Способ тушения очагов подземных пожаров

 

Использование: в угольных шахтах при борьбе с эндогенными пожарами, возникшими в выработанном пространстве. В местах технологических потерь угля устраивают емкости-барботеры с профилактическими смесями и встроенными пирогенераторами ингибирующей аэрозоли с датчиком дистанционного пуска системы на объемную обработку участка самовозгорания. Контрольную скважину бурят по координате установки системы выносом маркшейдерской отметки на земную поверхность. Ингибирующую пенную аэрозоль подвергают полимеризации. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в угольных шахтах при борьбе с эндогенными пожарами, возникающими в выработанном пространстве.

Известен способ тушения очагов пожаров в угольных шахтах, включающий бурение скважин в выработанное пространство и нагнетание пены через центральную скважину с отсосом отработанных пожарных продуктов через скважины, расположенные по периметру выработанного пространства [1] Известен способ тушения очагов подземных пожаров, включающий бурение скважин в выработанное пространство в центр очага и по контуру очага пожара, подачу по скважинам газа и инертной пены с одновременным откачиванием пожарных газов [2] Недостатки известных способов в непроизводительных трудовых затратах на бурение серии заиловочных скважин (D=100-150 мм) и длительность профилактических работ. Кроме того определение точки очага пожара в выработанном пространстве вопрос весьма трудоемкий и неоднозначный, требуется наземная термометрическая съемка и бурение ряда разведочных контрольных скважин (при наличии уже действующего пожара).

Цель изобретения повышение эффективности тушения очагов самовозгорания угля за счет снижения материальных и трудовых затрат на производство профилактических работ.

Это достигается тем, что предлагаемые технологические приемы тушения самовозгорания угля в обработанной части пласта, преимущественно в местах технологических потерь угля, в процессе отработки пласта устраивают герметичные емкости-барботеры с компонентами профилактических смесей, соединяют их в систему потоков автономных генераторов ингибирующей аэрозоли с датчиком дистанционного их радиозапуска (или тепловой замок) на объемную обработку участка самовозгорания, а маркшейдерскую координату подземной установки профилактических средств выводят на поверхность для бурения контрольных скважин. При этом в качестве автономных генераторов ингибирующей аэрозоли применяют пиротехнические патроны, а для качественной профилактической обработки аварийного участка систему снабжают отрезками перфорированных труб, в отдельных случаях применяют техпроцесс полимеризации (отверждения) пенной аэрозоли.

Предложенная совокупность отличительных признаков технологического процесса по способу позволяет: исключить бурение ряда разведочных скважин для поиска очага пожара; исключить бурение серии рабочих профилактических скважин (D= 100-200 мм) для производства работ по объемной обработке (тушению) очага подземного пожара; не допустить активизации самовозгорания угля путем постоянного газового контроля за ходом инкубационного периода через контрольную скважину, а следовательно не допустить срыва работы действующего забоя; исключить трудоемкий процесс отсоса пожарных газов, так как обнаружение пожара выполняется на ранней ее стадии самовозгорания, а выхлопные газы генераторов огнетушащей аэрозоли связываются в полимеризованную пену (с введением в раствор пенообразователя добавок структурообразователя).

На фиг. 1 изображена технологическая схема для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 то же, при срабатывании системы подавления очага пожара.

Отработка угольного пласта, склонного к самовозгоранию, имеющего нарушения угольного пласта, связана с потерями, а следовательно, и с угрозой его самовозгорания в выработанном пространстве после инкубационного периода.

В целях недопущения выхода продуктов самовозгорания угля в действующие выработки (очистной забой) при прохождении нарушения угольного пласта требуется выполнить подготовку последующих (после обрушения кровли) профилактических мероприятий.

Для чего при проходке комплексом 1 нарушения 2 пласта исполнительным органом комбайна делается углубление для установки герметичной емкости-барботера 3 с профилактическим составом, например раствором пенообразователя. Посредством соединительных патрубков к емкос- ти-барботеру 3 в нижней ее части подсоединяют генераторы 4 ингибирующей аэрозоли, снабженные встроенными датчиками дистанционного радиозапуска (возможна установка температурных датчиков тепловых замков), а от верхней части емкости монтируют трубные отводы 5 и отрезки 6 перфорированных труб, которые укладывают в нижней части нарушения с заглублением под уголь и под место ожидаемого обрушения пачки угля 7. После монтажа системы на земную поверхность выносят маркшейдерскую отметку места установки системы для бурения контрольной скважины 8, а место установки системы, защищаемой от повреждения обрушенными породами, костровым устройством 9. Каждой мерке угля, склонного к самовозгоранию, присущи определенные сроки его инкубационного периода после обнажения. При подходе этого срока скважину 8 повторным бурением прочищают от сдавливания и обеспечивают постоянный газовый и температурный контроль в выработанном пространстве (в месте нарушения и установки профилактической системы).

При появлении признаков (по газовому анализу) предаварийной ситуации (ранняя стадия самовозгорания) пиротехнические генераторы 4 направленным импульсом запускают в работу. Газовые потоки генераторов, запуск которых посредством установленных замедлителей осуществляется, например, попарно и поочередно, попадают в емкость-барботер 3, проходя через слой раствора пенообразователя, образуют пену, которая выталкивается создавшимся избыточным давлением через трубные отводы 5 и перфорированные трубные отрезки 6 в выработанное пространство под обрушившуюся часть угля на заполнение окружающего выработанного пространства, обеспечивая профилактическую объемную его обработку.

Для долговременной консервации аварийного участка в раствор пенообразователя вводят структурообразователь для полимеризации (отверждения) пены. В этом случае на выходе из емкости-барботера 3 до перфорированных труб устанавливают генераторы без фильтров снижения температуры газовых потоков, обеспечивающих техпроцесс полимеризации.

П р и м е р. Экспериментальные исследования получения устойчивой высокодисперсной пенной аэрозоли ингибирующего действия для создания пенной пробки, в т. ч. полимеризованной, проводились с использованием пиротехнических огнетушащих генераторов типа "ВАТНИК", ГИСД, составы ГГУ, созданные институтом НИИПХ. Сравнительный анализ с фреоновой пеной на основе хладона 114В2 при тушении фронта пламени показал 4-5-кратное преимущество (по расходу и стоимости).

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность отработки угольного пласта, склонного к самовозгоранию, без останова очистного фронта на ликвидацию пожара.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТУШЕНИЯ ОЧАГОВ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ, включающий бурение скважин в выработанное пространство и контроль за ходом профилактических работ, отличающийся тем, что в местах технологических потерь угля отрабатываемого пласта устраивают емкость-барботер с компонентами профилактических смесей, соединяют ее в функциональную систему газовых потоков автономных генераторов ингибирующей аэрозоли с датчиком дистанционного запуска на объемную обработку участка самовозгорания, а маркшейдерскую координату (отметку) подземной установки профилактического средства выводят на поверхность для установления точки бурения контрольной скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве автономных генераторов ингибирующей аэрозоли используют пиротехнические патроны.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в пенную аэрозоль вводят структурообразователь для поляризации пены.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что к патрубкам для выхода пенной аэрозоли подсоединяют перфорированные отрезки труб, которые размещают под скопление потерь угля.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что пиротехнические генераторы снабжают замедлителями с различным сроком срабатывания при запуске.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2