Способ предотвращения взрывов рудничной атмосферы в шахтах при взрывных работах

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (Л

С! Ор

| К )

О

:(л) О ) (л) (21) 4892838/03 (22) 20.12.90 (46) 15.01.93. Бюл. № 2 (71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Н. М, Стоян. А, И. Буханцов и А. И. Сусло (73) Производственное объединение по добыче угля "Макеевуголь" (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 783482, кл, Е 21 F 5/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 796461, кл. Е 21 F 5/00, 1979.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам, предотвращающим взрыв газо- и пылевоздушных смесей при проведении горных выработок буровзрывным способом.

Известен способ предотвращения воспламенения взрывоопасной атмосферы при ведении взрывных работ в шахтах, опасных по газу и пыли, согласно которому эластичную оболочку, заполненную инертным газом под избыточным давлением, размещают в onep<:.æàþùåé забой полости.

В результате взрывных работ оболочка разрушается и инертный газ поступает в призэбойное пространство. обеспечивая его флегматизацию (1).

Основным недостатком известного способа является то, что количесгво инертного газа ограничено объемом опережающей забой полости. Кроме того, призабойное пространство вырабо ки до взрывания по забою не флегматизируется. Известный

„„. Ы„„1789030 А3 (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВОВ РУДНИЧНОЙ АТМОСФЕРЫ В ШАХТАХ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ (57) Использование: профилактика взрывов пылевоздушных и газовоздушных смесей при проведении горнь:х выработок буровзрывным способом. Сущность изобретения; по вентиляционному трубопроводу в выработку подают сжиженный газ до и после взрывания шпуровых зарядов. Перед заполнением трубопровода сжиженным газом уменьшают подачу воздуха в выработку. Количество подаваемого сжиженного газа определяют из математического выражения. способ предназначен для использования в забоях с раздельной выемкой угля и породы.

Известен способ предотвращения воспламенения взрывоопасной атмосферы при взрывных работах в шахтах, который предполагает размещение на почве выработки, между перемычкой и забоем тупиковой выработки инертного агента, который служит для вытеснения рудничной атмосферы из изолированного пространства (2).

Основные недостатки известного способа, определенного в качестве прототипа, следующие: — дейсгвие инертной среды практически равно 10-15 мс, т.е.. при взрывании взрывчатых веществ (ВВ) перемычка мгновенно разрушаегся и происходит нару- шение баланса системы "кислород-азот-метан", что не исключает возможность взрыва рудничной атмосферы выгорающими частицами ВВ. Известно, что при взрывании горная масса разлетается на расстояние до 10 м и при контакте с металлическими предме1789030 тами (крепь, рельсовый путь и т.д.) возможно появление искры, достаточной для возбуждения взрыва. Максимальное выделение метана из забоя происходит через 0,5 — 4,0 мин после взрывания, а вероят- 5 ность взрыва рудничной атмосферы наиболее высокая у призабойного пространства, Следовательно, наличие инертной среды должно быть не менее 4,0 мин как у призабойной зоны, так и на расстоянии 10 10 м от забоя. Не обеспечивается стабильность действия инертной среды как в процессе, так и после взрывания, В момент взрыва перемычка разрушается и часть атмосферы взрывной волной оттесняется от забоя, По- 15 ступающий из вентиляционного трубопровода воздух в количестве 3-5 м /с

3 разбавляет инертную среду и через 1-3 с после взрыва у призабойной зоны ее не остается, т,е„поступающие 10 — 15 м возду- 20 з ха нарушают баланс системы "кислородазот-метан".

Целью изобретения является повышение безопасности ведения взрывных работ в шахтах за счет обеспечения поддержания инертной среды заданное время, Поставленная цель достигается тем, что в способе предотвращения взрывов рудничной атмосферы в шахтах при взрывных работах, включающем подачу сжиженного газа в выработку и создание инертной среды до и после взрывания шпуровых зарядов, подачу сжиженного газа осуществляют по вентиляционному трубопроводу, причем перед заполнением последнего сжиженным газом, уменьшают подачу воздуха в выработку, а количество сжиженного газа определяют из следующего математического выражения:

m-Qn K К1 t, тде m — количество сжиженного газа, м; з.

