Состав для профилактической обработки целиков угля

 

СОСТАВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕЛИКОВ УГЛЯ, включающий дидкое стекло и воду, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности обработки целиков за счет лучшего заполнения трещин, он дополнительно содержит холрийтый аг.1моний, смачиватель и полиакриламид при следую дем соотношении компонентев, вес,%: Жидкое стекло 2,0-5,0 Хлористый аммоний 1,3-2,5 Смачиватель 0,1-1,0 Полиакриламид -0,2-1,0 ВодаОстальное до 100 с S

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

ГЕСПУБЛИН (19) (И) ЗШ Е 21 Г 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРстненный Комитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514027/22-03 (22) 23.11.82 (46) 07. 02. 84. Бюл. Р 5 (7.2) В.С. Евсеев, Ю.А. Миллер, В.И. Хавова, Э.М. Аксенова, Т.M. Грачева и Н,А. Калиниченко (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (53) 622.82(088,8) (56) 1. Основы противопожарной за" щиты угольных шахт. Сб. М., Недра, 1971 с. 94.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3312754,кл.A 62 D 1/00, 1981 (прототип). (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕЛИКОВ УГЛЯ, включающий,жидкое стекло и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения зффективности обработки целиков за счет лучшего заполнения трещин, он дополнительно содержит

xoJIpHc.Tûé аммоний, смачиватель и полиакриламид при следующем соотношении компонентсв, вес.Ъ:

)(идкое стекло 2,0-5,0

Хлористый аммоний 1,3-2,5

Смачиватель О, 1-1,0

Поли ак риламид Q 2-1,0

Вода Остальное до 100

1071765

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в целиках. угля, при подземной разработке пластов угля,, склонных к самовозгоранию.

Основным способом борьбы с эндогенными пожарами в целиках являетСя ликвидация путей фильтрации воздуха по трещинам, снижение сорбционной активности угля к кислороду и охлаждение нагретых масс угля. Для этой"цели используют тампонажные составы и антипирогены.

Известны тампонажные составы для предупреждейия самовозгорания угля в целиках, состоящие иэ вяжущего вещества (цемент, глина, известь) и воды. Наиболее часто для тампонажа используют цементный раствор с водоцементным отношением (1:5) †(1:4)

Для приготовления раствора в мешалку загружают цемент и заливают воду, а затем перемешивают до получения однородной массы 3-5 мин. Раствор, очищенный на сите,. перегружают в бункер, к которому подключен всас растворонасоса, и .по шлангу подают в шпур, пробуренный в целике угля LI).

Однако эти составы, обладают высокой вязкостью и состоят из частиц значительной крупности (0,051 мм), что ограничивает их проникновение в трещины угля и не ликвидирует фильтрацию воздуха через трещины, при затвердевании (схватывании) они теряют пластичность, затрудняя их проникновение во вновь образующиеся трещины, имеют низкую охлажденную способность и слабо воздействуют на снижение химической активности угля к окислению.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав j27 для профилактической обработки угольного. целина, включающий следующие компоненты, вес.%:

Жидкое стекло 0,6-5,0

Соль сильной кислоты и слабого основания 0,7-2,5

Соль галогеноводородной кислоты 0,001-0,10

Наполнитель 1,0-8,0

Вода Остальное до 100

Однако для применения его .при обработке целиков необходимо устра нить ряд недостатков: малая адгеэия к стенкам трещин в целиках иэ-эа плохой смачиваемости пыли, заполняющей пустоты и,трещины в угле, недостаточная пластичность (состав, обладающий высокой пластичностью не мажет быть использован в выработанном пространстве из-за опасности его прорыва в действующие выработ25 !

20 с

65 ки, наоборот, применение пластично=

ro состава для целиков угля позволит заполнить Образующиеся под действием горного давления новые трещины в целике), длительное время гелеобразования позволит составу распространяться по выработанному пространству, при использовании же в целикак угля приведет к выносу его из трещин.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки целиков угля эа счет лучшего заполнения трещин.

Эта цель достигается тем, что состав для профилактической обработки целиков угля, включающий. жидкое стекло и воду, дополнительно содержит хлористый аммоний, смачиватель и полиакриламид при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Жидкое стекло 2,0-5 0

Хлористый аммоний 1,3-2,5

Смачиватель 0,1-1,0

Полиакриламид 0,2-1,0

Вода Остальное до 100

Основой предлагаемого состава являются водные растворы жидкого стекла.и хлористого. аммония, время гелеобразования смеси которых за- висит от концентрации и соотношения растворов.

При нагнетайии предлагаемого состара в сильно деформированные целики угля (удельное водопоглощение угля 0,6 ° 10 x/с м МПа и менее, а выход воды из трещин в действующие горные выработки 750 с) необходимо испольэовать состав с временем гелеобразования 425 с. При нагнетании состава в относительно прочные целики .угля (удельное водопоглощение угля 170 ° 10 м /с м МПа и более, а выход воды в выработку 70 с) следует применять состав с временем гелеобразования 50 с. Таким образом, состав для предупреждения самовозгорания угля в целиках должен иметь время гелеобразования 50-425 с.

