Способ тушения очагов подземных пожаров

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в угольных шахтах при борьбе с эндогенными пожарами. Скважины бурят в целик угольного пласта. Располагают их с опережением выемки пласта угледобывающим комплексом. По индикатору определяют место выхода скважины. В нее устанавливают перфорированную трубу. Вокруг трубы устанавливают раскрепляющий костер с пеногенераторной сеткой в виде мешковины. Костер устанавливают с возможностью размещения внутри него перфорированной трубы. В скважину подают пенообразующий раствор. В буровую штангу закачивают сжатый инертный газ. Пена заполняет обрушенную горную массу и создает завесу. Повышается эффективность предупреждения и тушения пожаров. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в угольных шахтах при борьбе с эндогенными пожарами, возникающими в выработанном пространстве при отработке пожароопасных пластов.

Известен способ тушения пожаров, включающий подачу в запожаренный участок по раздельным трубопроводам компонентов на генерирование инертной пены, смешивание которых осуществляют в запожаренном участке (авт.свид. СССР N 1286790, кл. E 21 F 5/00, 1987) (1).

Известен также способ предупреждения эндогенных пожаров при разработке крутопадающих угольных пластов столбами по падению, включающий бурение ряда скважин и подачу по ним компонентов на генерирование пены в виде раствора пенообразования и газообразного азота с образованием пенной изоляционной полосы в выработанном пространстве (патент РФ N 2005193, кл. E 21 F 5/00, 1993) (2).

Недостаток известных способов заключается в том, что при смешивании пенообразующих компонентов непосредственно в обрушенном массиве выработанного пространства, т.е. без использования парогенераторных сеток, образующаяся в этом случае пена крайне неустойчива и имеет низкую кратность. Такая пена обладает высокой подвижностью, быстро распадается, стекает по уклону выработки и не образует надежной пенной изоляционной завесы на пути распространения пожарных газов.

Целью изобретения является повышение эффективности предупреждения и тушения эндогенных пожаров при отработке пожароопасных угольных пластов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе тушения очагов подземных пожаров бурят ряд скважин в целик угольного пласта до его почвы с опережением его выемки угледобывающим комплексом. При этом ряды скважин располагают по линии направления движения забоя, заполняют скважины на мощность пласта порошковым индикатором и после выемки угля место выхода каждой скважины в выработанном пространстве пласта, перед управлением кровли обрушением, оборудуют перфорированной трубой с закреплением ее на кровлю и почву пласта. Затем устанавливают раскрепляющий костер с возможностью внутри его перфорированной трубы. На поверхности костра закрепляют парогенераторную сетку, выполненную в виде мешковины. Опускают в скважину полную буровую штангу с размещением ее оконечного участка внутри перфорированной трубы и подают в скважину пенообразующий раствор, а в буровую штангу закачивают сжатый инертный газ. Костры со стороны угледобывающего комплекса могут быть покрыты воздухонепроницаемым материалом, а оконечный участок буровой штанги выполняют перфорированным. Кроме того, кровлю пласта, ограниченную костром, закрепляют анкерами.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить получение высокократной пены непосредственно в выработанном пространстве и создать надежную завесу на пути движения пожарных газов, не допустить активизацию самовозгорания угольных потерь в обрушенном массиве и производить его объемную пенную обработку. Порошковый индикатор дает возможность установить место выхода опережающей профилактической скважины.

На чертеже условно изображена технологическая схема осуществления способа, продольный разрез.

Технологическая схема включает в себя ряд скважин 1, пробуренных в целик пласта 2 в местах геологических нарушений или технологических потерь угля 3 и заполненных порошковым индикатором 4. Схема включает также угледобывающий комплекс 5, обсадные трубы 6 с патрубками 7 для подачи пенообразователя, полную буровую штангу 8 с перфорацией 9 на концевом участке, перфорированные трубы 10, анкеры 11, раскрепляющие костры 12, установленные в выработанном пространстве 13. Поверхность костров 12 покрывается пеногенераторной сеткой 14, а также защитным покрытием 15 из воздухонепроницаемого материала.

