Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке угольных пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных действующих горных выработок угольных шахт при подземных пожарах. Способ включает бурение скважины между поверхностью и кровлей изолируемой подземной выработки и возведение на пути движения пожара в изолируемой подземной выработке изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку изолирующего наполнителя. При этом в кровле выработки по всей ее ширине создают полость, например, путем взрывания зарядов взрывчатых веществ в нижней части скважины, высоту которой определяют по соотношению. Подают с поверхности на разрушенную взрывом породу измельченную породу и создают на почве изолируемой подземной выработки породный вал. На породный вал подают быстротвердеющий бетон, при этом подачу быстротвердеющего бетона производят через промежутки времени, равные периоду схватывания быстротвердеющего бетона. Подачу быстротвердеющего бетона прекращают при высоте изолирующей барьерной перемычки, удовлетворяющей соотношению. Технический результат заключается в повышении надежности изоляции аварийного участка при подземных пожарах и снижении материальных и трудовых затрат. 2 ил.

 

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

Известен способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий бурение скважины и возведение на пути движения пожара изолирующей перемычки посредством того, что опалубку выполняют в виде звеньев из соединенных между собой матерчатых оболочек, которые подают в горную выработку через скважину и осуществляют их заполнение в горной выработке наполнителем последовательно одна за другой с последующим их замораживанием в бурту жидким азотом (патент RU N2066772, опубл. 20.09.1996).

Недостаток известного технического решения в сложности предложенного способа (опалубка в виде множества матерчатых оболочек, устройство для их транспортирования, наличие криогенной замораживающих коронок).

Известен способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий обсадную скважину, по которой посредством бурового станка и материального трубопровода подают замкнутую складную опалубку, закрепленную на конечном участке трубопровода, которую заполняют сжатым газом и заполнителем, при этом вначале подают летучую золу (до 2/3 объема), а затем вспучивающийся порошковый состав с водой (патент RU N2052128, опубл. 10.01.1996).

Недостаток способа заключается в том, что для реализации способа требуются прочная складная замкнутая опалубка, подающий капсулой источник сжатого инертного газа, что осложняет изоляцию аварийного участка шахты.

Известен способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, принятый за прототип. Способ включает бурение скважины между поверхностью и кровлей подземной выработки и возведение на пути движения пожара изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку изолирующего наполнителя со вспучивающимся компонентом, причем нагнетание в выработку изолирующего наполнителя производят одновременной подачей на эжекторное устройство, находящееся на конце обсадной трубы скважины, сыпучего материала и напылением через буровую штангу мелкодисперсного раствора пенообразователя или жидкого отвердителя с эжектированием при этом рудничной атмосферы аварийного участка с пониженным содержанием кислорода для распыления потока сыпучего материала, причем на одном из каналов эжекторного устройства закрепляют надувной тканевый стержневой активатор буртовой укладки тела изолирующей барьерной перемычки (патент RU N2150585, опубл. 10.06.2000).

Недостаток известного технического решения в сложности предложенного способа: ввод в верхнюю часть выработки распылителя для подачи пенообразователя, создание калиброванных каналов для подачи сухой смеси, подачу в горную выработку надувного тканевого стержневого активатора. Многооперационность выполняется без присутствия людей, что является причиной низкой надежности. Кроме того, тканевый стержневой активатор, выполненный из воздухопроницаемой ткани, может быть разрушен при возведении перемычки, что является причиной низкой надежности.

Техническим результатом является повышение надежности изоляции аварийного участка при подземных пожарах и снижение материальных и трудовых затрат.

Технический результат достигается тем, что в способе изоляции аварийного участка при подземной разработке угольных пластов, включающем бурение скважины между поверхностью и кровлей изолируемой подземной выработки и возведение на пути движения пожара в изолируемой подземной выработке изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку изолирующего наполнителя, в кровле выработки по всей ее ширине создают полость, например, путем взрывания зарядов взрывчатых веществ в нижней части скважины, высоту которой определяют из соотношения:

h·п≥b/2tgφ

где h·п - высота полости, м;

b - ширина изолируемой подземной выработки, м;

φ - угол растекания твердеющего материала, град,

затем на разрушенную взрывом породу с поверхности подают измельченную породу и создают на почве изолируемой подземной выработки породный вал, после чего на породный вал подают быстротвердеющий бетон, при этом подачу быстротвердеющего бетона производят через промежутки времени, равные периоду схватывания быстротвердеющего бетона, а подачу быстротвердеющего бетона прекращают при высоте изолирующей барьерной перемычки, удовлетворяющей условию:

hи·п≥hв+b/2tgφ

где hи·п - высота изолирующей барьерной перемычки;

hв - высота изолируемой подземной выработки.

Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке угольных пластов представлен на фиг.1, 2. На фиг.1 показана схема возведения изолирующей перемычки по длине выработки. На фиг.2 показана схема возведения изолирующей перемычки по ширине выработки. На фиг.1, 2 - показаны: 1 - подземная горная выработка; 2 - скважина; 3 - полость; 4 - обрушенные породы; 5 - породный вал; 6 - быстротвердеющий бетон.

Сущность данного способа заключается в следующем. При возгорании угольных пластов, и возникновении подземного пожара, в горную выработку 1, в которую невозможно непосредственно проникнуть из-за высокой температуры и опасности повторных взрывов, бурят скважину 2. В нижней части скважины в породах кровли выработки по всей ее ширине b создают полость 3 (например, путем ведения взрывных работ, гидроразрывом или путем расширения специальными устройствами), высоту которой определяют из соотношения:

h·п≥b/2tgφ

где h·п - высота полости, м;

b - ширина изолируемой подземной выработки, м;

φ - угол растекания твердеющего материала, град.

Породы 4 кровли выработки обрушаются при этом на почву выработки 1. В скважину 2 подают измельченную породу на обрушенные породы 4 кровли выработки 1 и создают породный вал 5. На породный вал 5 подают быстротвердеющий бетон 6. Подачу быстротвердеющего бетона производят через промежутки времени, равные периоду схватывания быстротвердеющего бетона, а нагнетание быстротвердеющего бетона прекращают при высоте изолирующей барьерной перемычки, удовлетворяющей условию:

hи·п≥hв+b/2tgφ

где hи·п - высота изолирующей барьерной перемычки, м;

hв - высота изолируемой подземной выработки, м.

Выполнение данного условия позволит перекрыть изолируемую выработку быстротвердеющим бетоном на пути движения пожара как по всей ее ширине.

Применение данного способа изоляции аварийного участка при подземной разработке угольных пластов позволит повысить надежность изоляции аварийного участка при подземных пожарах, а также снизить материальные и трудовые затраты.

Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке угольных пластов, включающий бурение скважины между поверхностью и кровлей изолируемой подземной выработки и возведение на пути движения пожара в изолируемой подземной выработке изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку изолирующего наполнителя, отличающийся тем, что в кровле выработки по всей ее ширине создают полость, например, путем взрывания зарядов взрывчатых веществ в нижней части скважины, затем на разрушенную взрывом породу с поверхности подают измельченную породу и создают на почве изолируемой подземной выработки породный вал, после чего на породный вал подают быстротвердеющий бетон, при этом подачу быстротвердеющего бетона производят через промежутки времени, равные периоду схватывания быстротвердеющего бетона, а подачу быстротвердеющего бетона прекращают при высоте изолирующей барьерной перемычки, удовлетворяющей условию:
hи·n≥hв+b/2tgφ,
где hи·n - высота изолирующей барьерной перемычки;
hв - высота изолируемой подземной выработки;
b - ширина изолируемой подземной выработки;
φ - угол растекания твердеющего материала, град.,
а высоту полости определяют из соотношения:
hn≥b/2tgφ,
где hn - высота полости.



 

Похожие патенты:

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 оценки эффективности дегазации разрабатываемых пластов угля и интенсивности метановыделения из них.

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

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 и может быть применено для борьбы с взрывами горючих газов в шахтах. .

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 способам защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, в частности к атомной энергетике, и может быть использовано для защиты окружающей среды от ударной воздушной волны и продуктов аварийного взрыва на подземных АЭС и заводах по производству взрывчатых веществ, боеприпасов, на складах и хранилищах взрывоопасных и радиоактивных материалов.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гашения взрывной волны в горных выработках. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для локализации очага взрыва метана и/или угольной пыли и для тушения подземных пожаров в угольных шахтах, возникающих после взрыва метана и/или угольной пыли.

Изобретение относится к технической физике, к области взрывных работ, и может быть использовано при создании различного вида защитных сооружений, предназначенных для ограничения разрушительного действия взрыва, снижения взрывной нагрузки и защиты от осколков на торцевые стенки каналов, а также локализации продуктов взрыва, содержащих вредные аэрозоли.
Изобретение относится к составам для возведения изолирующих сооружений, например, шахтных перемычек в выработках в условиях повышенного горного давления и водопритоков.

Изобретение относится к способам защиты и предназначено для ослабления ударных воздушных волн (УВВ) большой и сверхрасчетной мощности в горных выработках с целью сохранения подземных сооружений и коммуникаций.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты каналов горных выработок при действии воздушных ударных волн (УВВ). .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности для быстрой изоляции аварийного участка в горных выработках шахт или метрополитене. .

Изобретение относится к способам защиты от ударной воздушной волны (УВВ) большой мощности в горных выработках для сохранения подземных сооружений и коммуникаций, предпочтительно для защиты охраняемого объема от внезапных возможных аварийных ситуаций.

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 для изоляции аварийных действующих горных выработок угольных шахт при подземных пожарах

Наверх