Spontánne spaľovanie v oblastiach ťažby uhlia zostáva trvalým a vážnym bezpečnostným problémom pri ťažbe uhlia. S rastúcou hĺbkou ťažby a rastúcou intenzitou ťažby sa prirodzená tendencia uhoľných slojov k samovznieteniu-zvýrazňuje. Spomedzi rôznych dostupných technológií protipožiarnej ochrany si vstrekovanie dusíka získalo široké uznanie vďaka svojmu efektívnemu inertnému výkonu a zvládnuteľným prevádzkovým nákladom. Presúvanie zariadení na výrobu dusíka z povrchu do podzemných miest-konkrétne používanie mobilných generátorov dusíka v uhoľných baniach{5}}je čoraz častejšie prijímané prevádzkami, ktoré hľadajú pohotovejšie riešenia.
Princíp zariadenia a technická konfigurácia
Podzemný mobilný generátor dusíka je samostatný{0}}systém schopný oddeľovať dusík od stlačeného vzduchu a dodávať dusík vysokej-čistoty priamo na pracovisko. Väčšina mobilných jednotiek, ktoré v súčasnosti spĺňajú požiadavky na ochranu proti výbuchu v uhoľných baniach-, využíva adsorpciu tlakových výkyvov (PSA) s uhlíkovými molekulovými sitami. Základný mechanizmus je jednoduchý: pod zvýšeným tlakom materiál molekulového sita adsorbuje molekuly kyslíka rýchlejšie ako dusík. Prostredníctvom striedavého natlakovania (adsorpcie) a odtlakovania (desorpcie) systém nepretržite produkuje dusík s konzistentnou čistotou.
Kompletná inštalácia sa zvyčajne skladá z troch základných komponentov: banského -vybuchovacieho- vzduchového kompresora, jednotky na predúpravu stlačeného vzduchu a modulu na výrobu dusíka. Tieto sú namontované na plošinových banských autách, čo umožňuje ťahať celú zostavu po podzemných cestách. Táto konfigurácia umožňuje umiestnenie v tesnej blízkosti kohútika alebo inertizačnej zóny cieľa, čím sa podstatne znižuje vzdialenosť dodávky dusíka od zdroja.
Prečo si vybrať podzemnú mobilnú generáciu dusíka
Konvenčný prístup-generovania dusíka na povrchu a jeho odvádzania dlhými vrtmi alebo šachtami-poskytuje veľké objemy, no prináša značné nevýhody: vysoké kapitálové výdavky na potrubné siete, značné náklady na údržbu a nevyhnutné straty tlaku alebo úniky pozdĺž dlhých trás. Keď sa pracovné plochy rýchlo posúvajú alebo sa ťažobné panely často menia, systémy s pevným povrchom často nemajú agilitu na udržanie kroku.
Mobilné podzemné systémy riešia tieto obmedzenia s výraznými výhodami:
- Rýchla inertná odozva: S generátorom umiestneným v blízkosti sa dusík dostane do žľabu takmer okamžite po výrobe, čo ponúka včasnú inertizáciu-obzvlášť cenné pre uhoľné sloje s krátkymi periódami samovznietenia.
- Eliminácia vyhradených dusíkových potrubí: Systém môže využívať existujúce banské vedenia stlačeného vzduchu alebo krátke dočasné spojenia, čím sa znižujú náklady na infraštruktúru.
- Flexibilné premiestňovanie: Zariadenie je možné ťahať pozdĺž pracovnej plochy, čo umožňuje, aby jedna jednotka slúžila viacerým plochám počas svojej životnosti, čím sa zlepšuje využitie kapitálu.
Kľúčové technické úvahy pre aplikáciu v teréne
Účinnosť protipožiarnej ochrany-na báze dusíka závisí od udržiavania koncentrácií kyslíka v zóne okysličovania neustále pod kritickou úrovňou pre-ohrievanie uhlia. Čínske bezpečnostné predpisy pre uhoľné bane nariaďujú na vstrekovanie dusíka s čistotou najmenej 97 %. V praxi je potrebné venovať pozornosť niekoľkým prevádzkovým faktorom:
- Režim vstrekovania: Pre aktívne potlačenie požiaru sa odporúča nepretržité vstrekovanie dusíka na rýchle vytvorenie inertnej atmosféry. Na rutinnú prevenciu požiarov je často praktickejšie prerušované vstrekovanie-, ktoré pozastaví prietok, keď hladiny kyslíka klesnú pod bezpečnostný prah, a obnoví sa, keď opäť stúpnu na varovnú úroveň. Tento prístup vyvažuje ochranný účinok so spotrebou energie.
- Umiestnenie vstrekovacieho bodu: Výstupný otvor dusíka by mal byť umiestnený na sacej strane nástavca a postupne zakopaný v plánovaných intervaloch, ako sa čelo posúva, čím sa zabezpečí, že prúd dusíka účinne pokryje oxidačnú zónu. Vzdialenosť medzi bodmi vstrekovania by sa mala určiť na základe „troch{1}}zónových“ monitorovacích údajov (zóna rozptylu tepla, oxidačná zóna a zóna zadusenia).
- Prietok a overenie bezpečnosti: Požadovaná rýchlosť vstrekovania dusíka sa musí vypočítať s ohľadom na únik vzduchu a počiatočnú koncentráciu kyslíka. Rovnako dôležité je, že hladina kyslíka v spätných dýchacích cestách musí zostať nad 19 %-, čo je základná bezpečnostná požiadavka pre personál pracujúci v danej oblasti.
Pokyny pre výber zariadenia
Technická norma „Technické špecifikácie pre prevenciu požiaru dusíka v uhoľných baniach“ stanovuje, že podzemné mobilné dusíkové jednotky musia mať rozmery kompatibilné s banskými klietkami a valníkmi a všetky elektrické komponenty musia mať certifikovanú ochranu proti výbuchu-. V súčasnosti dostupné systémy ponúkajú kapacitu produkcie dusíka v rozsahu od 200 do 2 000 m³/h, čím pokrývajú potreby rôznych veľkostí plôch. Pri výbere zariadenia by sa mala dávať prednosť prevádzkovej spoľahlivosti v horúcom, vlhkom a prašnom podzemnom prostredí, ako aj úrovni automatizácie a schopnosti rozhrania systému s-monitorovacími sieťami v celej bani. Spoločnosť Shenger Gas sa dlhodobo zameriava- na technológiu separácie plynov pre aplikácie priemyselnej bezpečnosti a naďalej poskytuje spoľahlivú technickú podporu odvetviu ťažby uhlia.
Podzemné mobilné generátory dusíka premiestňujú zdroj dusíka priamo na miesto použitia, čím poskytujú flexibilné a včasné technické riešenie na prevenciu a potlačenie požiaru. S primeranými kapitálovými výdavkami efektívne vyvažujú kapacitu dodávky dusíka s -prispôsobivosťou na mieste-, ktorá je obzvlášť výhodná v zložitých podmienkach ťažby. Keďže sa zariadenia neustále vyvíjajú smerom k vyšším prietokom, vyššej čistote a inteligentnému riadeniu, ich úloha v rámci širšieho rámca ochrany pred požiarmi uhoľných baní bude len narastať.
