Способ предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве шахт

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение эффективности предупреждения пожаров за счет интенсификации процесса выделения инертных газов при разложении антипирогена в начальной стадии нагревания угля. Смесь диаммоний фосфата с бикарбонатом натрия в соотношу ии 11.3 оставляют в определенном месте выработанного пространства и подводят к этому месту трубопровод или бурят скважину. Пожароопасность выработанного пространства контролируют по содержанию СО в пробах или по изменению т-ры. При появлении признаков самонагревания угля в выработанном пространстве по трубопроводу в смесь подают воду 9-9,5% от сухой массы. При использовании данного способа исключаются затраты на бурение скважин и заполнение их. а также повышается эффективность профилактики, особенно в начальной стадии развития пожара, за счет интенсификации процесса инертизации среды. 2 ил., 1 табл. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,.:: —::.:::.",." ::::;-

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йаНСОз+ НгО: — COz + НгО+ NaOH

НСОз + HzO - — — -- НгСОз + ОН (НН4рНРО4+2йаОН . - — NazHP04-l2NH+

+2НгО (21) 4619617/03 (22) 13.12.88 (46) 07.04.91. Бюл, ¹ 13 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) В.Б.Попов, В.А,Болдин, Л.П.Белавенцев, С.П,Ворошилов, Н.М.Недосекина, В.И,Черемнов, Г.И.Кудрявцев, Н.П.Троян, Э.M,Êóçüìåíêîâ и В.А.Топильский (53) 622,817 (088.8) (56) Линденау Н,И, и др. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах. — М.: Недра, 1977, с.220 †2.

Авторское свидетельство СССР

N 976080, кл. Е 21 F 5/00, 1981. (54) СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ В ВЫРАБОТАННОМ

ПРОСТРАНСТВЕ ШАХТ (57) Изобретение относится к горному делу.

Изобретение относится к горному делу, а именно к профилактике эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующих .и отработанных выемочных полей шахт на пластах угля, склонного к самовозгоранию, разрабатываемых, в основном, системами с полным обрушением кровли.

Цель изобретения — повышение эффективности предупреждения пожаров за счет интенсификации процесса выделения инертных газов при разложении антипирогена в начальной стадии нагревания угля, Способ осуществляют следующим образом.

Смесь диаммоний фосфата с бикарбонатом натрия в соотношеии 1:1,3 оставляют в определенном месте выработанного ïðî„„Я ÄÄ 1640442 А1

Цель изобретения — повышение эффективности предупреждения пожаров за счет интенсификации процесса выделения инертных газов при разложении антипирогена в начальной стадии нагревания угля, Смесь диаммоний фосфата с бикарбонатом натрия в соотноше е ии 1:1.3 оставляют в определенном месте выработанного пространства и подводят к этому месту трубопровод или бурят скважину. Пожароопасность выработанного пространства контролируют llo содержанию СО s пробах или по изменению т-ры. При появлении признаков самонагревания угля в выработанном пространстве по трубопроводу в смесь подают воду 9-9,5% от сухой массы. При использовании данного способа исключаются затраты на бурение скважин и заполнение их, а также повышается эффективность профилактики, особенно в начальной стадии развития пожара, за счет интенсификации процесса инертизации среды. 2 ил., 1 табл. странства и подводят к этому месту трубопровод или бурят скважину. Пожароопасность выработанного пространства контролируют известными способами, например по содержанию СО в пробах или по изменению температуры. При появлении признаков самонагревания угля в выработанном пространстве (превышение фоновой температуры на 2-3 С, появление СО и т.д.) по трубопроводу в смесь подают воду в количестве 9 — 9,5% от сухой массы и начинается реакция гидролиза

1640442

Реакция может проходить при нормальной температуре (11 — 17 С), причем вода участия в ней не принимает, а является средой. В результате гидролиза из 1 кг смеси выделяется 0,3М С02 и ИНз, которые вытесз няют кислород, инертизируют атмосферу выработанного пространства и образуют на поверхности угля химические соединения, тем самым снижая его способность к окислению. Воды может быть подано меньше

9 — 9,5, при этом начальная стадия реакции гидролиза будет протекать медленнее, но затем, за счет выделения собственной воды, скорость возрастает. Без реакции гидролиза данный состав не обеспечивает повышения эффективности предупреждения пожаров, так как при температуре до 50 С диаммоний фосфат практически не разлагается, а бикарбонат натрия разлагается с выделением всего 0.13 м /кг СО2.

Соотношение компонентов в смеси 1:1,3 выбрано из условия полного участия их B реакции гидролиэа. В противном случае или диаммоний фосфат, или бикарбонат натрия оказываются в избытке, что подтверждается таблицей, где представлено газовыделение 1 кг предлагаемого состава на основе диаммоний фосфата и бикарбоната натрия.

На фиг.1 показана схема, поясняющая предлагаемый способ при отработке пласта длинными столбами по простирднию; HB фиг.2 — то же, при отработке щитовых столбов.

