煤矿防火中氮气的应用

注氮防火的本质是将流量的氮气注入采空区的氧化带或消防区，将氧含量降低到10%或3%以下，从而达到防火、灭火、瓦斯爆炸的目的。其功能包括：

1.去除瓦斯爆炸的危险。

一旦煤矿采空区发生火灾，其内部混合气体爆炸的危害很大。混合气体爆炸三角形知道，如果混合气体中的氧含量低于12%，就有可能减少爆炸。然而，混合气体爆炸的边界不仅取决于空气中这种气体的百分比，还取决于混合气体的温度和气压。温度和气压的增加扩大了边界，反之亦然。如果混合气体被加热到300℃，并且氧含量为9%，则可能会发生爆炸。

2.冷却效果。

对于有内部火灾的采空区，温度大于外部温度。当使用氮气灭火时，无论是液氮还是氮气，包头气体氮气的温度都低于火灾区域的气体温度。此外，注氮气流量范围较大，对采空区有明显的降温效果。

3.防止煤炭自然发热和自燃。

煤炭自燃的三个要素是：煤炭具有自燃倾向；具有持续的氧气供应条件；热量容易积聚。煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏气量不足以带走煤炭氧化产生的热量，煤炭温度逐渐升高，煤炭自然加热。当温度达到煤炭的临界温度以上时，氧化急剧聚集加速，产生大量热量，煤炭温度迅速上升，燃烧时达到煤炭的火温度，即进入自燃状态。防止煤自燃的目的是通过向工作面采空区域的氧化带注入流量的氮气，减少该区域内的氧气含量，实现一个破坏煤炭自燃的因素，将氧含量降低到煤自燃的临界值以下。

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