一、概況
51402工作面為我礦首采工作面，綜采走向長壁采煤法，全部垮落法管理頂板，走向長度240米，傾斜長度130米，平均煤層厚度2.2米。煤層自燃傾向等級為：煤4-1為Ⅰ級容易自燃煤層，自燃發(fā)火期54天。煤層原煤燃點一般在274℃～297℃，個別為303℃，燃點較低，加上煤的變質(zhì)程度低，含硫高，易氧化而自燃。
于7月27日至30日檢查，51402皮帶機尾一氧化碳濃度為11-16ppm,根據(jù)工作面的推進速度及作業(yè)工序綜合分析，認為是51402工作面上下隅角向采空區(qū)漏風，導致已采空的24米冒落區(qū)內(nèi)有浮煤氧化現(xiàn)象。為消除隱患，防止自然發(fā)火事故出現(xiàn)，確保礦井的安全生產(chǎn)，特制訂“51402工作面防滅火注氮實施方案及安全技術(shù)措施”如下。

二、采空區(qū)注氮實施方案
1.防火注氮工作由龍口項目部與機電工區(qū)負責每天早班向工作面按通防工區(qū)要求注氮入氣。
2、注氮量的計算，根據(jù)《煤礦用氮氣防滅火技術(shù)規(guī)范》(MT/T701-1997)第7.1條的規(guī)定:制氮設(shè)備或裝置的供氮能力應(yīng)按礦井注氮工作面防火需要選取，供氮能力(1個工作面注氮量)可按下式計算:
QN=60K*Q0*[(C1-C2)/(Cn+C2-1)]
式中:QN--供氮能力，m3/h;
K--備用系數(shù)，取1.2;
Q0--采空區(qū)氧化帶內(nèi)漏風量，m3/min;采空區(qū)氧化帶的范圍受工作面的通風狀況、采空區(qū)的冒落等諸多因素的影響而在很大的范圍內(nèi)變化，因此采空區(qū)氧化帶的漏風量的變化范圍也較大，此范圍內(nèi)的漏風量一般按工作面風量的1/60~1/100選取;采取堵漏風措施后，采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏風量取為6m3/min;
C1--采空區(qū)氧化帶內(nèi)平均氧濃度，%;目前國內(nèi)應(yīng)用較普遍的是將采空區(qū)氧濃度在10~18%之間的區(qū)域視為氧化帶，因為氧化帶的范圍不同而平均氧濃度值也不同，一般可選為15%;
C2--采空區(qū)惰化防火指標，其值為煤自燃臨界氧濃度，%;煤的自燃臨界氧濃度值隨煤種、煤質(zhì)、賦存條件等因素的不同而變化，其具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)實驗室試驗而取得，此值的范圍一般為7%~10%。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中的規(guī)定:采用氮氣防火注入的氮氣濃度不得低于97%，注入后采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度不得大于7%，所以此值取7%;
CN--注入氮氣的氮氣濃度，%;根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中的規(guī)定:采用氮氣防火注入的氮氣濃度不得低于97%，注入后采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度不得大于7%。同時根據(jù)《煤礦用氮氣防滅火技術(shù)規(guī)范》(MT/T701-1977)第7.2條的關(guān)于氮純度的規(guī)定“向采空區(qū)注入氮氣的純度要視其能將采空區(qū)的氧濃度降低到煤自燃臨界氧濃度而定。而向火區(qū)注入氮氣濃度應(yīng)不低于97%?！币虼巳?7%，可計算注氮能力：Qn=60*1.2*6*[(0.15-0.07)/(0.97+0.07-1)]=846m3/h
3.采用埋管方式注氮，注氮管路由+1100m軌道石門注氮硐室至1#聯(lián)絡(luò)巷至51402輔助軌道上山分兩路分別都工作面軌道順槽和工作面皮帶順槽。軌道順槽隨著工作面每推進4.5米打一道密閉墻，首注第一趟管路為順槽主線管路，埋入上隅角密閉墻內(nèi)2.5m（氧化帶）開始注氮，工作面推進9米同時埋入第二趟注氮管路，當?shù)诙俗⒌芸诼袢氩煽諈^(qū)密閉后開始注氮，停止第一趟管路注氮并拆除第一道管路可回收部分，如此循環(huán)（循環(huán)周期為9米即每9米安設(shè)一個三通閥，但首注管路第一個三通閥距注氮口18m）。皮帶順槽管路直接埋入機尾密閉內(nèi)2m注氮,在皮帶順槽機尾處、1#聯(lián)絡(luò)巷、2#聯(lián)絡(luò)巷分別安設(shè)三通閥。
4.注氮管路的埋設(shè)有龍口項目部負責，注氮管路每班安排專人維護，機電運輸工區(qū)有專人進行制氮機操作。每天早班8點開始，每兩個小時為一個循環(huán)，一個小時注氮，一個小時檢查氧氣濃度，發(fā)現(xiàn)氧氣濃度低于18.5%時立即停止注氮。第一循環(huán)注氮400 m3/h檢查正常后，第二循環(huán)注入850 m3/h。
5.注氮機壓力不得超過6MPa。
6．注氮時撤出所有閑雜人員，有相關(guān)技術(shù)人員跟班進行技術(shù)指導。