Способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства

 

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЭНДОГЕНН ПОЖАРООПАСНОСТИ ВЫРАБОТАННОГО ПРО III 1 в 6 СТРАНСТВА по авт. св. № 746123, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности профилактики за счет увеличения количества воздуха, поступающего в выработанное пространство, и создания на поверхности кусков угля устойчивой защитной пленки, перед вводом антипирогена в выработанное пространство увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя путем установки перемычек в призабойном )остранстве, а в качестве антипирогена используют гелеобразующий состав, водные растворы компонентов которого вводят в выработанное пространство поочередно. /3 It /4 11 fO

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А з(59 Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (617 746123 (21) 3510083/22-03 (22) 04.11.82 (46) 15.07.84. Бюл. У 26 (72) В.С.Евсеев, Ю.А.Миллер, Ю.И.Донсков, Л.П.Белавенцев, В.А.Скрицкий, Ю.Н.Малышев.и А;С.Ковалевич (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (53) 622.822(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

HI 746123, кл. E 21 F 5/02, 1978 (прототип). (54)(57) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЭНДОГЕННОЙ

ПОЖАРООПАСНОСТИ ВЫРАБОТАННОГО ПРО5

„„SU„„! 102981

СТРАНСТВА по авт. св. N 746123, . отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности профилактики за счет увеличения количества воздуха, поступающего в выработанное пространство, и создания на поверхности кусков угля устойчивой . защитной пленки, перед вводом антипирогена в выработанное пространство увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя путем . установки перемычек в призабойном пространстве, а в качестве антипирогена используют гелеобразующий состав, водные растворы компонентов которого вводят в выработанное пространство поочередно.

1 110

Изобретение относится к технике безопасности в угольной промышленности и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующих очистных забоев при разработке самовозгорающихся пластов угля системами с обрушением.

При современных способах угледобычи в обрушенных породах выемочных участков остаются потери угля. Это приводит к тому, что в выработанном пространстве на путях утечек воздуха возникают очаги самовозгорания угля.

По основному авт. св. N - 746123 известен способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства действующих очистных забоев, заключающийся в том, что антипироген вводят в выработанное пространство в виде аэрозоля с помощью обособленной вентиляционной струи, которую подают по трубопроводу сонаправлено с путями утечки воздуха. Данный способ может применяться в действующих очистных забоях, он не создает опасных ситуаций и не требует больших затрат труда и средств. Обработка выработан ного пространства проводится параллельно с очистными работами и с использованием серийно выпускаемого оборудования (11.

Недостатками известного способа является то, что при использовании водных растворов обычных антипирогенов наблюдается интенсивный вынос влаги, в связи с чем для качествен-. ной обработки, особенно при низких скоростях подвигания очистного забоя, требуется сравнительно большой расход антипирогена; воздухопроницаемость выработанного пространства не уменьшается в результате обработк антипирогеном и поэтому сохраняется опасность возникновения самовозгарания угля в пределах инкубационного периода; для определения места ввода антипирогена требуется проведение воздушно-депрессионной съемки после каждого цикла.

Цель изобретения — повышение эффективности профилактики за счет увеличения количества воздуха, поступающего в выработанное пространство, и создания на поверхности кусков угля устойчивой защитной пленки.

Эта цель достигается тем, что согласно способу снижения эндогенной

2981 2 пожароопасности выработанного пространства перед вводом антипирогена в выработанное пространство увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя путем установки перемычек в призабойном пространстве, а в качестве антипирогена используют гелеобразующий состав, водные растворы компонентов которого вводят

1р в выработанное пространство поочередно.

Способ осуществляют следующим образом.

В воздухоподающей выработке выемочного участка, например, в конвейерном штреке, устанавливают емкости по количеству основных компонентов принятого гелеобразующего состава и заливают в них водные растворы указанных компонентов в концентрации, обеспечивающей образование геля в заданный промежуток времени с момента смешения компонентов в выработанном пространстве.

