注氮灭火的本质是将一定的流量N2注入采空区的氧化带或火区，使其氧含量降至10%或3%以下，从而达到防火、灭火、抑制瓦斯爆炸的目的。其功能如下:

煤矿当采空区一旦发生火灾，其中混合气的爆炸危害最大。混合气体爆炸三角形知道，如果混合气体中氧含量低于12%，爆炸的概率就会降低。但是，混合气体爆炸界限不仅取决于这种气体在气体中所占的百分比，而且取决于混合气体的温度和气压。随着温度和气压的升高，这个边界扩大了，反之亦然。如果混合气体被加热到300℃，氧含量为9%，就会发生爆炸。比如1989年2月20日，瓦斯在一个矿山3402工作面的挖掘巷里不断爆炸。第二天，人们去处理和排出瓦斯。当通风恢复时，又发生了爆炸。两人当场死亡，9人受伤，另外三名救护人员在灾区死亡。由于高温、浓烟和还有继续爆炸的危险，死者未能及时抢救。抗灾大会拟定了11个方案，6个方案都没有成功实施，8天后死者仍然无法撤离。所以决定采用液氮救火技术处理，6小时内注氮2900m3，约为火区体积的3倍，火势迅速被浇灭，同时也避免了瓦斯爆炸的危险，因此救援队员进入灾区，将死者抬出。接着清理煤巷，只需几天就能恢复生产，更重要的是撤离了死者。

对于有内部火灾的空气采集区域，其温度大于外部温度。采用N2灭火时，N2温度低于火区的气体温度，无论是液氮还是N2。此外，注入火区后N2流动范围广，对空气采集区有明显的降温作用。

煤炭自燃的三个要素是：煤具有起火选择性；具有连续的制氧标准；热量容易堆积。煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏风量不足以带走煤氧化产生的热量，那么煤温就会逐渐升高，此时煤就处于自然发热状态。当温度达到煤的临界压力时，氧化急聚加速，产生大量热量，使煤温迅速升高。当煤的着火温度达到时，它会着火燃烧，也就是说，它会进入着火状态。将一定流量的N2注入工作面采空区的氧化带中，减少该带的氧含量，从而破坏煤炭自燃的一个因素，使其氧含量降至煤炭自燃的临界点以下，从而达到避免煤炭自燃的效果。一九九一年十月，某矿放煤工作面采空区发生自燃。封闭工作面后，黄泥注浆一个月无明显效果。采用N2灭火后，火区CO含量降至0，O2含量降至1.5%，气温降至18℃，立即开启封闭恢复生产。通过双面灭火对比，可以获得N2灭火的效果:第一次用掘火道钻灌黄沙浆灭火一个月，火区打开后又重新点燃。第二次N2灭火11天，火区打开后再也没有重新点燃。

到目前为止，“八五”已经广泛应用于中国标准合适的煤矿。因此，N2防火技术已经成为这种采煤方法的关键防火对策。目前，已有50多个局矿建立了N2防火系统，变压吸附制氮设备已应用于近30个局矿，对煤矿安全生产起着重要作用。

变压吸附制氮设备用于煤矿灭火，其类型有三种：(1)N2电度为98%，产量为200~2000m3/h地面移动制氮设备(2)氮纯度为98%，产量为200~1200m3/h地面移动制氮设备(3)氮纯度为98%，产量为200~800m3/h的井下移动制氮设备。

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