Способ тушения многоочагового эндогенного пожара и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности тушения пожара. Выявляют явные и скрытые трещины выхода продуктов горения на земную поверхность. Устанавливают пределы границ аномальных т-рных проявлений очага пожара на дневной поверхности. Определяют т-рные изменения по глубине по изотермам на поверхности. Бурят скважины (С) по контуру изотермы т-рной аномалии на поверхности до глубины критической т-ры массива. Перед введением зарядов взрывчатого вещества закачивают жидкий азот в забойную часть С, заряжают С забивной глиной. Устья всех С и вмещающее их пространство на глубину разрыхленных пород и наносов насыщают жидкой фазой антипирогена с последующим промораживанием площади жидким азотом до формирования монолитной плиты. Затем на глубине перемещают и уплотняют нагретые массы угольных скоплений, вмещающих пород и объема, закаченного в выгоревшие пустоты антипирогена, серией взрывов по контуру очага пожара. Устройство для осуществления данного способа содержит поддон с плоским днищем, откидным бортом 13, направляющим патрубком 9 с опорной плитой 8, опорами перемещения на выносных осях. Устройство имеет систему блоков с опорной балкой, закрепленную подвижно на поддоне, лебедку 5 с тяговым выносным канатом 6. Устройство также имеет комплексное приспособление для бурения, обсадки, заряжения и замораживания С, выполненное в виде буровой установки вертикального бурения. При помощи последней проводят техпроцесс по усилению герметизации забойки скважин и обеспечивают бурение коротких скважин и шпуров по кругу и под углом с пропиткой их водой и подачей жидкого азота. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

А1 дц 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фис. Х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4164305/22-03 (22) 18.12.86 (46) 30.10.89. Бюл. 9 40 (71) Восточное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института горноспасательного дела (72) А.Е.Чуприков (53) 622 ° 807(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 723180, кл. Е 21 F 5/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 750106, кл. E 21 F 5/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1462895, кл. E 2,1 F 5/00, 1986.

2 (54) СНОСОВ ТУШЕНИЯ МНОГООЧАГОВОГО

ЭНДОГЕННОГО ПОЖАРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной пром-сти. Цель изобретения — повышение эффективности и безопасности тушения пожара. Выявляют явные и скрытые трещины выхода продуктов горения на земную поверхность. Устанавливают пределы границ аномальных т-рных проявлений очага пожара на дневной поверхности. Определяют т-рные изменения по глубине по изотермам на

1518539

4 поверхности. Бурят скважины (С) по контуру изотермы т-рной аномалии на поверхности до глубины критической т-ры массива. Перед введением зарядов взрывчатого вещества закачивают жидкий азот в забойную часть

С, заряжают С забивкой глиной. Устья всех С и вмещающее их пространство на глубину разрыхленных пород и наносов насыщают жидкой фазой антипирогена с последующим промораживанием площади жидким азотом до формирования монолитной плиты. Затем на глубине перемешают и уплотняют нагретые массы угольных скоплений, вмещающих пород и объема закаченного в выгоревшие пустоты антипирогена серией взрывов по контуру очага пожара.

Устр-во для осуществления данного

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для локализации и тушения эндогенных пожаров, возникших в угольных шахтах.

Цель изобретения — повышение эффективности .и безопасности процесса тушения пожара.

На фиг; 1 приведены график температуры пород по данным приповерхностной термометрической съемки и граничная изотерма температурной аномалии данного участка; на фиг. 2 — схема пожарного участка; на фиг. 3 — устройство для осуществления способа, общий вид, с технологической схемой применения; на фиг. 4 — передняя опорная балка с секторами труб вращения и поворотными блоками.

Устройство для осуществления способа содержит герметизирующий пластырь 1, выполненный в виде поддона с плоским днищем, состоящего из двух отсеков 2 и 3, разделенных перегородкой 4, с установленным на нем лебедкой 5 с тяговым канатом б, комплек.сное приспособление в виде буровой установки 7, подвижно закрепленной на опорной плите 8 направляющего патрубка 9, переднюю опорную балку, состоящую из секторов 10 труб вращения, крепежных опор 11 и поворотных блоков 12. При этом поддон пластыря от направляющего патрубка 9 в напспособа содержит поддон с плоским днищем, откидным бортом 13, направляющим патрубком 9 с опорной плиЭ той 8 опорами перемещения на вынос- ных осях. Устр-во имеет систему блоков с опорной балкой, закрепленную подвижно на поддоне, лебедку 5 с тяговым выносным канатом б. Устр-во также имеет комплексное приспособление для бурения, обсадки, заряжания и замораживания С, выполненное в виде буровой установки вертикального бурения, При помощи последней проводят техпроцесс по усилению герметизации забойки скважин и обеспечивают бурение коротких скважин и шпуров по кругу и под углом с пропиткой их водой и подачей жидкого азо20 та. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил. равлении к заднему откидному борту . 13 имеет сквозной канал 14 П-образного профиля для схода пластыря с обсадной трубы скважины при его перемещении.

