注液态二氧化碳现场会汇报材料

1尊敬的各位领导：大家好！2014年5月27日板石煤矿12016采面上尾巷出现一氧化碳，并呈持续升高趋势，5月28日对12016采面进行封闭，7月5日12016密闭启封，在火区启封前后及正常生产过程中，我们首次采用了注液态二氧化碳防灭火技术，取得了较好的防灭火效果，现将注液态二氧化碳防灭火工作总结如下：１液态二氧化碳的特性1.1液态二氧化碳灭火的原理在常温常压条件下，二氧化碳为气态,在一定临界压力以上是液态。当二氧化碳从储存容器中释放出来，压力会骤然下降，使得二氧化碳迅速由液态转化为气态，因焓降的关系，温度会急剧下降，当其达到-56℃以下时，气相的二氧化碳有一部分会转变成微细的固体粒子，也就是“干冰，它的温度一般为-78℃。干冰吸取其周围的热量而升华，即产生冷却燃烧的作用。所以在实际的矿井火灾防治过程中，一般采用注入液态二氧化碳的方式。将二氧化碳注入火区后，可降低氧气含量，使火区因缺氧而窒息。此外，液体二氧化碳和固体二氧化碳在汽化和升华过程中，会吸收大量的热，使火区温度下降，加快火区的熄灭。因此，液态二氧化碳用于煤层火灾防治实践中，除具有惰气防灭火作用的共性外，还具有以下特点：2(1)二氧化碳比空气的密度大，当其从储存系统中喷放并气化后，在熄灭底部火灾时，可快速沉入底部而挤出氧气，并在火区内扩散充满其空间，使火区内氧气浓度急速下降。(2)液态二氧化碳内没有氧气，向煤层自燃高温火区内压注时，可完全避免由于注入惰气时，可能带入氧气而造成的不利影响。(3)液态二氧化碳汽化吸收大量的热，注入高温火区的二氧化碳气体温度低，不仅具有对火区惰化和抑爆的能力，而且可以吸收大量的热，从而降低火区温度。1.2防灭火系统设备组成及操作顺序板石煤矿选用辽阳正阳机械设备制造有限公司生产的“矿用液态二氧化碳直注式防灭火装备系统”由直注式储罐（1.8m3）、自增压器(2台)、液体转送装置、强热式增压器、储罐（20m3）组成。注压液态二氧化碳操作顺序：液态二氧化碳使用低温运输槽车运至矿井地面→注入储罐（20m3）→使用“液体转送装置”将二氧化碳→直注式储罐（1.8m3）→用矿车将“直注式储罐”运至井下→通过“自增压器”装置→连接至2寸输气管路→注入采面密闭或采空区。２注液态二氧化碳防灭火技术的应用2014年5月27日，12016采面上尾巷出现一氧化碳并呈持续升高趋势，5月27日18：00时对12016采面进行封3闭，5月28日凌晨封闭结束。12016采面封闭后，对12016火区采取了注氮气、注二氧化碳的防灭火措施，封闭期间累计向12016火区注入氮气36.06万m3、注液态二氧化碳40m3。从6月5日起，12016上、下顺密闭内氧气始终控制在5%以下，火区内一氧化碳为0%，无乙烯、乙炔气体，火区内温度27℃，各项条件符合《规程》启封规定，2014年7月5日对密闭进行启封，为防止密闭启封后火区复燃，决定继续对采面上顺采空区注入液态二氧化碳进行防灭火工作。2.1注入液态二氧化碳前的准备工作(1)液态二氧化碳由液态变为气态的比例为１：500，估算12016火区内空间体积为2.6万m3，预计密闭内需要注入液态二氧化碳量约为50m3。(2)依据12016火区封闭位置及现场条件，确定液态二氧化碳“自增压器”安设在20层回风巷距上顺密闭前180米位置；二氧化碳注入孔位置选在12016上顺闭前2寸观测孔。(3)二氧化碳输气管路选用2寸无缝钢管，输气管路安装后，必须进行加压试验，防止出现管路漏气现象。(4)注二氧化碳期间，每天取密闭内气样，分析气体成分并测定火区内气温、水温，以便于观察防灭火效果。(5)在12016上下顺密闭前回风流途经路线，必须安设二氧化碳传感器。4(6)在正式注二氧化碳前，先将注二氧化碳储罐空罐运至井下注气地点，运输过程中发现有刮帮、刮顶现象，安排人员处理。2.2火区密闭内注液态二氧化碳过程及效果６月29日下午，厂家技术人员到达板石煤矿，集团公司领导、板石矿领导召开会议，按厂家技术人员要求准备条件，地面做好倒罐准备，全体参加注二氧化碳人员贯彻安全技术措施。