煤礦防滅火對于惰性氣體的定義與化學對惰性氣體的定義不盡相同。在防滅火的工作實踐中，惰氣是指不參與燃燒反應(yīng)的單一或混合的窒息性氣體，其中可能含有少量的氧氣。最常見的防滅火惰氣是燃氣、氮氣和二氧化碳。

　　一、氮氣的性質(zhì)
　　眾所周知，氮氣的原料是空氣。氮氣是一種無色無味無毒無腐蝕，不自燃，也不參與燃燒的氣體，標準狀態(tài)下（21℃，101.325kpa），氣體密度為0.461kg/cm³,液體密度為80.8kg/m³,氮氣在101.325Kpa,-195.8℃時變成無色的液體，在-209.9℃時，變成霧狀的固體。氮氣在水中溶解度很小，很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，在震動、熱和電火花作用下都較穩(wěn)定。

　　二、氮氣防滅火作用原理
　　注氮防滅火的實質(zhì)是向采空區(qū)氧化帶內(nèi)或火區(qū)內(nèi)注入一定流量的氮氣，使其氧含量降到10%或3%以下，達到防火、滅火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：
　　1、 消除瓦斯爆炸的危險
　　在煤礦當采空區(qū)一旦出現(xiàn)火災(zāi)，危害最大的是導致其內(nèi)混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知，混合氣體中氧含量低于12%時就有減小爆炸的可能性。但是，混合氣體爆炸的界限不僅取決于這種氣體在空氣中所占的百分比，還部份地決定于混合氣體的溫度和氣壓。溫度和氣壓的增高使這個界限擴大，反之縮小。如果混合氣體被加熱到300℃，氧含量為9%時就能發(fā)生爆炸。因而國內(nèi)的研究表明，將氧氣的臨界含量控制在5%以下時幾乎能防止任何爆炸，否則爆炸還有可能發(fā)生。而氧氣的含量低于10%時混合氣體的爆炸有顯著的降低。正是從這一理論出發(fā)，向火區(qū)注入氮氣后使其氧含量降低，而且只要氧含量低于10%時就能大大地減少爆炸的可能性。
　　2、 減少漏風的作用
　　采空區(qū)漏風是造成自然發(fā)火的主要原因之一。對于封閉或半封閉的采空區(qū)而言，從理論上講，注入氮氣后增加了其注入空間內(nèi)混合氣體的總量，能夠減少封閉區(qū)內(nèi)外之間的壓力差，從而起到減少封閉區(qū)外部向內(nèi)部漏風的作用。
　　如果巷道里的密閉墻有裂縫或密閉強有裂縫，當密閉區(qū)內(nèi)為負壓時，空氣可以通過墻縫或繞過密閉墻而進入密閉區(qū)。為了防止密閉漏風，可向密閉前后墻之間的空間連續(xù)不斷地注入必要流量的氮氣，使該空間形成正壓，阻止新鮮空氣進入密閉區(qū)內(nèi)。
　　3、 降溫作用
　　對于有內(nèi)因火災(zāi)的采空區(qū)來說，其溫度大于外界溫度。當采用氮氣滅火時，無論是采用液氮，還是氮氣，其氮氣的溫度均低于火區(qū)的氣體溫度，加之氮氣在注入火區(qū)后的流動范圍大，對采空區(qū)來說都有顯的降溫作用。
　　4、 防止煤的自燃發(fā)熱和自燃
　　煤炭自燃的三要素是：煤有自燃傾向性；有連續(xù)的供氧條件；熱量易于積聚。煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏入風量不足以帶走煤氧化產(chǎn)生的熱量，則煤溫就逐漸升高，這時煤處于自燃發(fā)熱。當溫度達到煤的臨界溫度以上，氧化急聚加快，大量產(chǎn)生熱量，又使煤溫迅速升高，達到煤的著火溫度時便著火燃燒起來，即進入自燃狀態(tài)。基于此煤氧復合學說，采取向工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)注入一定流量的氮氣，降低該帶內(nèi)的氧氣含量，達到破壞煤炭自燃的一個要素，使其氧含量降到煤自燃臨界值以下，就達到了防止煤自燃的目的。
　　5、 降低燃燒強度
　　無論是外因火災(zāi)，還是內(nèi)因火災(zāi)，當火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，向火區(qū)內(nèi)注入一定流量（大于漏風量）的氮氣，使該區(qū)內(nèi)的氧含量由21%逐漸降低到10%以下，熊熊大火就逐漸處于自熄。

　三、優(yōu)缺點
　　國內(nèi)外煤礦應(yīng)用氮氣防滅火的實踐表明：氮氣具有滅火速度快，既能防火，也能滅火，還能抑制瓦斯爆炸，無污染環(huán)境和機電設(shè)備等優(yōu)點。其缺點是氮氣的密度比空氣輕，容易流失。因此，在注氮的同時，必須采用堵漏措施相配合，才能取得滿意的效果。

　　四、制氮設(shè)備
　　我國煤礦防滅火目前所選用的制氮設(shè)備有：地面固定式深冷制氮氣設(shè)備；礦用地面固定式、地面移動式和井下移動式變壓吸附制氮設(shè)備，以及礦用地面固定式、地面移動式和井下移動式膜分離制氮設(shè)備。按空分原理可分為深冷式、變壓吸附式和膜分離式。近幾年來，尤以變壓吸附和膜分離制氮設(shè)備在煤礦現(xiàn)場應(yīng)用得最多。
　　為滿足煤礦選擇氮氣源設(shè)備的需要，煤炭科學研究總院重慶分院與溫州瑞氣空分設(shè)備有限公司合作，共同研制開發(fā)出KGZD系列（氮氣純度為98%，產(chǎn)氣量為200—2000m3/h）礦用地面固定式制氮設(shè)備、KYZD系列（氮氣純度為98%，產(chǎn)氣量為200—1200m³/h）礦用地面移動式制氮設(shè)備和JXZD系列（氮氣純度為98%，產(chǎn)氣量為200—800m³/h）礦用井下移動式制氮設(shè)備。