Способ реализуют следующим образом.

Отработка пожароопасного угольного пласта 2, имеющего геологические нарушения 3 или содержащего свиту нетехнологических угольных прослоек (не показана), связана с большими технологическими потерями угля и, следовательно, с повышенной опасностью его самовозгорания в выработанном пространстве 13 после завершения инкубационного периода. Для предупреждения самовозгорания угольных потерь или при тушении уже возникающего эндогенного пожара бурят ряд скважин 1 с опережением отработки угольного пласта 2 угледобывающим комплексом 5. Скважины 1 бурят с поверхности или из смежных горных выработок в целик угольного пласта 2 до его почвы и располагают их ряд по линии направления движения забоя. Осуществляют обсадку скважин 1 трубами 6, оставляя необсаженной ту часть скважины, которая проходит непосредственно по угольному массиву пласта 2. Эту часть скважин 1 на всю мощность пласта заполняют порошкообразным индикатором 4, в качестве которого может быть использована инертная пыль. При последующей выемке угля комплексом 6 появление инертной пыли в отбитом угле показывает место выхода скважины в пласт. Непосредственно за угледобывающем комплексом 5 в выработанном пространстве 13 на место выхода скважины устанавливают перфорированную трубу 10, закрепляют ее на почву и кровлю пласта и производят вокруг нее укрепление кровли анкерами 11. Затем устанавливают деревянный раскрепляющий сруб или костер 12, который может быть выложен также из кусков породы или других материалов. Костер 12 по поверхности обтягивают пеногенераторной сеткой 14, выполненной в виде мешковины. Для направленного генерирования пены сторону каждого костра 12, обращенную к комплексу 6, покрывают воздухонепроницаемым защитным покрытием 15, например из прорезиненной ткани. В скважину 1 опускают полую буровую штангу 8, оконечный участок которой может быть выполнен с перфорацией 9.

После герметизации скважины в нее через патрубок 7 подают пенообразующий глинистый раствор, в буровую штангу 8 сжатый инертный газ, например газообразный азот. При этом в выработанном пространстве 13 образуется высокократная минерализованная пена, которая после обрушения кровли пласта 2 заполняет поры и каналы обрушенного массива и препятствует быстрому окислению и самовозгоранию угольных потерь, а также исключает или значительно уменьшает депрессионные прососы воздуха, что значительно уменьшает опасность возникновения эндогенных пожаров.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность борьбы с подземными пожарами при отработке угольного пласта, склонного к самовозгоранию, без очистных работ, в т.ч. с использованием опережающих угольную выемку дегазационных скважин в местах возможного скопления газа метана.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 1286790, F 21 F 5/00, 1987.

2. Патент РФ N 2005193, F 21 F 5/00, 1993.

Формула изобретения

1. Способ тушения очагов подземных пожаров, включающий бурение ряда скважин и подачу по ним компонентов на генерирование инертной пены в виде раствора пенообразователя и газообразного азота, отличающийся тем, что скважины бурят в целик угольного пласта до его почвы с опережением его выемки угледобывающим комплексом и расположением ряда скважин по линии направления движения забоя, заполняют скважины на мощность пласта порошковым индикатором и после выемки угля место выхода каждой скважины в выработанном пространстве пласта перед управлением кровли обрушением оборудуют перфорированной трубой с закреплением ее на кровлю и почву пласта и устанавливают раскрепляющий костер с возможностью размещения внутри него перфорированной трубы, при этом на поверхность костра закрепляют пеногенераторную сетку, выполненную в виде мешковины, опускают в скважину полую буровую штангу с размещением ее оконечного участка внутри перфорированной трубы и подают в скважину пенообразующий раствор, а в буровую штангу закачивают сжатый инертный газ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что костры со стороны угледобывающего комплекса покрывают воздухонепроницаемым материалом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оконечный участок буровой штанги выполнен перфорированным.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве индикаторного порошка используют инертную пыль.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что кровлю пласта, ограниченную костром, закрепляют анкерами.

РИСУНКИ

Рисунок 1