25 Емкости через насос соединены

Ъ с распыляющими устройствами, размещенными в районе сопряжения конвейерного штрека с очистным забоем. Для образования аэрозоля могут быть использованы форсунки, туманообразователи и гидрореактивные пылеподавители типа ПГР-60 и др. Предварительно расчетным путем определяют потребное количество гелеобразующего состава для обработки выработанного

35 пространства, затраты времени на один цикл, сколько раэ в цикле будет подаваться водный раствор каждого компонента и расход его при этом. Обра40 ботка может проводиться в перерыве между сменами, в начале или конце смены. Перед началом обработки увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя с помощью из45 вестных средств и методов, например, путем установки временных парусов или перемычек в призабойном пространстве. В результате этого увеличивается количество воздуха, поступающего в выработанное пространство, 50 увеличивается количество путей фильтрации воздуха и количество воздуха, йроходящего по этим пуТям. Обработка начинается с подачи аэрозоля водного раствора одного из компонентрв соста55 ва. После подачи заданного объема первую емкость от насоса отключают и начинают подавать второй компонент и так поочередно подают все

5О

3 11029 компоненты заданное количество раз.

Аэрозоль первого компонента движется по путям утечки воздуха через выработанное пространство н оседают на кусках разрыхленного угля и породы, обтекает и увлажняет их. В зоне фильтрации воздуха куски покрываются тонкой пленкой водного раствора компонента. При подаче аэрозолей последующих компонентов пленки сме- 1в шиваются и в течение заранее определенного промежутка времени образуется стойкая пленка геля, которая длительное вреяя,удерживает воду и не распадается, обладает высокой воэ-15 духонепроницаемостью, что резко снижает способность угля к самовозгоранию. Кроме того, гель не стекает, перекрывает .пути фильтрации воздуха, повышая тем самым аэродинамическое 20 сопротивление выработанного пространства.

Предлагаемый способ может применяться при различных технологических схемах очистных работ с обрушением кровли и различных способах и схемах проветривания выемочных участков.

На чертеже представлена схема размещения согласно способу снижения эндогенной пожароопасности вырабо. танного пространства.

Пример. Угольный пласт мощностью 2,5 м и углом падения 10 отрабатывается длинными столбами . по простиранию с полным обрушением

35 кровли с использованием прямоточной схемы проветривания. Свежую струю воздуха 1 подают в очистной забой 2 по конвейерному штреку 3 и выдают по вентиляционному штреку 4. Исходящая струя подсвежается путем подачи воздуха через перемычку 5 с вентиляционным окном, установленную на вентиляционном штреке. Для проветривания очистного забоя подается 45

500 м /мин, причем утечки через выработанное пространство составляют

100 м /мин, а аэродинамическое сопротивление очистной выработки—

0,075 кц, Для обработки выработанного пространства принят гелеобразующий состав, включающий, Х:

Жидкое стекло . 3

Сульфат аммония 2,5 55

Вода Остальное до 100

Срок гелеобразования данного состава 5 мнн. Расход состава определен

81 4 из расчета 10 л на 1 м потерь угля и составляет

Q=m bk.

10 = 2.5 ° 100 3 О. 10 = 1500 л. где Ь = 3 м/сут — подвигание очистного забоя;

m = 2,5 м — мощность пласта;

3 = 100 м — длина лавы; — 0,2 — коэффициент эксплуатационных потерь угля.

Для осуществления спосооа используется следующее оборудование: бакидозаторы 6 и 7 соответственно для водных растворов жидкого стекла и сульфата аммония, водовод 8, насос

9 типа УНВ-2 и форсунки 10 и 11,, со-, единенные шлангами 12 и 13 с насосом. Кроме того, на выходах баков дозаторов и насоса установлена запорная арматура, например вентили и контрольно-измерительная аппаратура. В бак-дозатор б заливают водный раствор жидкого стекла концентрации 24,4Х, а в бак-дозатор 7— водный раствор сульфата аммония концентрации 24Х. Конечная концентрация раствора регулируется расходом воды по водоводу 8. Исходя из производительности насбса необходимое время на обработку выработанного пространства составляет 60 мин при подключе- . нии к каждому шлангу по три форсунки типа ГАФ (гидроакустическая), каждая из которых имеет производительность 10-.12 л/мин и образует аэрозоль дисперсностью, .в основном, 10-35 мк. Период обработки расчитан на 6 циклов по 10 мин каждый.

