Способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с взрывами горючих газов в шахтах. Способ включает изоляцию горных выработок, повышение в них концентрации горючих газов до значений, превышающих верхний предел взрываемости горючих газов, создание небольшого избыточного давления горючего газа по сравнению с атмосферным давлением на поверхности. При этом транспортирование горной массы на поверхность из шахты, заполненной горючим газом, осуществляют через канал, заполняемый пеной. Пену подают под давлением, превышающим избыточное давление горючего газа в горной выработке, прилегающей к каналу. Причем газовой фазой подаваемой пены является инертный газ, например азот, а мощность создаваемой пенной завесы, равная длине канала, выдерживает избыточное давление горючего газа в горных выработках шахты. Технический результат заключается в повышении безопасности горных работ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с взрывами горючих газов в шахтах.

Известен способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах путем подачи в газовую смесь ингибиторов, например хладона 114В2 (Умнов А.Е., Голик А.С., Палеев Д.Ю. и др. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. М., Недра, 1990. - 286 с.).

Недостатком известного способа является невозможность заполнения и поддержания необходимой концентрации ингибитора во всем объеме горных выработок, где могут появиться горючие газы, из-за постоянной подачи свежего воздуха в шахту.

Известен также способ предупреждения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изменение концентрации горючих газов до взрывобезопасных значений путем разбавления вентиляционным потоком воздуха (Охрана труда: Учебник для вузов / К.З.Ушаков, Б.Ф.Кирин, Н.В.Ножкин и др. Под ред. К.З.Ушакова. М.: Недра, 1986. - 624 с.).

Недостатком известного способа является его низкая эффективность в шахтах с высокой интенсивностью выделения горючих газов (метана), суфлярными выделениями, выбросами угля и горючего газа.

Наиболее близким техническим решением является способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок, повышение в них концентрации горючих газов за счет выделения их из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости горючих газов, и создание небольшого избыточного давления горючего газа по сравнению с атмосферным давлением на поверхности (RU 2371583 C2 (Портола В.А.), опубл. 27.10.2009, бюл. №30).

Недостатком известного способа является низкая эффективность из-за опасности выхода горючих газов в атмосферу в местах транспортирования из шахты полезного ископаемого, горных пород и возможности образования взрывоопасной смеси.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа предотвращения взрывов горючих газов в шахтах в местах транспортирования горной массы из шахты на поверхность.

Поставленная задача достигается тем, что в способе предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающем изоляцию горных выработок, повышение в них концентрации горючих газов за счет выделения их из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости горючих газов, и создание небольшого избыточного давления горючего газа по сравнению с атмосферным давлением на поверхности, согласно изобретению транспортирование горной массы из шахты на поверхность осуществляют через канал, заполняемый пеной, причем пену подают под давлением, превышающим избыточное давление горючего газа в горной выработке, прилегающей к каналу.

Указанную задачу достигают также тем, что газовой фазой подаваемой пены является инертный газ, например азот, а мощность создаваемой пенной завесы, равная длине канала, должна выдерживать избыточное давление горючего газа в горных выработках шахты.

Для предотвращения образования взрывоопасной смеси горючего газа и атмосферного воздуха в местах выдачи горной массы на поверхность, ее направляют через канал, заполняемый пеной. Необходимым условием создания пенной завесы в канале является подача пены в канал под давлением, превышающим избыточное давление горючего газа в горных выработках. Только в этом случае возможен выход пены в канал.

Пузырьки пены в канале обволакивают транспортирующее устройство, например конвейерную ленту, а также транспортируемую горную массу и заполняют весь свободный объем канала, препятствуют выходу горючего газа из горных выработок на поверхность. Величина избыточного давления, которое способна выдержать пена в канале, зависит от длины канала. Поэтому для сохранения избыточного давления горючих газов в горных выработках и предотвращения выноса горючих газов в атмосферу мощность создаваемой пенной завесы, равная длине канала, должна выдерживать избыточное давление горючего газа в горных выработках шахты. Учитывая возможность распада пены с выделением ее газовой фазы в окружающую среду, для предотвращения образования взрывоопасных концентраций, в качестве газовой фазы пены используют инертный газ, например азот.

Применение предложенного способа позволит избежать опасности образования взрывоопасных концентраций горючих газов в местах выдачи горной массы из горных выработок, заполненных горючим газом под избыточным давлением, на поверхность. Пенная пробка, создаваемая в канале, не препятствует движению транспортного средства с горной массой, но предотвращает выделение горючего газа в атмосферу. Азот, используемый в качестве газовой фазы пены, при ее распаде и выделении в окружающее пространство (в горные выработки и в атмосферный воздух) не образует с окружающими газами взрывоопасные смеси.

На чертеже показана технологическая схема предлагаемого способа.

