Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции аварийных участков в шахтах. Сущность изобретения: для повышения прочности и герметичности изолирующего сооружения, снижения материальных и трудовых затрат на производство работ при изоляции. Технологическая схема способа предлагает бурение в аварийную выработку скважин, через обсадные трубы которой возводят из эластичных элементов барьерную перемычку, которую промораживают путем введения в тело перемычки замораживающей перфорированной колонки и подачи по скважине вязкодисперсной пульпы, а по подающей оребренной штанге низкотемпературной криогенной аэрозоли. Использование изобретения обеспечивает повышение эффективности работы по изоляции аварийных участков через скважины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при изоляции аварийных участков в труднодоступных местах.

Известно устройство для изоляции подготовительных выработок шахт, включающее возводимую на пути движения пожара изолирующую перемычку, выполненную в виде надувной буферной стенки с размещенными перед ней эластичными емкостями [1] Недостаток известного технического решения в том, что его невозможно использовать для образования перемычки в труднодоступных местах горных выработок, осложненных опасностью взрыва и высокой температурой.

Известен также способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий возведение опалубки в горной выработке на пути движения пожара и дистанционную подачу заполнителя во внутриопалубочное пространство. При этом опалубка выполнена эластичной из воздухопроницаемой ткани, а наполнитель в нее подают через скважину [2] Недостаток известного способа в том, что реализующие его технические средства работают в ждущем режиме, т.е. необходимо заранее готовить горную выработку к ее последующей возможной аварийной изоляции с проведением большого предварительного объема работ по устройству ниши, монтажу крепежных труб, опорных рам и т.д. Кроме того, известные способы не обеспечивают надежной изоляции аварийной горной выработки, особенно в труднодоступных местах, т. к. в период ожидания они могут быть случайно выведены из строя в процессе угледобычных работ или за счет просадок вмещающих пород во время горных ударов и технологических взрывов.

Цель изобретения повышение надежности изоляции аварийных горных выработок в труднодоступных местах за счет обеспечения герметичности и прочности дистанционно возводимой перемычки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающем бурение скважины и возведение на пути движения пожара изолирующей перемычки посредством установки в горной выработке эластичной опалубки с последующим заполнением ее через скважину наполнителем, согласно изобретению опалубку выполняют в виде звеньев из соединенных между собой матерчатых оболочек, которые подают в горную выработку через скважину и осуществляют заполнение их в горной выработке наполнителем последовательно одна за другой с возможностью одновременной самоукладки звеньев опалубки в бурт. Затем полученный таким образом бурт тампонируют орошением через скважину вязкодисперсной пульпой и подвергают замораживанию криогенной жидкостью путем введения в бурт через скважину перфорированной замораживающей колонки. При этом вязкодисперсную пульпу предварительно охлаждают в скважине путем теплообмена с криогенной жидкостью, подводимой к замораживающей колонке через выполненную с оребрением штангу.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить положительный эффект за счет более надежной изоляции пожарного участка в труднодоступных из-за высокой температуры, задымленности и опасности взрывов в местах горных выработок. Дистанционное возведение барьерной перемычки через скважину, с ее тампонированием и омоноличиванием посредством замораживания, дает возможность поставить прочный предварительный заслон на пути распространения пожара. Указанная перемычка снижает недоступность запожаренного участка и обеспечивает необходимую начальную защиту для проведения дальнейших мероприятий по локализации и тушению очагов возгораний или спасению людей, застигнутых аварией в шахте.

На фиг.1 показаны соединенные в звенья матерчатые оболочки опалубки; на фиг.2 буртовой навал перемычки, образованной в горной выработке заполненными наполнителем оболочками опалубки.

Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке включает в себя воздействие перемычки в горной выработке 1 через пробуренную с поверхности или из смежной выработки скважину 2, обсаженную трубой 3. Опалубка перемычки выполнена из матерчатых оболочек 4, соединенных последовательно в звенья. Для омоноличивания буртового навала перемычки используют выполненную с отверстиями 5 и щелевыми каналами 6 замораживающую колонку 7 с забурником 8. Колонка 7 соединена с оребренной полой штангой 9 посредством замкового устройства 10. Тампонаж пустот 11, имеющихся между уложенными в бурт звеньями опалубки, осуществляют вязкодисперсной пульпой, например глинистым раствором.

Способ осуществляют следующим образом.

При возникновении подземного пожара в горную выработку 1, в которую невозможно непосредственно проникнуть из-за высокой температуры и опасности повторных взрывов, бурят скважину 2 с последующей ее обсадкой трубами 3. В случае необходимости для более точной ориентации скважины может быть применено направленное бурение с использованием специнструмента. Затем посредством специального снаряда (не показан) через скважину 2 в горную выработку 1 подают опалубку, выполненную из последовательно соединенных в звенья матерчатых оболочек 4. При этом звенья опалубки на выходе из снаряда в горную выработку 1 последовательно друг за другом заполняются каким-либо наполнителем, например пульпообразной смесью гипса и золы-уноса. По мере заполнения оболочек 4 наполнителем они утяжеляются и укладываются на почву горной выработки 1. При этом каждая предыдущая оболочка, наполняясь, вытягивает из снаряда последующую, звено за звеном. Наполненные звенья опалубки самоукладываются друг на друга, образуя буртовой навал, перегораживающий в сечении горную выработку 1. Для обеспечения наращивания буртового навала перемычки при большом сечении горной выработки 1 осуществляют циклическую подачу снаряда, с периодическим подъемом его на поверхность и дозаправкой очередной опалубкой. Подачу наполнителя осуществляют через полую штангу 9. После образования перемычки штангу 9 вынимают из скважины 2 на поверхность, отсоединяют от нее снаряд и при помощи замкового устройства 10 подсоединяют перфорированную замораживающую колонку 7 с имеющимся на конце забурником 8. Затем штангу 9 опускают в скважину 2 и забуривают колонку 7 в буртовой навал перемычки до почвы выработки 1. После этого в скважину 2 подают вязкодисперсную пульпу, например глинистый раствор, которая, орошая буртовый навал перемычки, проникает в пустоты 11 и тампонирует их. Одновременно в штангу 9 нагнетают криогенную жидкость, например жидкий азот. За счет выполнения на штанге 9 оребрений происходит интенсивный теплообмен криогенной жидкости с вязкодисперсной пульпой в стволе скважины 2. Частично газифицированный жидкий азот через отверстия 5 и щелевые каналы 6 внедряется в тело перемычки и замораживает ее. При этом образуется прочное льдопородное ограждение, омоноличенное боковыми породами горной выработки 1. Образующийся в процессе замораживания газообразный азот выводится из тела перемычки или при добавлении в тампонированную пульпу 2-3%-ного раствора пенообразователя может быть частично связан в пузырьках вспененной тампонирующей вязкодисперсной суспензии.

Предложенне техническое решение позволяет повысить эффективность борьбы с пожарами при производстве работ по изоляции аварийных участков в труднодоступных местах шахт.

Формула изобретения

1. Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий бурение скважины и возведение на пути движения пожара изолирующей перемычки посредством установки в горной выработке эластичной опалубки с последующим заполнением ее через скважину наполнителем, отличающийся тем, что опалубку выполняют в виде звеньев из соединенных между собой матерчатых оболочек, подают их в горную выработку через скважину и осуществляют заполнение их в горной выработке наполнителем последовательно одна за другой с возможностью одновременной самоукладки звеньев опалубки в бурт, который затем тампонируют орошением через скважину вязкодисперсной пульпой и подвергают замораживанию криогенной жидкостью путем введения в бурт через скважину перфорированной замораживающей колонки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вязкодисперсную пульпу предварительно охлаждают в скважине путем теплообмена с криогенной жидкостью, подводимой к замораживающей колонке через выполненную с оребрением штангу.

РИСУНКИ

Рисунок 1