4.1.2注氮系统
    地面固定式地面移动式制氮设备生产的氮气，经井上下输氮管路送达采空区内或火区内。该系统的优点是制氮设备的产氮能力大，灭火速度快。缺点是需专门铺设一趟输氮管路。
    井下移动式制氮设备安置于距需要防火或灭火区域的就近处，通过输氮管路将氮气送达防灭火区内。该系统的优点是不需铺设专用输氮管路。缺点是制氮设备的产氮能力较小。
    4.1.3注氮方法及注氮方式
    根据我公司实际情况，拟选用井下移动式制氮设备。注氮方法采用埋管式注氮方法。工作面的进风侧沿采空区埋设一趟注氮管路。当埋入一定深度后开始注氮，同时又埋入第二趟注氮管路（注氮管口的移动步距通过考察确定）。当第二趟注氮管口埋入采空区氧化带与冷却带的交界部位时向采空区注氮，同时停止第一趟管路的注氮，并又重新埋设注氮管路，如此循环，直至工作面采完为止。
    注氮方式可分为连续式和间歇式两种。采用哪一种方式，主要取决于氮气在采空区内的滞留时间和惰化效果。一般注氮灭火宜采用连续式注氮方式，注氮防火宜采用间歇式注氮方式。间歇式注氮方式即在采空区“氧化带”区域注入氮气，考察氮气在该区域内的滞留时间和情化效果，当该区域O2浓度降低至自然发火临界O2浓度之下时停止注氮；随着氮气的泄漏，采空区内的O2浓度会逐渐回升，当O2浓度回升至自然发火临界O2浓度之上时，重新开始新一轮的注氮。当注氮口推移至“氧化带”以外而进入“窒息带”时，停止注氮。
    五、 实施方案的初步设计
    5.1作用原理
    注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气,使其氧含量降到10%或3%以下,达到防灭火的目的。其作用有消除瓦斯爆炸危险;防止煤的自然发热和自燃;降低燃烧强度;防止密闭漏风。
    5.2 技术参数的确定
    5.2.1采空区的防灭火耗氮量的计算
    采空区防灭火耗氮量按采空区氧化带氧含量计算，并按作业场所氧浓度核算。
    5.2.1.1按采空区氧化带氧含量计算。按采空区氧化带内氧含量及惰化指标计算注氮强度，其方法较合理，符合注氮防火的实际情况：
    q=60×Q漏（C1-C2-C3）/C3
    式中：
    q--采面采空区注氮强度，m3/min；
    Q漏--采空区氧化带漏风量，m3/min；
      C1--采空区氧化带内初始氧含量；
    C2--采空区氧化带内二氧化碳、甲烷等气体含量；
    C3--采空区氧化带惰化指标规定的氧含量，可取10%；
    5.2.1.2按作业场所氧含量计算允许最大注氮量：
    Q≤60×Q×（C1-C2）/C2
    式中：
    q--按采面回风巷允许氧浓度19%计算的采空区允许最大注氮量，m3/h；
    Q--工作面风量m3/min；
    C1--采面初始氧浓度，可取20%；
    C2--采掘作业场所允许氧含量为19%；
    实际计算时，应按采空区注氮量全部泄漏到工作面和回风巷计算出允许最大注氮强度。
    间歇式日注氮量可按下边公式计算：
    Qn=b×L×H×K2×K2
    式中:
    Qn--间歇式注氮时日注氮量，m3；
    b--工作面日推进度，m；
    L--工作面长度，m；
    H--采、放煤高度，m；
    K1--采空区气体置换系数，取2～3；
    K2--采空区冒落矸石松散系数，取0.8～0.9；
    K3--工作面推进速度校正系数，按下边公式计算。
    K3=Lmax-Lmin/ Lmax
    式中
    Lmax--采空区窒息带与氧化带边界距工作面的距离。m；
     Lmin--采空区氧化带与散热带边界距工作面的距离，m。
    5.3井下制氮机住置的选择及管路铺设
    制氮机位置选择在工作面运输车场附近。注氮管路由制氮机位置一直沿运输巷铺设到综采放顶煤工作面。注氮管路使用2寸静压水管。注氮口的位置及间距依据“氧化带”的位置及宽度、工作面的推进度以及每次开启的注氮量及氮气扩散半径等确定，目的使注入的氮气尽可能覆盖整个采空区“氧化带”，有效抑制综放工作面采空区“氧化带”浮煤的氧化自燃。
    以其他有实践经验的矿井的注氮防灭火实践为例，注氮口氮气的扩散半径取15～20m，根据对采空区“三带”的观测结果，为使氮气注入区域覆盖整个采空区“氧化带”范围，考虑到氮气的泄漏，氮气释放口间距取30m，氮气释放口距工作面的最小距离为30m，最大距离为60m。氮气释放口及注氮支管的布置如图所示。
    
    注氮管路铺设及注氮释放口轮换方式示意图
    注氮支管路沿工作面入风巷道铺至综放面并采用多管路进行铺设，每个释放口单接一根支管进行注氮，便于单独控制。
    随着工作面的推移，当前面的注氮口先进入到采空区内30m位置时，打开注氮支管的阀门开始注氮；同时从主管路上另接一路支管，并设置释放口埋入采空区。当后续注氮口进入到采空区30m位置时，继续打开此注氮支管的阀门开始注氮。当前面的注氮口推移至距工作面60m以后，应关闭此注氮支管的阀门停止注氮。按此注氮口交替的方法循环往复进行注氮。
    六、井下移动式注氮设备选型及造价：
    根据公司井下实际，拟选用JXZD型井下移动式氮气防灭火系统设备技术指标： ◆氮气流量：100-800 Nm3/h ◆氮气纯度：97～98% ◆氮气压力：0.05-1.0MPa
    准备使用一套，备用一套。总造价260万元左右。
    一套注氮系统包括：空气压缩机2台，井下移动式制氮机1台
    变压吸附组件1套，氮气缓冲罐1套，氮气净化装置一套。