救护队在处理矿井火灾时，井下烟气、有毒有害气体沿井巷蔓延，当火源周围瓦斯浓度达到爆炸界限时就会引起瓦斯爆炸，使受灾的范围扩大，灾情加重。因此如何对有爆炸危险性的火灾进行控制处理是救护工作的一项重要技术课题。为保证救灾人员安全多采用远距离大面积封闭火区，这种方法较安全但灭火周期长，经济损失大。通过注惰对火区进行灭火、控爆方法是近年来较为有效的灭火方案，具有灭火周期短，成本低、恢复生产容易等优点。但在注入惰气时也曾出现了封闭区内发生爆炸事故，威胁救灾人员安全。如何更安全的开展注惰工作，掌握封闭区域内瓦斯在注惰时的运移情况。国家矿山救援鹤岗基地与中国矿业大学（北京）在鹤岗救护大队演习矿井联合开展了“注惰对瓦斯运移规律影响”的实验，现将实验情况及分析结果做以介绍，以供交流。
一、实验概况
实验在鹤岗救护基地演习巷道进行，图1为鹤岗救护基地演习巷道示意图。矿井为压入式通风，巷道总体积1230m3。
图1鹤岗救护基地演习巷道示意图
二、实验目的
测试封闭矿井火区封闭时，封闭区内可燃气体层的形成和运移规律；以及注入惰性气体对封闭区域内可燃气体层运移规律的影响，以便为分析注惰等救灾措施诱发瓦斯爆炸的可能性提供实验依据。
三、实验方案设计
1、巷道选取
实验确定在图2所示巷道段进行。封闭巷道长25m，高2.2m，宽2.4m，横截面为拱形，截面面积为4.5m2，实验巷道体积为112.5m3。
 
图2实验巷道
2、火 源
火源设置如图3，在实验巷道内距进风侧密闭的5m处的位置，为保证人员安全，火源要求为煤或木材燃烧，温度控制在40℃以内。
 
图3气样采集点布置图
3、惰气的注入
惰性气体选用液氮，地面液氮从气罐流出通过气化器气化后经专用管道从回风侧密闭中上部预留的注惰孔进入火区，注氮口直径5cm。
4、实验区密闭
密闭采用木板密闭，密闭预留风门供人员出入，进风密闭留调节窗以便改变漏风量，回风测密闭中上部预留注惰孔，密闭位置如图2所示。
5、气样采集
气样采集截面和采样点布置如图3所示：沿巷道长度，距火源位置5m设第一采样截面，各采样截面间距5m，共3个采样截面，在采样截面上各测点的布置参见图3：在巷道高度方向，距巷底1.1m、1.8m处起设置两行采样点，每行两个；巷道宽度方向，采样点距边壁0.6m；在巷道中轴线上距地面2m处设置第5点；每个采样截面上共设5个采样点，并依次按图编号。在第一测面设置束管监测，束管捆绑在巷道中间的木棍上，三个束管分别距地面1.1m、1.8m、2.0m(依次编号为3、2、1号)。束管与地面化验车相连，每5min依次取样1次。
采集器材使用球胆和化验车束管，每个测面设两名工作人员采集气样。采集完成后立即密封球胆，在球胆上标注测点位置及采样点编号。记录各采样点的温度以及风流方向，并使用红外摄像设备拍摄烟流、惰气流动以及混合情况，标注拍摄位置。
气体采集完成后，立即采用色谱分析仪器分析气样的氧气浓度、氮气浓度、一氧化碳、二氧化碳浓度等。
四、实验方案实施
1、准备工作
实验人员按“注惰对瓦斯运移影响”实验设计要求到达演习矿井。接设南非灾区通讯系统一套、起动移动气体分析工作站，接设束管三路、宿营基地指挥车、接设注N2管路、接设视频线路一条监测火区（红外热成像仪）、准备点火材料、完成井下测点的标注。
并携带装备，每组球胆20个；取气工具1套；一氧便携1块；氧气便携1块；瓦斯便携1块；温度计1支；微速风表1块；中速风表1块；微风管30支；秒表1块；松下DV摄录机1台；红外热成像仪一台；照相机1台。
2、实验阶段
移动气体分析工作站起动束管取气系统，对实验区进行连续监测化验分析。点火后炉火产生的高温浓烟迅速充满了巷道，由于温度过高、烟气过大，后经调风、降温处理后，实验区域达到了实验要求。
进行了取样、测量、照相、录像、观测等实验工作。束管提取气样18组，每组分析样本9种（H2、O2、N2、 CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2），分析样本数162个。同时按试验设计进行了三个测点四次球胆取气，共取样60组，历时3小时完成全部试验工作后将所采集气样进行色谱分析。
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