Перед началом обработки произво,цят перераспределение воздуха, поступающего в очистной забоИ, с целью увеличения количества утечек. Для этого у входа в очистной забой устанавливают, например парус 14, имеющий аэродинамическое сопротивление 0,05 к и. В результате этого из общего количества воздуха в очистной забой поступает 300 м /мин, а утечки увеличиваются до 200 м /мин.

Обработку начинают с подачи в течение 10 мин водного раствора жидкого стекла из бака-дозатора 6 к форсункам 10 которые также, как и форсунки 11 установлены с заглублением в выработанное пространство.

Форсунки 10 распыляют раствор и образовавшаяся аэрозоль утечками воэ1102981

Составитель И.. Федяева

Редактор И. Касарда Техред Ж. Кастелевич Корректор О. Тигор

Заказ 4921/25 Тираж 427 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филилл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 духа уносится в выработанное пространство и движется по путям 15 утечки воздуха и, в зависимости от дисперсности капель, оседает на кусках угля и породы, обтекает их и 5 покрывает тонкой пленкой по всей длине пути утечки. Экспериментально установлено, что при дисперсности капель 5-35 мк и при пустотности выраб танного пространства 0,3 (свежеобрушенные породы) аэрозоль проникает на расстояние 120-150 м.

Через 10 мин перекрывают вентиль I бака-дозатора 6 и подключают бакдозатор 7 с водным раствором сульфата аммония, который подают к форсункам 11. Аэрозоль этого раствора уносится воздухом по тем же путям утечки и оседает на,ранее образовавшуюся пленку первого компонента. Через заданное время после их соединения (в данном случае 5 мин) начинается процесс гелеобразования и поверхности, контактирующие с воздухом, покрываются тонким слоем устойчивого геля, который прочно удерживается на них.

После окончания времени подачи второго компонента (10 мин) снова подключается бак-дозатор 6 с водным раствором жидкого стекла и указанные one-ЗО рации повторяются, т.е. производится поочереднал обработка выработанного пространства (по 3 раза каждым компонентом), в результате чего защитная пленка на поверхностях нара- 35 щивается и можно добиться полного перекрытия гелем путей утечек. После окончания всего цикла обработки данной заходки, т.е. через 60 мин, временный парус 14 снимают и восстанавливается нормальный режим проветривания очистного забоя. Обработка каждой заходки осуществляется один раз в 1 сут после окончания передвижки механизированного комплекса и посадки кровли. Оборудование (баки-дозаторы, насос) может располагаться впереди забоя в нише на расстоянии 100-150 м, а переноI сятся только форсунки и шланги. При переходе геологических нарушений и при остановке забоя продолжительность обработки можно увеличить.

Предлагаемый способ может использоваться s действующих очистных забоях, при этом повышается эффективность профилактической обработки, так как она проводится до начала инкубационного периода развития пожара и носит направленный характер; не требуется бурения скважин и прокладки специальных пульпопроводов; исключается возможность прорыва раствора в действующие выработки.

Образовавшаяся пленка более эффективно препятствует тепло- и массообмену между утечками воздуха и углем. Например, через 10 сут после обработки угля водным раствором хлористого кальция потери влаги составляют 12Х а после обработки гелеобразующнм составом — не более ЗЖ.

Указанные преимущества позволяют повысить эффективность профилактической обработки выработанного пространства и снизить его пожароопасУ ность. Кроме того, такая обработка снижает газовыделение и запыленность воздуха.