注氮对封闭火区燃烧状态及爆炸影响分析研究

王 南

(山西潞安矿业(集团)有限责任公司通风处，山西 长治 046200)

引 言

矿井火灾会产生大量有毒有害气体并造成高温烟流，诱发瓦斯、煤尘爆炸等事故[1-3]。注惰灭火是向火区注入N2、CO2或湿式惰气，以降低火区的氧浓度，使火区缺氧窒息的一种灭火方法。注惰用于扑灭矿井的外因火灾，其机理是减少火区中氧气和可燃气体的相对浓度，另外液态氮气能够冷却炽热烟流和着火带，从而减小火势，扑灭火灾。

邱雁等[4]以化学流体动力学为基本理论基础，对火区注惰过程进行模拟，建立了注惰气体流动的数学模型，得到模拟相关计算方法；段玉龙、周心权等[5-6]对封闭火区注惰抑制矿井火区内瓦斯气体的分布规律进行研究，在巷道中进行不同流量惰气注入的试验，并建立数学模型，对不同注入速度进行了模拟，研究发现，注惰速度大小对火区瓦斯分布有很大的影响，注惰速度不当会引起瓦斯爆炸。

2017年11月15日潞安某矿综采工作面支架后方瓦斯燃烧，引发火灾，发火后，在直接灭火失败后进行火区封闭，11月20日从地面钻孔开始往火区注入液态氮气，并以该矿封闭火区实际气体监测数据进行封闭区火情动态分析，从而掌握注氮后封闭火区燃烧状态及爆炸性。

1 封闭火区燃烧状态指标判定

1.1 单一指标气体浓度变化速率判断指标

单一指标气体浓度变化速率判断指标就是依据相应气体浓度变化进行判断的，通过气体浓度变化速率，来判断燃烧状态。……