เครื่องกำเนิดไนโตรเจนเคลื่อนที่ใต้ดินสำหรับการป้องกันอัคคีภัยในเหมืองถ่านหิน

การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองในพื้นที่โกฟยังคงเป็นข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงและต่อเนื่องในการทำเหมืองถ่านหิน เมื่อความลึกของการขุดเพิ่มขึ้นและความเข้มข้นในการสกัดเพิ่มขึ้น แนวโน้มโดยธรรมชาติของตะเข็บถ่านหินที่จะติดไฟได้เอง-จะเด่นชัดมากขึ้น ในบรรดาเทคโนโลยีป้องกันอัคคีภัยที่มีอยู่ การฉีดไนโตรเจนได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเนื่องจากประสิทธิภาพเฉื่อยที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนการดำเนินงานที่สามารถจัดการได้ การย้ายอุปกรณ์สร้างไนโตรเจนจากพื้นผิวไปยังตำแหน่งใต้ดิน-โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้เครื่องกำเนิดไนโตรเจนแบบเคลื่อนที่ในเหมืองถ่านหิน-กำลังถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ โดยฝ่ายปฏิบัติการที่กำลังมองหาโซลูชันที่ตอบสนองมากขึ้น

หลักการของอุปกรณ์และการกำหนดค่าทางเทคนิค

เครื่องกำเนิดไนโตรเจนเคลื่อนที่ใต้ดินเป็นระบบ-ในตัวที่สามารถแยกไนโตรเจนออกจากอากาศอัด และส่งมอบ-ไนโตรเจนบริสุทธิ์สูงที่ไซต์งานได้โดยตรง หน่วยเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ที่ตรงตามข้อกำหนดการป้องกันการระเบิดของเหมืองถ่านหิน-ในปัจจุบันใช้การดูดซับแรงดันสวิง (PSA) กับตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน กลไกเบื้องหลังนั้นตรงไปตรงมา: ภายใต้แรงกดดันที่เพิ่มขึ้น วัสดุตะแกรงโมเลกุลจะดูดซับโมเลกุลออกซิเจนได้เร็วกว่าไนโตรเจน ด้วยการใช้แรงดันสลับ (การดูดซับ) และการลดแรงดัน (การดูดซับ) ระบบจะผลิตไนโตรเจนอย่างต่อเนื่องโดยมีความบริสุทธิ์สม่ำเสมอ

โดยทั่วไปการติดตั้งที่สมบูรณ์จะประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ เครื่องอัดอากาศ-หน้าที่ป้องกันการระเบิด-ในเหมืองแร่ หน่วยปรับสภาพอากาศอัด และโมดูลสร้างไนโตรเจน สิ่งเหล่านี้ติดตั้งอยู่บนรถเหมืองแบบพื้นเรียบ ทำให้สามารถลากส่วนประกอบทั้งหมดไปตามถนนใต้ดินได้ การกำหนดค่านี้ทำให้สามารถวางตำแหน่งไว้ใกล้กับส่วน Goaf หรือเป้าหมายเฉื่อย ซึ่งช่วยลดระยะห่างในการส่งไนโตรเจนจากแหล่งกำเนิดได้อย่างมาก

เหตุใดจึงเลือกการสร้างไนโตรเจนเคลื่อนที่ใต้ดิน

วิธีการทั่วไป-การสร้างไนโตรเจนบนพื้นผิวและการวางท่อลงในหลุมเจาะหรือเพลายาว-ทำให้เกิดปริมาณมากแต่นำมาซึ่งข้อเสียที่สำคัญ ได้แก่ ค่าใช้จ่ายด้านทุนสูงสำหรับเครือข่ายท่อส่ง ภาระในการบำรุงรักษาจำนวนมาก และการสูญเสียแรงดันหรือการรั่วไหลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ตามเส้นทางที่ขยายออกไป เมื่อพื้นผิวการทำงานก้าวหน้าอย่างรวดเร็วหรือแผงการทำเหมืองมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง ระบบพื้นผิวคงที่มักจะขาดความคล่องตัวในการก้าวให้ทัน

ระบบใต้ดินแบบเคลื่อนที่จัดการกับข้อจำกัดเหล่านี้ด้วยข้อดีที่แตกต่างกัน:

• การตอบสนองโดยเฉื่อยอย่างรวดเร็ว: เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอยู่ใกล้ๆ ไนโตรเจนจะไปถึงโกฟเกือบจะทันทีหลังการผลิต ช่วยให้เกิดเฉื่อยในเวลาที่เหมาะสม-ซึ่งมีคุณค่าโดยเฉพาะสำหรับตะเข็บถ่านหินที่มีระยะเวลาการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองสั้น
• การกำจัดท่อส่งไนโตรเจนโดยเฉพาะ: ระบบสามารถใช้ท่ออากาศอัดจากเหมืองที่มีอยู่หรือการเชื่อมต่อชั่วคราวระยะสั้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน
• การย้ายตำแหน่งที่ยืดหยุ่น: สามารถลากอุปกรณ์ไปตามหน้างานได้ ทำให้เครื่องเดียวสามารถรองรับหลายหน้าตลอดอายุการใช้งาน ช่วยเพิ่มการใช้เงินทุน