Пример 1. Пласт угля мощностью 2 м с углом падения 12О, имеющий геологическое нарушение 1, отрабатывается механизированными комплексами системой разработки пласта длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли, Проветривание очистного забоя осуществляется путем подачи свежего воздуха по конвейерному штреку 2 и подсвежающей струи по вентиляционному штреку 3. Исходящая струя отводится по стойкам 4 на дренажный штрек 5. Пожароопасными являются зона 6 в районе геологического нарушения 1 и целик 7 между дренажным штреком 5 и выработанным пространством

8.

При выемке угля в указанных зонах (вдоль нарушения и целика) на почве в выработанном пространстве оставляют порошковую смесь диаммоний фосфата и бикарбоната натрия при соотношении компонентов 1;1,3 в количестве, достаточном для инертизации среды в пожароопасной зоне. Например, для обработки зоны 6 в районе геологического нарушения 1 количество антипирогена (в килограммах) определяется из выражения М=I Ь h 0,3 0,3, где! = 110 м — длина нарушения в выработанном пространстве отрабатываемого столба;

b=4 м.— ширина пожароопасной зоны;

5 h = 3 m=6 м — высота зоны обрушения;

0,3 — коэффициент пустотности выработанного пространства:

0,3 м /кг — количество инертных газов, выделяющихся из 1 кг антипирогена.

10 M = 2640 кг, Для получения среды с содержанием

10 кислорода достаточно израсходовать

1320 кг смеси, в которой содержится 574 кг диаммоний фосфата и 746 кг бикарбоната

15 нат рия, Развод воды на выемочном участке производится с помощью трубопровода 9, проложенного по дренажному штреку, и его отростков 10 и 11, выведенных через стойки

20 4 в пожароопасные зоны. Контроль пожароопасности в выработанном пространстве осуществляют путем забора проб воздуха из-за перемычек и по датчикам нагрева, оставленным в пожароопасных зонах.

25 При появлении признаков самонагревания, например по датчикам в зоне 6, в выработанное пространство по трубопроводу 10 подают воду, например из расчета 9,9,5 от сухой массы антипирогена, и в пожароопас30 ной зоне начинается процесс гидролиэа, сопровождающийся выделением 396 м инертных газов (аммиак и углекислый газ).

В результате этого происходит вытеснение кислорода и в пожароопасной зоне создает35 ся инертная среда с содержанием кислорода менее 10%. Образовавшиеся инертные газы сорбируются на поверхности угля, образуя химические соединения, тем самым снижая его способность к окислению.

40 Пример 2. Пласт угля вынимаемой мощностью 6 м с углом падения 75 отрабатывается щитами на высоту 90 м. Обьем выработанного пространства при длине щита 24 м составляет 12960 м . Наибольшую з

45 пожароопасность B действующем щитовом столбе представляет разрушенный уголь в зоне 12 над щитовым перекрытием 13. При монтаже щита на его перекрытие укладывают смесь антипирогена, состоящую из диам50 мония фосфата и бикарбоната натрия в соотношении по масса 1:1,3. Количество смеси выбирается, исходя из необходимости инертизации всего объема выработанного пространства. При коэффициенте

55 пустотности 0,3 и содержании кислорода в инертной среде не более 10 необходимо получить 1944 м инертных газов,.для чего потребуется 6480 кг антипирогена, в том числе 2818 кг диаммония фосфата и 3662 кг бикарбоната натрия.

1640442

Контроль пожароопасности проводят путем забора проб воздуха из-за перемычек. При появлении признаков самонагревания в выработанное пространство щитового столба по трубопроводу 14 подают воду для начала реакции гидролиза. Выделившиеся инертные газы заполняют выработанное пространство над щитом, и за счет дезактивации угольной массы процесс окисления затормаживается и самовозгорания не происходит.

Для профилактики отработанного щитового столба смесь располагают в участке откаточного штрека 15 до изоляции его перемычками, а после изоляции по трубопроводу 16 подают воду и инертизируют атмосферу отработанного столба.

При применении предлагаемого способа предупреждения эндогенных пожаров исключаются затраты на бурение скважин и их заполнение, повышается эффективность профилактики, особенно в начальной стадии развития пожара за счет интенсификации процесса инертизации среды, появляется возможность оперативного управления процессом профилактики, т.е, задавать скорость и сроки разложения антипирогена за счет подачи разного коли5 чества воды в зависимости от интенсивности процесса самоокисления.

Формула изобретения

Способ предупреждения эндогенных

10 пожаров в выработанном пространстве шахт, включающий обработку порошковыми антипирогенами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности предупреждения пожаров за счет интенси15 фикации процесса выделения инертных газов при разложении антипирогена в начальной стадии нагревания угля, в качестве антипирогена используют смесь диаммоний фосфата с бикарбонатом натрия в

20 соотношении 1:1.3, при этом осуществляют контроль пожароопасности и при появлении признаков самонагревания в выработанное пространство в места нахождения антипирогена подают воду.

1640442

I

Составитель И.Федяева ..Ъ, Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н,Тупица

3 1008 Тираж 300 аказ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям р осу . тиям и и ГКНТ СССР

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

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