目前，我国有一半矿井会发生自燃现象，煤矿的井下火灾有80%以上是由于煤层自燃引起的。随着我国煤矿开采技术的提高，机械设备的广泛使用，开采设备在煤矿井下的大规模使用，提高开采量的同时，煤矿井下自燃问题也会对煤矿资源造设备造成更大的浪费和损毁。注氮防灭火技术是一种常用的防灭火技术。

（1）技术应用原理

氮气的密度比空气重，而且无毒无色无味不可燃，也不能助燃。

注氮技术在应用时，需要在煤矿采空区域注入大量的高浓度氮气。因为这种气体的密度比空气大，氧气浓度比较小，因此氮气注入之后会进入到煤体的裂隙表面，将其中的氧气置换出来。这样就可以降低煤体表面氧气的吸附量，避免出现氧化放热反应。在注入氮气之后，采空区域的氧气会下降，可以避免煤炭和氧气的直接接触，在采空区内部形成了一个氮气隔离层，能够对空气进行有效的隔绝。在进行注氮技术应用时，要将温度控制在14度到15度左右，这样氮气经过煤体时，可以对氧化反应产生的热量进行有效的吸附，降低了煤体的温度，能够避免出现煤体自燃等火灾事故。

（2）制氮设备的选择

在进行注氮技术应用时，其中的氮气主要来源于大气，是通过对大气中的氧气进行分离制作出来的氮气。在进行氮气制作时，主要存在膜分离技术和变压吸附技术以及深冷空分技术等。其中深冷空分技术在应用时，虽然制作出来的氮气纯度比较高，但相关设备的运行成本比较高。需要投入大量的资金，而且生产效率比较低，能源消耗比较高，无法进行大规模的生产使用。在进行变压吸附技术应用时，可以对碳分子筛进行气流冲击，在这个过程中容易出现粉化饱和等现象。而且氮气的使用周期比较短，分离系数非常低，后期需要进行定期的维护，需要耗费比较多的资金。膜分离技术在应用时，不仅建设成本比较低，而且维护方式更加简便，体积比较小，制作出来的氮气纯度比较高，因此这项技术的应用非常广泛。在进行注氮技术应用时，要做好制氮设备的选择，还要明确技术性指标。要对注氮技术的服务对象进行重点考虑，需要明确服务对象是灭火还是防火。要想进行采空区的防灭火，要充分考虑设备的应用，是否能够满足相关的需求。

（3）选择正确的管道位置

在进行管道建设时，要根据裂隙O型理论以及煤层的回采工作面推进速度等情况，对采空区的氧化区域进行明确，还要做好走向方向的监测。在设置释放口时，主要存在空气易自燃区域和进风侧自燃区域。因此在进行管道位置确定时，要根据区域的划分，对管道的建设位置进行科学的设计。

（4）确立防火惰化指标

采空区的自然防火预防工作，需要惰化指标的支持，要让氧气的含量处于氧化自燃的临界值之下，这样就可以减缓遗留煤的氧化状态或者预防氧化问题的发生。因为二氧化碳和氮气都属于惰性气体，可以对煤炭氧化进行有效的抑制。要根据采空区域氧气的含量，对注氮的效果进行科学的判断，要将氧含量作为惰化的指标。根据相关资料证明，如果空气中的氮气含量比较低，在这种条件下煤体不容易发生氧化反应。应用注氮技术之后，可以让采空区中的氧气含量不断降低。在进行技术应用时，惰化指标的依据是7%。

（5）明确注氮量

回采工作面不出煤，所以瓦斯的涌出量会不断降低，要根据采空区自燃区域氧气的含量，对氮气的注入量进行计算。这项技术的应用原理，是将采空区的原始氧气含量降低到防火惰化标准下，要根据计算公式，对注氮的效果进行明确，将注氮流量的速度控制在标准范围内。

（6）操作要求及注意事项

要想提高注氮的效果，对氮气进行有效的利用，就必须对发火区域和采空区域的气体指标进行有效控制。必须采取针对性的措施，对已经封闭的采空区和工作面的采空区进行封闭。在进行输氮管道设置时，可以安装三通阀门，确保管道在运行时更加的平稳直，避免出现浮煤和压埋等现象。要做好钢管的维护管理，避免在进行注氮技术应用时，出现漏气等问题。要对管道中部和分岔区域的阀门进行严格的检查，避免出现阀门随意开关等现象。在进行技术应用的过程中，技术人员要严格按照相应要求，进行正确的操作。如果设备出现异常情况，要及时上报给区队及调度室。要保证氮气的浓度在97%以上，否则要立即关闭阀门，不能继续注氮。在注氮结束之后，需要关闭向采空区注氮管路，避免空气进入采空区域，降低技术的应用效果。为了避免出现氮气泄漏的问题，要在工作面上、下隅角安置挡风帘。在进行氮气注入时，要对管道的气体检测孔或者阀门进行检查。开始注氮以后，还要对是否存在漏气等现象进行全面的检查。如果发现存在漏气等情况，要立即进行处理。要保证管道的干净，可以对管道内部的杂质进行定期的清理。当管道内部的氧气浓度小于3%时，就可以开始注入氮气。

对于防治煤炭自燃，没有任何一种防灭火技术是万能的，针对不同的煤矿内因火灾，要结合现场情况，科学的采取防灭火技术来快速有效的治理煤火灾害。采用适应性更广、针对性更强且效果好的防灭火技术，而不是盲目的采用多种或所有防灭火技术就能起到较好防治效果。