Схема включает горные выработки 1, заполненные горючим газом под избыточным давлением, канал 2, конвейер 3 с горной массой 4, камеру 5, скважины 6 для подачи пены.

Способ осуществляют следующим образом.

В шахтах с интенсивным выделением горючих газов перед началом проходческих или очистных работ сооружают из горных выработок 1 канал 2 на земную поверхность и устанавливают в канале устройство 3 для транспортирования горной массы, например конвейер. Затем изолируют горные выработки от притока атмосферного воздуха и заполняют инертным газом, например азотом, до взрывобезопасных значений, а канал 2 заполняют пеной установками, размещенными в камере 5 через скважины 6, и осуществляют очистные или проходческие работы, которые сопровождаются выделением горючих газов, например метана.

После того как за счет выделения горючих газов давление смеси газов в изолированном объеме превысит атмосферное давление на земной поверхности, начинают откачивать из изолированного объема шахты смесь горючих газов и инертного газа при условии поддержания избыточного давления газа в этом объеме. Откачка инертного газа и выделение горючего газа приводят к росту концентрации горючего газа в изолированном объеме, которая достигает 100%. Откачиваемый горючий газ используют, например, для получения тепловой и электрической энергии. Образованная таким образом газовая среда не способна гореть и взрываться из-за отсутствия кислорода.

Для предотвращения образования взрывоопасных скоплений горючих газов в местах транспортирования горной массы на земную поверхность, в канал 2, расположенный между горной выработкой 1, заполненной горючим газом под небольшим избыточным давлением, и атмосферой, с находящимся транспортным устройством 3, например конвейером, груженным горной массой 4, подают пену. Канал 2 заполняют пеной из камеры 5 по скважинам 6. Подачу пены осуществляют под давлением, превышающим избыточное давление горючего газа в горной выработке 1, что обеспечивает выход пены в канал 2. Газовой фазой пены является инертный газ, что предотвращает образование взрывоопасных скоплений газа в местах распада пены. Мощность пенной завесы, равная длине канала 2, выдерживает избыточное давление горючего газа в выработке 1.

Применение предложенного способа позволяет повысить безопасность горных работ, а также снизить экономический ущерб, наносимый взрывами горючих газов в шахтах.

1. Способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок, повышение в них концентрации горючих газов за счет выделения их из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости горючих газов, и создание небольшого избыточного давления горючего газа по сравнению с атмосферным давлением на поверхности, отличающийся тем, что транспортирование горной массы из шахты на поверхность осуществляют через канал, заполняемый пеной, причем пену подают под давлением, превышающим избыточное давление горючего газа в горной выработке, прилегающей к каналу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовой фазой подаваемой пены является инертный газ, например азот, а мощность создаваемой пенной завесы, равная длине канала, выдерживает избыточное давление горючего газа в горных выработках шахты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для удаления пыли из загрязненных горных выработок. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с мелкодисперсной пылью при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с проведением взрывных работ.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к автоматическим системам взрывоподавления в горных выработках, и может быть применено для локализации взрывов метановоздушной смеси и(или) угольной пыли.

Изобретение относится к области ведения взрывных работ в подземных выработках, относящихся к опасным по нефтегазоносности, и может быть использовано, в частности, для защиты технологического оборудования, материалов и горного персонала от динамических явлений, возникающих в результате повторных взрывов горючих газовых смесей, выделяющихся из разрушенной горной породы.

Изобретение относится к охране труда в горной промышленности и может быть использовано для флегматизации взрывов метановоздушной среды в очистных и подготовительных забоях угольных шахт опасных по газу и пыли.

Изобретение относится к горной и строительной технике и предназначено для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций. .

Изобретение относится к технике безопасности в промышленности и может быть применено для автоматического предотвращения взрыва горючих газов, подаваемых через газовую трубу во взрывоопасные зоны помещений всех классов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к угольной промышленности и может быть использовано при подготовке угольных пластов к отработке для интенсификации процессов отбойки и выпуска угля при выемке угольных пластов крутого залегания способами подэтажного обрушения

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть применено для предотвращения катастроф в горных выработках

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для оценки эффективности дегазации разрабатываемых пластов угля и интенсивности метановыделения из них

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дистанционного гашения взрывного горения и предотвращения распространения разрушающих нагрузок (ударной волны) и огневого воздействия на персонал и оборудование в защищаемом пространстве

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных действующих горных выработок угольных шахт при подземных пожарах

Изобретение относится к угольной промышленности и предназначено для контроля и предотвращения взрыва пылеметановоздушной смеси в комплексно-механизированном забое

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с пожарами, возникающими от самовозгорания угля

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных участков подземных горных выработок угольных шахт при подземных пожарах
Изобретение относится к горному делу и может быть применено в газовой, нефтяной и угледобывающей промышленности

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с взрывами горючих газов в шахтах

Наверх