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液氮降温防灭火试验研究

采空区自燃发火防治方法中,液氮降温具有降温速度快、效果显著、安全可靠、操作简单等优点,是一项先进的降温防火技术,已在国内外矿井防灭火方面应用。

为了掌握液氮降温防火的基本规律,在试验硐室空间内高温煤体以及高温燃烧煤体进行注液氮降温试验,分析液氮降温规律及效果。

液氮降温防火原理氮气在空气中约占79%,资源十分丰富。空气中的氮气通过空气分离冷却至77 K(-195.8℃)时便分离出液氮,再冷却到64 K便形成固氮。标准压力下其容重为0.808 kg/L。液氮沸点很低,极易气化。

液氮防灭火的原理:

一是吸热。液氮气化时吸收大量的热,可以使高温煤体以及高温燃烧煤体的温度迅速下降到着火点以下,达到防灭火的目的。

二是窒息。在标准压力下,液氮气化至273 K时其体积膨胀643倍。

氮气会充满整个空间,使空间内氧气的含量急剧下降,甚至使氧气的浓度下降到几乎为零,从而达到预防火灾的效果。

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