田划分三个盘区，首采区为一盘区为于进回风斜井井底车场附近，利用矿井3条大巷开采，采煤工作面分布于3条大巷的两侧。垂直开采深度170m~480m。
式中 d——输氮管内径，m；
V——输氮管内流速，取15m3/s。
选取外径102mm热轧无缝钢管。
②管道壁厚
式中 δ——输氮管路壁厚，cm；
P——管路最大工作压力，MPa；
dw——氮气管外径，cm；
[σ]——允许压力，80Pa。
辅助运输大巷管路选δ=3.5mm，采煤工作面运输顺槽选δ=5mm。输氮管道参数见下表：
从以上四方面计算，选取最大值，QN=3.75 m3/min。
采煤工作面采空区防火最大注氮量
QNmax=1.2 QN
=1.25×3.75≈m3/min
选用煤炭科学总院抚顺分院生产的DM-300型煤矿用移动式膜分离制氮装置两套，1套工作，1套备用。DM-300型移动式制氮装置的技术参数见下表：
DM-300型煤矿用移动式膜分离制氮装置技术参数表
式中 K——工作面回采率，95%。
③按瓦斯量计算
式中 ——工作面通风量，m3/min；
C——采煤工作面回风流中瓦斯浓度，%。
④按采空区氧化带氧浓度计算
式中 C1——采空区氧化带内原始氧浓度，%；
C2——注氮防火惰化指标，取7%；
QV——采空区氧化带的漏风量，m3/min；
CNC——注入氮气中的氮气纯度，%。
（2）采煤方法
采煤方法为倾斜长壁综合机械化采煤法，首采工作面长80m，采高2.2m，倾斜长度1000m.工作面回踩率0.95.工作面采用“三八”作业制度，二班采煤，一班准备，日完成9个循环，循环进尺0.6m。
（3）煤层赋存条件
4-2煤层稳定，煤层倾角2~4°，井田内地质构造简单，局部有小断层。煤层顶板为粉砂岩和泥岩，容易冒落，地板为黑色碳质泥岩，遇水膨胀。