ゴフエリアでの自然発火は、石炭採掘作業における安全上の永続的かつ重大な懸念事項です。採掘深さが深くなり、採掘強度が高まるにつれて、石炭層に固有の自己発火傾向がより顕著になります。-利用可能なさまざまな防火技術の中でも、窒素注入は、その効果的な不活性化性能と管理可能な運用コストにより、広く受け入れられています。窒素生成装置を地表から地下に移動する-具体的には、炭鉱で移動式窒素生成装置を使用する-が、より即応性の高いソリューションを求める操業で採用されることが増えています。
装置原理と技術構成
地下移動式窒素発生装置は、圧縮空気から窒素を分離し、高純度の窒素を作業現場に直接供給できる自己完結型のシステムです。{0}{1}{1}現在、炭鉱の防爆要件を満たしている移動ユニットのほとんどは、炭素分子篩を備えた圧力変動吸着 (PSA) を利用しています。{3}根底にあるメカニズムは単純です。高圧下では、モレキュラーシーブ材料が窒素よりも酸素分子をより速く吸着します。加圧 (吸着) と減圧 (脱着) を交互に繰り返すことで、システムは一貫した純度の窒素を連続的に生成します。
通常、完全な設備は 3 つのコア コンポーネントで構成されます。鉱山{0}}防爆-用エアコンプレッサー、圧縮空気前処理ユニット、窒素生成モジュールです。これらは平台鉱山車両に取り付けられており、アセンブリ全体を地下道路に沿って牽引することができます。この構成により、ゴーフまたはターゲットの不活性ゾーンに近接して配置することが可能になり、供給源からの窒素供給距離が大幅に短縮されます。
地下移動式窒素生成を選択する理由
従来のアプローチでは、-地表で窒素を生成し、長いボーリング孔や立坑に配管して-大量の窒素を供給できますが、パイプライン ネットワークへの多額の資本支出、多大なメンテナンス負担、延長されたルートに沿った避けられない圧力損失や漏れなど、重大な欠点が生じます。作業切羽が急速に前進したり、採掘パネルが頻繁に移行したりする場合、固定地表システムでは対応するための機敏性が欠けていることがよくあります。
モバイル地下システムは、次のような明確な利点でこれらの制約に対処します。
- 迅速な不活性化応答: 発電機が近くに配置されているため、生産直後に窒素がゴーフに到達し、タイムリーな不活性化が実現します。{0}}自然発火期間が短い石炭層では特に有益です。
- 専用の窒素パイプラインの廃止: このシステムは既存の鉱山圧縮空気ラインまたは短い一時的な接続を利用できるため、インフラストラクチャのコストが削減されます。
- 柔軟な再配置: 作業切羽の進行に合わせて装置を牽引できるため、単一のユニットで耐用年数にわたって複数の切羽に対応できるため、資本の利用率が向上します。
現場での応用に関する重要な技術的考慮事項
窒素による防火の有効性は、ゴフ酸化ゾーンの酸素濃度を石炭の自己発熱の臨界レベル以下に一貫して維持できるかどうかにかかっています。-中国の炭鉱安全規則では、注入用の窒素純度を 97% 以上にすることが義務付けられています。実際には、いくつかの運用上の要因に注意が必要です。
- 注入モード: 積極的な消火の場合は、不活性雰囲気を迅速に確立するために連続的に窒素を注入することをお勧めします。日常的な火災予防の場合、酸素レベルが安全しきい値を下回ると流れを一時停止し、酸素レベルが警告レベルに戻ったときに再開する断続的な噴射がより現実的であることがよくあります。-このアプローチにより、保護効果とエネルギー消費のバランスがとれます。
- 注入点の配置: 窒素排出口はゴーフの吸気側に配置し、切羽が進むにつれて計画された間隔で徐々に埋めて、窒素流が酸化ゾーンを効果的に覆うようにする必要があります。注入ポイント間の間隔は、「3 つのゾーン」(熱放散ゾーン、酸化ゾーン、窒息ゾーン) のモニタリング データに基づいて決定する必要があります。-
- 流量と安全性の検証: 必要な窒素注入量は、ゴフエア漏れと初期酸素濃度を考慮して計算する必要があります。同様に重要なのは、還気道の酸素レベルが 19% 以上に維持されていることを確認する必要があります。-これは、その地域で作業する人員に対する基本的な安全要件です。
機器の選択ガイドライン
技術規格「炭鉱における窒素火災予防の技術仕様」では、地下移動式窒素ユニットは鉱山かごや平台車と互換性のある寸法を持たなければならず、すべての電気部品は認定された防爆定格を備えていなければならないと規定しています。{0}}現在利用可能なシステムは、200 ～ 2,000 m3/h の範囲の窒素生成能力を提供し、さまざまな面サイズのニーズをカバーします。機器を選択する際には、高温多湿で粉塵の多い地下環境での動作の信頼性だけでなく、自動化のレベルや鉱山全体の監視ネットワークとのシステムのインターフェース機能も優先する必要があります。{6}} Shenger Gas は、産業安全用途向けのガス分離技術に長年注力し続けており、石炭採掘部門に信頼できる技術サポートを提供し続けています。-
地下移動式窒素発生装置は、窒素源を使用場所に直接移動させ、ゴーフ火災の予防と鎮火のための柔軟でタイムリーな技術的ソリューションを提供します。合理的な資本支出により、窒素供給能力と-現場での適応性-のバランスが効果的に得られ、特に複雑な抽出条件において有利です。機器がより高い流量、より高い純度、およびインテリジェントな制御に向けて進化し続けるにつれて、より広範な炭鉱防火の枠組みにおけるその役割はますます重要になるでしょう。
