可视为吸附剂,而二氧化碳、氮气视为吸附质。由于在煤的氧化自燃过程中所产生的热量转移给惰性气体,从而遏止了燃烧的链锁反应,同时提高了惰性气体的惰化效果和阻燃、阻爆效果。试验结果表明,煤对二氧化碳的吸附量为48L/kg,而煤对氮气的吸附量仅为8L/kg,前者是后者的6倍,由此看出,二氧化碳的惰化效果和阻燃、阻爆效果是显而易见的。2.1.2火区惰化覆盖率对比以放顶煤综采面火区为例,其空间体积很大,但要求火区空间内惰气浓度均匀,才能取得最佳的阻燃、阻爆效果。氮气在标准状态下密度为1.25kg/m3,与同体积空气质量比为0.9673,由于比空气轻,注入于火区内的氮气容易向火区顶部放顶煤裂隙带扩散,致使火区惰化覆盖率较差,进而影响氮气的惰化灭火和抑爆效果;而二氧化碳的相对密度为1.53,重于空气,由于火源点一般位于放顶煤采场采空区一侧中、下部,因而使火源点容易被二氧化碳惰化带覆盖,而且其覆盖率很高,对火区灭火和抑爆特别奏效。2.1.3氧含量对比目前,便于在井下使用的制氮机有DM系列膜式制氮装置和变压吸附(PSA)装置两种。无论采用膜分离还是吸附分离技术,不可能把氧气全部分离出去,少量的氧气必然会掺入到氮气里,这是无可置疑的。据DM系列膜式制氮机产品说明书记载,氮气浓度为95~99%,其浓度取决于产气量,产气量越大,其浓度就越低;反之,就越高。显而易见,膜式制氮机产氮量中所含的最大氧量为5%。根据《煤矿安全规程》第248条第2款规定,火区熄灭条件之一为“火区内空气中的氧气浓度降到5%以下”。如上所述,制氮机出口氮气量中已含有5%的氧气,加之火区原有氧气量及外部漏风量,总氧气量会超出5%,不易达到《煤矿安全规程》的相关规定。而通过采用发生器生产的或化工厂的制成的液态二氧化碳纯度均可接近100%,无氧气成分。因此以二氧化碳注入的火区氧浓度完全可以达到5%以下,符合《煤矿安全规程》的相关规定。
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