Q -количество воздуха, поступающего в выработку, согласно паспорту проветривания, м /мин;

К вЂ” коэффициент изменения режима проветривания;

К1 — коэффициент, учитывающий используемый сжиженный газ:

t — время инертизации призабойного пространства выработки, мин

Способ осуществляют следующим образом.

Для исключения возможности воспламенения и взрыва газовоздушной смеси необходимо, чтобы содержание кислорода в выработке было менее 13 / (по объему), Исходя из этого, массу сжиженного инертного газа, которым заполняют вентиляционный трубопровод, определяют из соотношения

m=K1Q t, 25

55 где m — масса сжиженного инертного газа, кГ;

K> — коэффициент, учитывающий используемый инертный газ;

Q — количество воздуха, поступающего в выработку, после уменьшения подачи. м /мин;

t — время инертизации призабойного пространства выработки, мин.

Количество воздуха, поступающего в выработку, после уменьшения его подачи, определяют из соотношения;

Q=K Qn, где Q< — количество воздуха, поступающего в выработку, согласно паспорту проветривания, м /мин;

К вЂ” коэффициент изменения режима проветривания, Экспериментально установлено, что коэффициент К зависит от площади поперечного сечения выработки и количества воздуха, поступающего в выработку, согласно паспорту проветривания: чем больше эти величины, тем меньше коэффициент К. При количестве воздуха (Q<), поступающего в выработку, более 200-300 м /мин и сечении выработки более 8,0 мг, коэффициент К принимают равным 0,15-0,10. Если количество воздуха менее 200 м /мин и сечение выраз ботки менее 8,0 м — К принимают равным

0,15 — 0,20, Затем определяют длину трубопровода, на которой необходимо инертизировать воздух

Vs+Vs

S где ) — длина трубопровода. м;

V8 — объем воздуха. поступающего в выработку по вентиляционному трубопроводу после изменения режима проветривания. м /мин ч,=Q t, где t — время инертизации призабойного пространства, равное 4,5 мин. Оно определяется как суммарное время инертизации призабойного пространства до взрывания

11=0,5 мин и инертизации после взрывания

tz=4,0 мин;

% — объем газообразного инертного вещества, мз;

S — сечение трубопровода. м . г

После определения длины трубопровода, для уменьшения подачи воздуха, перекрывают всас вентилятора, Затем в трубопровод заливают сжиженный гэз. Через время t взрывают ВВ. Задвижку с вентилятора снимают через время, равное времени работы вентилятора до взрывания и времени движениФ инертной смеси по

1789030

Формула изобретения

Способ предотвращения взрывов рудничной атмосферы в шахтах при взрывных работах, включающий подачу сжиженного газа в выработку и создание инертной среды до и после взрывания шпуровых зарядов, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности ведения взрыв25

35

45

Составитель Н.Стоян

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Заказ 86 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, yn,Ãàãàðèíà, 101 вентиляционному трубопроводу после взрывания.

В качестве инертного газа можно использовать азот, углекислый газ, аргон и т.п.

При этом коэффициент. учитывающий используемый инертный газ, для азота К1=0,9, для аргона К1= 1,4, для углекислого газа

К1=1,6.

Использование способа позволит исключить взрывы атмосферы в шахтах при ведении взрывных работ. ных работ в шахтах путем обеспечения поддержания инертной среды в течение заданного времени, подачи сжиженного газа осуществляют по вентиляционному трубоп5 роводу, причем перед заполнением последнего сжиженным газом уменьшают подачу воздуха в выработку, а количество сжиженного газа определяют из следующего математического выражения:

10 m=K K> Оп-т, где m — количество сжиженного газа, м; з, Q — количество воздуха, поступающего в выработку, согласно паспорту проветривания, м /мин;

15 К вЂ” коэффициент изменения режима проветривания;

К1 — коэффициент, учитывающий используемый сжиженный газ; t — время инертизации призабойного

20 пространства. мин.