ข้อควรพิจารณาทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการใช้งานภาคสนาม

ประสิทธิผลของการป้องกันอัคคีภัยโดยใช้ไนโตรเจน-ขึ้นอยู่กับการรักษาความเข้มข้นของออกซิเจนในเขตออกซิเดชันของ goaf ให้ต่ำกว่าระดับวิกฤติสำหรับการทำความร้อนด้วยถ่านหินด้วยตนเอง-อย่างสม่ำเสมอ กฎระเบียบด้านความปลอดภัยเหมืองถ่านหินของจีนกำหนดให้ต้องมีความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนไม่ต่ำกว่า 97% สำหรับการฉีด ในทางปฏิบัติ ปัจจัยการดำเนินงานหลายประการจำเป็นต้องได้รับการดูแลอย่างระมัดระวัง:

• โหมดการฉีด: สำหรับการดับเพลิงแบบแอคทีฟ แนะนำให้ฉีดไนโตรเจนอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างบรรยากาศเฉื่อยอย่างรวดเร็ว สำหรับการป้องกันอัคคีภัยตามปกติ การฉีดเป็นระยะๆ มักมีประโยชน์มากกว่า-การระงับการไหลเมื่อระดับออกซิเจนลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ความปลอดภัย และกลับมาทำงานอีกครั้งเมื่อกลับไปสู่ระดับการเตือน แนวทางนี้สร้างความสมดุลระหว่างผลการป้องกันกับการใช้พลังงาน
• การวางตำแหน่งจุดฉีด: ช่องจ่ายไนโตรเจนควรอยู่ในตำแหน่งด้านไอดีของโกฟ และค่อยๆ กลบตามช่วงเวลาที่วางแผนไว้ในขณะที่ด้านหน้าเคลื่อนตัวออกไป เพื่อให้มั่นใจว่ากระแสไนโตรเจนจะปกคลุมโซนออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระยะห่างระหว่างจุดฉีดควรกำหนดตามข้อมูลการตรวจสอบ "สาม-โซน" (โซนกระจายความร้อน โซนออกซิเดชัน และโซนหายใจไม่ออก)
• อัตราการไหลและการตรวจสอบความปลอดภัย: ต้องคำนวณอัตราการฉีดไนโตรเจนที่ต้องการ โดยพิจารณาจากการรั่วไหลของอากาศที่โกฟและความเข้มข้นของออกซิเจนเริ่มต้น ที่สำคัญไม่แพ้กัน คือระดับออกซิเจนในทางเดินหายใจขากลับจะต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อให้คงอยู่เหนือ 19%- ซึ่งเป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยขั้นพื้นฐานสำหรับบุคลากรที่ทำงานในพื้นที่

แนวทางการเลือกอุปกรณ์

มาตรฐานทางเทคนิค "ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการป้องกันอัคคีภัยไนโตรเจนในเหมืองถ่านหิน" กำหนดว่าหน่วยไนโตรเจนเคลื่อนที่ใต้ดินต้องมีขนาดที่เข้ากันได้กับกรงของฉันและรถยนต์พื้นเรียบ และส่วนประกอบทางไฟฟ้าทั้งหมดต้องมีพิกัดการป้องกันการระเบิด-ที่ได้รับการรับรอง ระบบที่มีอยู่ในปัจจุบันมีกำลังการผลิตไนโตรเจนตั้งแต่ 200 ถึง 2,000 ลบ.ม./ชม. ครอบคลุมความต้องการของใบหน้าขนาดต่างๆ เมื่อเลือกอุปกรณ์ ควรให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมใต้ดินที่ร้อน ชื้น และมีฝุ่นมาก ตลอดจนระดับของระบบอัตโนมัติและความสามารถในการอินเทอร์เฟซของระบบกับเครือข่ายการตรวจสอบ-ทั่วทั้งเหมือง Shenger Gas ให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีการแยกก๊าซสำหรับการใช้งานด้านความปลอดภัยในอุตสาหกรรมมาอย่างยาวนาน และยังคงให้การสนับสนุนด้านเทคนิคที่เชื่อถือได้แก่ภาคส่วนเหมืองถ่านหิน

เครื่องกำเนิดไนโตรเจนแบบเคลื่อนที่ใต้ดินจะย้ายแหล่งไนโตรเจนไปยังจุดใช้งานโดยตรง ทำให้เกิดโซลูชันทางเทคนิคที่ยืดหยุ่นและทันท่วงทีสำหรับการป้องกันและปราบปรามเพลิงไหม้แพะ ด้วยการใช้เงินทุนที่สมเหตุสมผล พวกเขาสร้างสมดุลระหว่างความสามารถในการจัดหาไนโตรเจนอย่างมีประสิทธิภาพด้วย-ความสามารถในการปรับตัวที่ไซต์งาน- ซึ่งมีข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะการสกัดที่ซับซ้อน เนื่องจากอุปกรณ์ยังคงพัฒนาไปสู่อัตราการไหลที่สูงขึ้น ความบริสุทธิ์ที่มากขึ้น และการควบคุมอัจฉริยะ บทบาทของอุปกรณ์ภายในกรอบการป้องกันอัคคีภัยในเหมืองถ่านหินที่กว้างขึ้นก็จะยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น