从７月１日白班14：00开始向密闭内注二氧化碳，至７月３日早６：30分，用时40小时，累计向12016采空区注入液态二氧化碳40m3（气态二氧化碳2万m3）。为观察整个注液态二氧化碳过程中浓度变化情况，检查实施效果，我们利用安全监测监控系统、人工采样、气相色谱仪分析相结合的方式，观测火区的气体、温度、压力等参数变化情况，火区内气体浓度、温度、压差变化情况见下表。表112016火区内的气体浓度、温度参数对照表项目CH4(%)CO(%)CO2(%)Ｎ２(%)O2(%)C2H4(%)C2H6(%)压差pa温度℃上顺闭内（注前）36.4501.40361.031.35800.02982527.5上顺闭内（注后）1.169096.242.3810.214100.00108526.2下顺闭内（注前）20.6403.35672.353.73800.0157525.4下顺闭内（注后）25033.5740.820.893100.03493024.15通过对12016火区注液态二氧化碳前后效果比较分析，上顺闭内瓦斯由36.45%降至1.169%，二氧化碳由1.403%升高至96.24%，氮气由61.03%降至2.381%；下顺闭内瓦斯由20.64%升至25%，二氧化碳由3.356%升高至33.57%，氮气由72.35%降至40.82%，上下顺密闭内温度均下降1.3℃，达到了预期的效果，火区内注液态二氧化碳试验成功。2.3采面回采时注液态二氧化碳过程及效果2014年７月６日0点12016火区密闭启封正式结束，为防止火区复燃，板石煤矿采取了在下尾巷埋管注氮气的防灭火方式，7月6日白班观测上尾巷一氧化碳浓度为18ppm，浮抽管路内一氧化碳浓度为13ppm，7月8日白班，12016采面上尾巷一氧化碳浓度升高至282ppm，浮抽管路内一氧化碳浓度升高至96ppm，12016采空区内一氧化碳在启封后２天内持续升高，如不采取措施，后果不堪设想，７月８日晚23时，全国著名防灭火专家徐成林教授赶到板石煤矿，集团公司和板石煤矿领导召开紧急会议，制定防灭火方案：１、采煤工作面上尾巷埋管注二氧化碳利用采面上尾巷21米预埋管向采空区注二氧化碳，抑制采空区回风侧高温浮煤复燃。注二氧化碳时，为了防止工作面二氧化碳浓度超限，可每注半罐二氧化碳，停止1～2h，然后再注二氧化碳，注二氧化碳时，回风顺槽和上隅角不能进人，救护队设好警戒。工作面两台制氮机并联注氮气后，6可停止注二氧化碳，带班矿领导负责具体协调抽采瓦斯和注二氧化碳等防灭火工作。2、采煤工作面回风顺槽埋管注氮12016采面运输顺槽下尾巷15米采空内预埋４寸注氮管路，下隅角埋管已进入采空区14m，工作面再推进4m，采空区埋管注入氮气就能够大部份扩散到氧化带，降低高温浮煤的氧浓度，抑制其氧化复燃。(1)注氮流量注氮流量在抑制高温浮煤氧化时，必须比防火注氮流量大一半，根据氧含量计算防火注氮流量，确定工作面抑制浮煤氧化所需注氮流量取为1200m3/h，板石煤矿目前注氮量为600m3/h，需立即再调运一台同等能力的注氮机，保证注氮量为1200m3/h。(2)注氮地点及方法从下隅角埋入的注氮管注氮气，工作面应迅速推进，使下隅角埋入的注氮管进入采空区氧化带，提高注氮防灭火的效果，注氮方式为连续注氮，注氮步距为25m，当第一趟埋管进入采空区25m后，应立即埋入另一趟注氮管，然后两趟注氮管并联注氮。(3)采空区堵漏风目前工作面下隅角冒落不严，形成了采空区进风侧10几米的漏风通道，必须用丝袋装碎煤堵塞此漏风通道，并在7下隅角垒一挡墙，减少采空区的漏风。3、采煤工作面实施半均压通风为了减少采空区的漏风增加注氮效果，采煤工作面采用半均压通风的措施，其方法为：在12016联络巷设置2×11kw对旋局扇2台，将风筒接至12016采面上尾巷，风筒出口距离上隅角8－10米，主要作用：①工作面回风顺槽风量保持650m3/min,但运输顺槽风量可减少至400m3/min左右，减少采空区的漏风。