Arderea spontană în zonele cu capră rămâne o problemă persistentă și serioasă de siguranță în operațiunile de extracție a cărbunelui. Pe măsură ce adâncimile de exploatare cresc și intensitatea extracției crește, tendința inerentă a straturilor de cărbune de a se auto-aprinde devine mai pronunțată. Printre diferitele tehnologii de prevenire a incendiilor disponibile, injecția de azot a câștigat o acceptare pe scară largă datorită performanței sale eficiente de inertizare și a costurilor de operare gestionabile. Mutarea echipamentelor de generare a azotului de la suprafață în locații subterane-în special, utilizarea generatoarelor mobile de azot în minele de cărbune-este adoptată din ce în ce mai mult de operațiunile care caută soluții mai receptive.
Principiul echipamentului și configurația tehnică
Un generator mobil subteran de azot este un sistem autonom{0}}capabil să separe azotul de aerul comprimat și să furnizeze azot de înaltă-puritate direct la locul de lucru. Majoritatea unităților mobile care îndeplinesc în prezent cerințele privind exploziile-minelor de cărbune utilizează Adsorbția prin fluctuație de presiune (PSA) cu site moleculare de carbon. Mecanismul de bază este simplu: sub presiune ridicată, materialul sită moleculară adsorbe moleculele de oxigen mai rapid decât azotul. Prin alternanță de presurizare (adsorbție) și depresurizare (desorbție), sistemul produce continuu azot cu o puritate constantă.
O instalație completă cuprinde de obicei trei componente principale: un compresor de aer pentru minerit-exploziv-, o unitate de pretratare a aerului comprimat și modulul de generare a azotului. Acestea sunt montate pe mașini de mină cu platformă, permițând ca întregul ansamblu să fie remorcat de-a lungul drumurilor subterane. Această configurație permite plasarea în imediata apropiere a zonei de inertizare a țevii sau a țintei, reducând substanțial distanța de livrare a azotului de la sursă.
De ce să alegeți generarea mobilă de azot subterană
Abordarea convențională-generând azot la suprafață și canalizarea acestuia în găuri sau puțuri lungi-furnizează volume mari, dar introduce dezavantaje semnificative: cheltuieli mari de capital pentru rețelele de conducte, sarcini de întreținere substanțiale și pierderi de presiune inevitabile sau scurgeri de-a lungul rutelor extinse. Când fețele de lucru avansează rapid sau panourile de exploatare tranzitează frecvent, sistemele cu suprafețe fixe nu au adesea agilitatea de a ține pasul.
Sistemele subterane mobile abordează aceste constrângeri cu avantaje distincte:
- Răspuns rapid la inertizare: cu generatorul poziționat în apropiere, azotul ajunge în cap aproape imediat după producție, oferind o inertizare în timp util-deosebit de valoroasă pentru straturile de cărbune cu perioade scurte de ardere spontană.
- Eliminarea conductelor de azot dedicate: Sistemul poate utiliza liniile de aer comprimat existente ale minei sau conexiuni temporare scurte, reducând costurile de infrastructură.
- Relocare flexibilă: echipamentul poate fi tractat pe măsură ce suprafața de lucru progresează, permițând unei singure unități să deservească mai multe fețe pe parcursul duratei sale de viață, îmbunătățind utilizarea capitalului.
Considerații tehnice cheie pentru aplicarea pe teren
Eficacitatea prevenirii incendiilor pe bază de azot-depinde de menținerea concentrațiilor de oxigen în zona de oxidare a capului în mod constant sub nivelul critic pentru auto--încălzirea cărbunelui. Reglementările de siguranță ale minelor de cărbune din China impun o puritate a azotului de nu mai puțin de 97% pentru injecție. În practică, mai mulți factori operaționali necesită o atenție deosebită:
- Mod de injecție: Pentru stingerea activă a incendiilor, se recomandă injectarea continuă de azot pentru a stabili rapid o atmosferă inertă. Pentru prevenirea de rutină a incendiilor, injecția intermitentă este adesea mai practică-suspendând fluxul odată ce nivelurile de oxigen scad sub pragul de siguranță și reluând atunci când se ridică înapoi la nivelurile de avertizare. Această abordare echilibrează efectul de protecție cu consumul de energie.
- Amplasarea punctului de injectare: orificiul de evacuare a azotului trebuie poziționat pe partea de admisie a capsului și îngropat progresiv la intervale planificate pe măsură ce fața avansează, asigurându-se că fluxul de azot acoperă eficient zona de oxidare. Distanța dintre punctele de injecție ar trebui determinată pe baza datelor de monitorizare din „trei-zone” (zona de disipare a căldurii, zona de oxidare și zona de asfixiere).
- Debitul și verificarea siguranței: Debitul de injecție de azot necesar trebuie calculat ținând cont de scurgerea de aer și concentrația inițială de oxigen. La fel de important, nivelul de oxigen din căile respiratorii de retur trebuie verificat pentru a rămâne peste 19%-o cerință fundamentală de siguranță pentru personalul care lucrează în zonă.
Ghid de selecție a echipamentelor
Standardul tehnic „Specificații tehnice pentru prevenirea incendiilor cu azot în minele de cărbune” stipulează că unitățile mobile subterane de azot trebuie să aibă dimensiuni compatibile cu cuștile minelor și mașinile cu platformă, iar toate componentele electrice trebuie să aibă calificative de explozie-certificate. Sistemele disponibile în prezent oferă capacități de producție de azot cuprinse între 200 și 2.000 m³/h, acoperind nevoile diferitelor dimensiuni ale feței. La selectarea echipamentelor, trebuie să se acorde prioritate fiabilității operaționale în mediul subteran fierbinte, umed și prăfuit, precum și nivelului de automatizare și capacității de interfață a sistemului cu rețelele de monitorizare la nivel de mine-. Shenger Gas își menține un accent-de lungă durată pe tehnologia de separare a gazelor pentru aplicații de siguranță industrială și continuă să ofere asistență tehnică de încredere sectorului minier de cărbune.
Generatoarele mobile de azot subterane mută sursa de azot direct la punctul de utilizare, oferind o soluție tehnică flexibilă și în timp util pentru prevenirea și stingerea incendiilor. Cu o cheltuială de capital rezonabilă, ele echilibrează eficient capacitatea de aprovizionare cu azot cu-adaptabilitatea la fața locului-deosebit de avantajoasă în condiții complexe de extracție. Pe măsură ce echipamentele continuă să evolueze spre debite mai mari, puritate mai mare și control inteligent, rolul său în cadrul mai larg de protecție împotriva incendiilor minelor de cărbune va crește doar mai semnificativ.