В составе с указанным временем гелеобразования в растворе содержится 2-5 вес.Ъ жидкого стекла и 1,32,5 .аес.Ъ хлористого аммония, Для приготовления раствора используется техническое натриевое жидкое растворимое стекло с удельным весом 1,31,4 г/см и модулем 2,3-3,0. Смачиватель.(синтанол, ДБ и др.) вводят для смачивания угольной пыли, находящейся в трещинах, и повышения адгезии состава к углю. Оптимальная добавка смачивателя составляет 0,11,03 от веса состава. При введении в раствор менее 0,1В смачивателя увеличения адгезии не происходит, а при введении более 1% существенного роста адгезии не установлено.

1 0717б 5

126

Полиакриламид придает составу, после его превращения в гель повы-. шенную вязкость и пластичность. При введении полиакриламида менее 0,2% . эффекта не наблюдается,. а содержание ега в составе более 1% существенно не меняет пластические свойства состава, но значительно увеличивает его стоимость.

Пример 1. Целик угля с наибольшей трещиноватостью характери- 10 зуется удельным водопоглощением

0,6 ° 10 м /с.м ИПа и выходом воды в действующую выработку через 750 с.

Для предупреждения самовозгорания угля в целике должен быть применен 15 состав, имеющий время гелеобразования, равное 425 с. Состав перед его применением приготавливают в виде двух растворов с максимальной концентрацией н них веществ. В гелеге- 20 нераторе они смешиваются с водой до заданных концентраций. Такой способ получения состава упрощает технологию ега приготовления, позволяет регулировать в широких пределах со" отношения компонентов и время обра. 25 эования геля,и дает воэможность использовать гелегенератор для подачи состава в целики угля. фля приготовления состава израсходовано cgeдующие количество компонентов, кг/1 т состава:

Раствор I

Хларистый аммоний 13

Смачиватель 1

Полиакриламид 10 35

Вода 152

Раствор IE

Жидкое стекло

Вода

Вода, подаваемая 40 непосредственно. в гелегенератор 648 !

Технология приготовления и подачи состава.

В бак-дозатор, состоящий иэ двух частей, заливают воду. В одну часть загружают хлористый амманий, смачиватель и полиакриламид, которые перемешивают 2-3 мин до полного растворения реагентов. В другую часть бака-доватора заливают и перемешивают 1-2 мин жидкое стекло. Обе части бака-дозатора отдельными шлангами соединены с гелегенератором (ГГ-1).

В гелегенератор от противопожарно го .водопровода под давлением 5080 Па подают воду, которая создает в нем разрежение. Из бака-доэатора в гелегенератор засасываются растворы реагентов, количество которых бО автоматически регулируется гелеге" нератором. Смесь растворов и воды с помощью насоса (УНВ-1) по шлангу подается через герметиэатор (ГР-2) s шпур, пробуренный в целике угля. 65

Состав поступает в шпур под давлением 0,5 MIla и проникает в трещины, где он через 425 с превращается в устойчивый гель.

Полученный состав имеет следующие характеристики:

Воздухопроницаемость, м /ч м ° Па 0,05

Пластичность, Па 150

Срок действия, .мес. 20

Адгезия к углю, Па 10 10

Пример 2. Целик угля со средней трещиноватостью имеет удельное водопоглощение 3 10 м /ciM ° Mila и выход воды в горную выработку

376 с. Для этих условий необходимо применять состав, имеющий время гелеобразования 277 с, на приготовление которого расходуются следующие количества компонентов, кг/1 т состава: Раствор Х

Хларистый амманий 15

Смачиватель 5

Полиакриламид 5

Вода 80

Раствор Il жидкое стекло 30

Вода 75

Вода, подаваемая непосредственно B гелегенератор 790

Технология приготовления и применения состава аналогична описанной в примере 1.

Состав, приготовленный по укаэанной технологии и при соблюдении соотношения компонентов в нем, имеет следующие характеристики:

Воздухопраницаемость M /÷ м1. Па 0,05

Пластичность, Па 85

Срок действия, мес. 20 йдгеэия к углю„ Па 18 10

П р и м е,р 3. Целик угля с наименьшей трещиноватастью имеет удельное вадапаглощение 170 ° 10 м /с.м ИПа и выход воды в горные выработки 70 с.

Для этих условий должен быть использован состав с временем гелеобразомания 50 с и следующим содержанием компонентов, кг/1 т состава: .Раствор I

Хлористый аммоиий 25

Смачиватель 10

Полиакриламид 2

Вода 33

Раствор IIЖидкое стекло

° Вода

Вода, подаваемая непосредственно в гелегенератор 860.

Технология приготовления и применения состава аналогична списанной в примерах 1 и 2.

Полученный состав имеет следующие характеристики:

1071765

Составитель И. Федяева

Техред Т.Маточка Корректор A. Ильин

Редактор Н. Рогулич

Заказ 97/27 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Воздухопроницаемость, м-" /ч м Па 0,5

Пластичность, Па 60

Срок действия, мес. 20

Ущгезия к углю, Па 25 10

При использовании предлагаемого состава повышается эффективность профилактической обработки целиков угля, так как состав после гелеобразования приобретает высокую вязкость и пластичность, прочно удерживается в существующих трещинах и легко проникает во вновь образующиеся трещины, воздухопроницаемость предлагаемого состава составляет

0,05 мэ/ч м Па, в то время как воэдухопроницаемость раствора хлористого кальция составляет 2,0 м /ч. м - Па, не требуются повторные обработки целиков, так как гель сохраняется в течение 20 мес., в то время как продолжительность водного раствора хлористого кальция 4-5 мес.

10 защитная пленка иэ геля препятствует испарению воды иэ угля.