Способ предотвращения выбросов угля и газа и горных ударов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н (51) 4 E 21 F 5 00

1 :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” ..„13

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА И ГОРНЫХ УДАРОВ, включающий бурение скважин и нагнета(21) 3625006/22-03 (22) 04.05.83 (46) 07.04.86. Бкл. У 13 (71) Институт геотехнической механики АН УССР (72) В.Н.Потураев, В.Е.Забигайло, В.В.Репка и Г.А.Рыжов (53) 622 ° 832 (088.8) (56) Морозов И.Ф.,Шевяков Ф.Д.,Ариква В.Г. Разработка выбросоопасных угольных пластов. - М.: Недра, 1979, с. 71.

Москаленко 3.M. Научные основы биохимического и физико-химического ,способа борьбы с металлом в угольных шахтах: Автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра техн. наук. МГИ, 1971, с. 34. ние в них растворов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, е целью повышения безопасности ведения горных работ на выбросоопасных и удароопасных пластах путем увеличения пластических свойств угля и эффекта блокирования металла в трещиновато-пористой структуре угля, нагнетание раствора ведут в два этапа, при этом на первом этапе в cKBcUKHHbl нагнетают 20-50Х-ный раствор лигносульфонатов, а затем известковую суспензию, содержащую не менее 20 мас.Ж гидрата окиси кальция.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся .тем, что после нагнетания .водного раствора лигйосульфонатов производят нагнетание 0,2-10 мас.Х катионов трехвалентного железа, при этом катионы трехвалентного железа С вводят в виде хлорного или сернокислого железа, а лигносульфонат нагие-,В тают в концентрации 10-40 мас.X.

М

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения выбросов угля и газа, горных ударов в угольных шахтах, умень шения газовыделения и пыпеобразования

Известен способ предотвращения выбросов угля и газа и горных ударов, включающий бурение скважин и нагнетание в них воды с добавками поверхностно-активных веществ f1).

Недостатком способа является низкая эффективность из-за неравномерности увлажнения, при этом процесс ведения горных работ на выбросоопасных и удароопасных пластах сопровождается повышенным газовыделением, выбросами угля и газа, горными ударами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является способ предотвращения выбросов угля и газа и горных ударов, включающий бурение скважин и нагнетание в них растворов твердеющих веществ на основе мочевино-формальдегидных смол 1 2 j.

Недостатком .известного способа является невысокая эффективность как противовыбросного мероприятия, что проявилось, например, при выбросах угля и газа мощностью 300 и 1000 т.„

В результате этого снижается безопасность труда.

Кроме того, при отверждении мочевино-формальдегидных смол выделяется формальдегид, являющийся перс вичным ядом и оказывающий вредное воздействие на работающих в забое людей, что приводит к ухудшению условий труда.

Цель изобретения — повышение безопасности ведения горных работ на выбросоопасных и удароопасных пластах путем увеличения пластических свойств угля и эффекта блокирования металла и трещиновато-пористой структуре угля.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно известному способу предотвращения выбросов угля и газа и горных ударов, включающему бурение скважин и нагнетание в . них растворов, нагнетание раствора ведут в два этапа, при этом на первом этапе в скважины нагнетают 20-50Х-ный раствор лигиосульфонатов, а затем известковую суспензию, содержащую не менее

20 мас.X гидрата окиси кальция.

1222851

При этом после нагнетания водного раствора лигносульфонатов производят нагнетание 0,2-10 мас.X катионов трехвалентного железа, при этом катионы трехвалентного железа вводят в виде хлорного или сернокислого железа, а лигносульфонат нагнетают в концентрации 10-40 мас. .

Способ осуществляется следующим

Щ образом.

Бурят скважины, нагнетают через скважины в пласт в количествах 10 л на тонну угля в обрабатываемой зоне водный раствор, содержащий 20—

50 мас. лигносульфонатов, или водный раствор, содержащий 10-40 мас.X лигносульфонатов и 0,2-10 мас.% катионов трехвалентного железа в виде хлорного или сернокислого железа, а затем нагнетают в пласт извест,ковую суспензию в количестве 5—

15Х от объема раствора лигносульфонатов, при этом. нагнетаемая известковая суспензия должна содержать не менее 20 мас. гидрата окиси кальция.

При нагнетании в пласт водных растворов лигносульфонатов или водных растворов лигносульфонатов с до30 бавкой катионов трехвалентного железа происходит увеличение пластических свойств угля.и частичное блокирование метана в трещиновато-хлористой структуре угля.

При последующем нагнетании известковой суспензии происходит переход золя (раствора) лигносульфоната в вязкий гель, блокирующий метан в уг.ле и препятствующий тем самым переходу потенциальной энергии сжатого га40 за в кинетическую энергию выброса.

Указанные ниже пределы концентрации лигносульфонатов (20 мас. ) или нижние пределы концентрации лигносульфонатов (10 мас. ) и катионов

45 трехвалентного железа (0,2 мас. ) определены из условия образования геля при контакте раствора с известковой суспензией. Верхние пределы концентрации лигносульфоната определены на основе измерения их вязкости — при концентрации лигносульфонатов более 50 мас.X значительно воз. растает вязкость растворов, что ухудшает проникающую способность рабочих жидкостей.

Добавка в раствор лигносульфонатов катионов трехвалентного железа облегчает процесс гелеобразования

22851 г

Составитель Г.Васючкова

Редактор А.Б1ншкина Техред,В.Кадар Корректор Т.Колб.

Заказ 1685/33 Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 и позволяет уменьшить концентрацию лигносульфонатов. Введение катионов трехвалентного железа в концентрации, превышающей 10 мас.7, нецелесообразно, так как оно не приводит к дальнейшему увеличению плотности геля.

Допустимый нижний предел степени пропитки пласта (10 л раствора лигносульфоната на тонну угля) определен по результатам исследований пластификации угля при его пропитке различными количествами раствора ° Например, для углей известных пластов при степени пропитки 7-10 л/т отношение модуля спада к модулю упругости становится меньше единицы, и, следовательно, достигается уровень пластификации, исключающий возможность катастрофически быстрого разрушения угля.

Нижний предел концентрации гидрата окиси кальция в нагнетаемой известковой суспензии определен из данных о воэможности гелеобразования растворов лигносульфонатов и равен

20 мас.X. В угольные пласты нагнетают по возможности более концентрированные известковые суспензии, обI

4 разующие с растворами лигносульфонатов более плотные гели.

Применение предлагаемого способа в большей степени, чем известных, иэ5 меняет физико-механические свойства угля в сторону снижения выбросоопасности и удароопасности: интенсивнее снижаются модуль спада, отношения модуля спада к модулю упругости, коэф1р фициент разрыхленности угля, число трещин, параллельных свободной поверхности, образующихся при разрушении угля, и доля выхода мелких фракций, уменьшается газопроницаемость угля, что приводит к увеличению безопасности труда.

Кроме того, применение способа позволяет улучшить условия труда за счет исключения токсичности и вредного действия .на организм людей используемых веществ, так как применяемые растворы не обладают вредным воздействием, а также позволит увеличить экономичность физико-химического способа предотвращения выбросов угля и газа и горных ударов за счет меньшей стоимости применяемых в предлагаемом способе составов.