②停止采空区尾巷预埋管和浮抽管抽放，一方面稀释上隅角瓦斯，另一方面可以减少采空区漏风。③减少工作面进、回风的压差，对采空区起一定的均压作用。4、合理抽放采空区瓦斯为了减少负压对采空区的作用，减少采空区的漏风，停止尾巷预埋管抽放和浮抽管路抽放，采面瓦斯治理以高位钻孔抽放为主，局扇稀释上隅角瓦斯为辅的方法。板石煤矿立即按防灭火方案组织施工，并于7月9日凌晨1：04分开始注液态二氧化碳，7月9日下午14：00时，当向12016上尾巷采空区内注入第5罐液态二氧化碳时，上尾巷一氧化碳降至28ppm，抽放管路内一氧化碳降至44ppm，12016采空区一氧化碳得到了有效控制，7月10日白班开始，液态二氧化碳注入量由每３小时注１罐减至每３小时注半罐，上尾巷、抽放管路内一氧化碳始终控制在44－60ppm之间，注液态二氧化碳灭火效果明显，注二氧化碳前后数据变8化见附表２，采空区一氧化碳曲线变化见附图1、2。表27月９日12016采面注co2前后气体参数对照表12016浮抽管路取样时间CH4(%)CO(%)CO2(%)Ｎ２(%)O2(%)C2H4(%)C2H6(%)温度℃注co2前24小时7.81.3340.01180.605178.6219.34－－28.8注co2前10小时7.91.3250.01180.601478.2319.04－0.001128.6注co2前１小时7.91.3660.01150.94378.1018.84－0.001428.7注co2后１小时7.91.3790.01030.82578.1818.97－0.001227.2注co2后10小时7.90.8140.00590.53178.2019.93－0.001627.4注co2后24小时7.100.5490.00130.717178.2920.29－0.000927附图１：(7.6-7.8)12016高位抽放管路co曲线变化图9附图2：(7.8-7.28)12016高位抽放管路co曲线变化图2014年７月18日，集团公司领导、板石煤矿领导及防灭火专家在板石煤矿召开会议，安排12016下一步防灭火工作，会议上专家指出：“目前12016防灭火工作进展顺利，12016下顺继续注入氮气，上顺注液态二氧化碳可考虑暂停，一旦下顺注氮系统出现故障，上顺注液态二氧化碳可以做补充”。７月20日白班，在向12016上尾巷注入53罐液态二氧化碳106m3（气态二氧化碳5.3万m3）后，注液态二氧化碳工作暂时停止，停止注二氧化碳初期，12016上尾巷一氧化碳比较稳定，在之后的2天时间里一氧化碳又出现上升趋势，至7月22日0时，12016上尾巷一氧化碳已经升至443ppm，上尾巷及上端头架间先后出现乙烯气体最高达到11ppm，乙烯的出现表明煤温已经达到130℃以上。10７月22日经集团公司领导研究决定，继续向12016上尾巷注液态二氧化碳，于上午9：00时，连续向采空内注入２罐液态二氧化碳后，上尾巷内一氧化碳浓度由443ppm降至60ppm，高位管路内一氧化碳浓度由110ppm降至31ppm，乙烯气体全部消失，12016采空区一氧化碳得到了有效控制，7月24日白班开始，液态二氧化碳注入量由每３小时注１罐减至每３小时注半罐，上尾巷、抽放管路内一氧化碳浓度始终控制在24－50ppm之间，注液态二氧化碳灭火效果明显，注二氧化碳前后数据变化见附表3，采空区一氧化碳曲线变化见附图3、4。表3７月22日12016采面注co2前后气体参数对比表12016上尾巷取样时间CH4(%)CO(%)CO2(%)Ｎ２(%)O2(%)C2H4(%)C2H6(%)温度℃注co2前24小时7.213.5450.03811.39378.9215.91－0.007227.8注co2前10小时7.223.6440.04431.37078.8515.070.00110.007528.4注co2前4小时7.222.2890.02270.81998