Для перемещения пластыря по поверхности аварийного участка он снабжен выносными опорами (не показаны), которые закрепляют в каналы труб 15.

На технологической схеме обозначены обсадная труба 16, скважина 17, пробуренная для вскрытия трещин 18 выхода нагретых пожарных газов иэ

40 очага 19 пожара, соединительное колено 20, магистральный трубопровод

21 подачи антипирогена в выгоревшие полости 22 угольного пласта 23, скважины 24, пробуренные по данным

45 построенной граничной изотермы 25 температурной аномалии, графическая кривая 26 температур приповерхностной термической съемки по данным показаний температурных профилей 27 на конкретном участке, слой наносов

28, патроны 29 взрывчатого вещества (ВВ), глиняная забойка 30, устья 31 скважин, промороженных смесью жидкого антипирогена (воды) и жидкого

55 азота, и промороженный участок (плита) 32 поверхности аварийного участка.

Способ осуществляют следующим об. разом.

8539

5 151

По результатам проведенной приповерхностной термометрической съемки строят графическую кривую 26 и иэотерму 25 температурной аномалии.

Для вскрытия трещин выхода горящих продуктов горения угля с целью их использования в качестве каналов нагнетания антипирогена необходимо бурение скважин. Однако на аварийном участке возможны провалы буровой техники и средств ее транспортирования в выгоревшие полости, С целью обеспечения безопасноети производства работ буровая установка 7 смонтирована на мобильном герметизируюшем пластыре 1, посредством лебедки 5, тягового каната и системы блоков 10,12 которого последний транспортируется по аварийному участку и устанавливается в заданной точке пика температурной аномалии. Направляющий патрубок 9 ориентируют на координату максимума температурной аномалии, бурят скважину 17 до вскрытия основной трещины 18 выхода горячих продуктов горения угля, обсаживают ее трубой 16, к фланцу которой посредством соединительного колена 20 подсоединяют магистральный трубопровод 21, и производят нагнетание антипирогена объемного пожаротушения, например вспененной глинистой пульпы.

После заполнения выгоревших полостей 22 и выходных трещин 18 антипирогеном обсадную трубу 16 закрывают заглушкой.

Для обеспечения последующих операций на поверхности аварийного участка наносят точки граничной изотермы температурной аномалии. Граничная изотерма задается по температурам графических кривых 26, после которых (температур) наблюдается явный рост образующих ее (кривых графика) к максимуму.

После нанесения на местность координат для бурения скважин мобильный пластырь перемещают на ближайшую иэ них. Бурение каждой из скважин (в количестве, необходимом для создания взрывной волны, обеспечивающей разрушение (выброс) вмещающих пород в сторону выгоревших полостей с целью обеспечения смешивания и теплосъема) проводят до глубины критических температур (до выхода скважины в пространство выгоревших полос!

О

55 тей и трещин, заполненных горячими продуктами горения угля), исключающей опасность заряжания ВВ в скважину.

Можно использовать различные методы определения глубины бурения скважин, например метод решения обратных задач, применяемый в геофизике при наличии данных по температурной аномалии. На практике можно воспользоваться следующим.

Глубина залегания угольного пласта известна. Если исходить из того, что прогрев окружаю1..чх пор д от трещин пустот, заполненных горячими продуктами горения, во все стороны распространяется с одинаковой интенсивностью, следовательно, температура, зарегистрированная замерами в пике температурной аномалии, должна соответствовать этой температуре на глубине, отстоящей от скрытой трещины на расстоянии, равном длине скважины (ah), пробуренной на вскрытие скрытой трещины в максимуме температурного проявления данного участка. Следовательно, бурить скважины можно до температуры максимума температурного проявления. Координата перебуривания определяется на практике исходя из конкретной температурной аномалии и длины скважины (ah) на вскрытие скрытой трещины.

Донные части всех пробуренных в околопожарный участок скважин пропитывают жидким азотом, снижающим их температуру до комфортной. При этом резервуар жидкого азота транспортируют к месту производства работ лебедкой 5 с мобильного пластыря 1. Подачу жидкого азота производят по буровым штангам или специальному металлорукаву. После заряжания патронов ВВ свободный объем скважин заполняют забойкой .из глины через специальную штангу буровой установки. Устья всех скважин и вмещающее их пространство наносов и разрыхленных пород пропитывают подачей жидкой фазы (воды) с промораживанием и подачей жидкого азота до намораживания опорной плиты, Профипактические работы по укреплению забойки обеспечивают надежность уплотнения скваИ жин, исключающее возможность вьпппуривания" заряда ВВ при производстве взрыва.

Технологический процесс по уси- лению герметизации забойки скважин

1518539 проводят при помощи буровой установки, обеспечивающей бурение коротких, скважин по кругу и под углом с пропиткой их водой и подачей жидкого

Ц азота. После проведения подготовительных операций дистанционно производят взрыв пород около пожарного участка. При этом достигается охлаждение нагретых масс угля и поI, род на запожаренном участке за счет перемешивания их с взорванными породами и эакаченным антипирогеном (хладагентом), обеспечивается уплот-! нение вмещающих пород, трещин, пустот, снижающее подсосы воз,цуха в пожарный участок.

В условиях, когда глубина критических температур температурной ано-малии находится на незначительной глубине, рационально бурить скважины под углом непосредственно с мобильного пластыря 1 с обсадкой устья трубами и их закреплением смесью во-. ды и жидкого азота. После подготовки буровую установку 7 посредством лебедки 5 и тягового каната 6 снимают с мобильного пластыря и транспортируют за пределы аварийного участка. После этого пластырь гермети.U эируют и заполняют водой для созда— ния массы экрана взрывной волны., 1©ормулаиз об 1=.:тения

1. Способ тушения мнс -оочагового ! эндогенного пожара, включающий выявление явных и скрытых трещин выхода продуктов горения на земную поверхность, установление пределов "pa4О ниц аномальных температурных проявлений очага пожара на дневной поверхности, определение температурных изменений по глубине и изотерм на поверхности, вскрытие трещин в

4 ."ъ точках аномальных температурных про:явлений буровыми скважинами„ нагнетание по скважинам в активные центра пожара антипирогена объемного пожаротушения, введение в трещины зарядов взрывчатого вещества и прбведение направленного сотрясательного взрыва, о т л и ч а. ю щ z и с я ,тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности процесса тушения пожара, бурение скважин производят по контуру иэотермы температурной аномалии на поверхности до глубины критической температуры массива, а перед введением зарядов взрывчатого вещества производят закачку жидкого азота в забойную часть скважины, при этом скважины заряжают с забивкой глиной, при этом устья всех скважин и вмещающее их пространство на глубину разрыхленных пород и наносов насыщают жидкой фазой антипирогена с последующим промораживанием площади жидким азотом до формирования монолитной плиты, затем производят глубинное перемешиьание и уплотнение нагретых масс угольных скоплений, вмещающих пород и объема закаченного в выгоревшие пустоты антипирогена серией взрывов по контуру очага пожара.

2. Устройство для тушения многоочагового эндогенного пожара, включающее поддон с плоским днищем, откидным задним бортом, направляющим патрубком с опорной плитой, опорами перемещения на выносных осях, систему блоков с опорной балкой и закрепленную подвижно на поддоне лебедку с тяговым выносным канатом, о т л и— ч а.ю m e е с я тем, что устройство снабжено комплексным приспособлением для бурения, обсадки, заряжания и замораживания скважин, подвижно закрепленным на опорной плите направляющего патрубка поддона, а днище под" дона под опорной плитой патрубка выполнено со сквозным каналом П-образного профиля для схода пластыря с обсадной трубы скважины при его перемещении, при этом опорная балка выполнена в виде звеньев труб, расположенных по дуге относительно тяговой леоедки с возможностью вращения, а задний борт со стороны буровой установки выполнен откидным, 3, Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что комплексное приспособление выполнено в виде оуровой установки вертикального бурения с

1518539 г7

1б

Редактор А. Огар

Заказ 6584/39 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

27. г7

Составитель И. Федяева

Техред Л. Сердюкова Корректор В. Гирняк