Способ изоляции аварийного участка подземной выработки



Способ изоляции аварийного участка подземной выработки
Способ изоляции аварийного участка подземной выработки

 


Владельцы патента RU 2459087:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных участков подземных горных выработок угольных шахт при подземных пожарах. Способ включает бурение скважин между поверхностью и кровлей изолируемой подземной выработки, возведение в подземной выработке, при возникновении аварийных ситуаций, изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку твердеющего материала. При этом в кровле изолируемой подземной выработки до возникновения аварийной ситуации создают полость. Бурение скважины производят в геометрический центр полости, а подачу твердеющего материала производят до полного заполнения полости. Размер полости в направлении, перпендикулярном продольной оси выработки, принимают равным ширине изолируемой подземной выработки, а высоту - равной произведению половины ширины изолируемой подземной выработки на тангенс угла растекания твердеющего материала. Размер полости по длине изолируемой подземной выработки определяют из соотношения:

lп≤2hпctgφ,

где lп - размер полости по длине изолируемой подземной выработки, м; hп - высота полости в кровле изолируемой подземной выработки, м; φ - угол растекания твердеющего материала, град. Технический результат заключается в повышении надежности изоляции аварийного участка при подземных пожарах. 2 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции аварийных участков подземных 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 одну за другой с последующим их замораживанием в бурту жидким азотом (патент RU № 2066772, опубл. 20.09.1996).

Недостаток известного технического решения в сложности предложенного способа: создание опалубки в виде множества матерчатых оболочек, устройство для их транспортирования, наличие криогенных замораживающих коронок снижает надежность предложенного способа.

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 № 2052128, 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 № 2150585, 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 подземной выработки, включающем бурение скважин между поверхностью и кровлей изолируемой подземной выработки и возведение в подземной выработке, при возникновении аварийных ситуаций, изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку твердеющего материала, в кровле изолируемой подземной выработки, до возникновения аварийной ситуации, создают полость, при этом бурение скважины производят в геометрический центр полости, а подачу твердеющего материала производят до полного заполнения полости, размер которой в направлении, перпендикулярном продольной оси выработки, принимают равным ширине изолируемой подземной выработки, высоту полости принимают равной произведению половины ширины изолируемой подземной выработки на тангенс угла растекания твердеющего материала, а размер полости по длине изолируемой подземной выработки определяют из соотношения

lп≤2hпctgφ,

где lп - размер полости по длине изолируемой подземной выработки, м;

hп - высота полости в кровле изолируемой подземной выработки, м;

φ - угол растекания твердеющего материала, град.

Способ изоляции аварийного участка подземной выработки при подземной разработке угольных пластов представлен на фиг.1 и 2. На фиг.1 и 2 приведены схемы расположения полости, создаваемой в кровле выработки. На фиг.1 - сечение полости в направлении, перпендикулярном продольной оси выработки. На фиг.2 - вид в плане полости BCDF на уровне кровли выработки. На фиг.1 и 2 показаны: 1 - подземная горная выработка; 2 - полость; 3 - скважина; 4 - наклонные поверхности полости; 5 - продольная ось подземной горной выработки; BCDF - контур полости в кровле изолируемой выработки по линии А-А (фиг.1).

Сущность данного способа заключается в следующем. В кровле изолируемой подземной выработки 1 до возникновения аварийной ситуации (возникновения пожара на предполагаемом участке) создают полость 2. Место расположения полости 2 выбирают согласно плану ликвидации аварий, с таким расчетом, чтобы после возведения в указанном месте изолирующей перемычки изолировать участок, на котором может произойти пожар. Размер полости в направлении, перпендикулярном продольной оси выработки, принимают равным ширине изолируемой подземной выработки b (фиг.1). Высота h подземной изолируемой выработки показана на фиг.1. Высоту полости hп принимают равной произведению половины ширины изолируемой подземной выработки на тангенс угла растекания твердеющего материала. Наклонные поверхности 4 полости 2 располагают под углом α больше угла растекания φ твердеющего материала. Размер полости lп по длине изолируемой подземной выработки (фиг.2) определяют из соотношения

lп≤2hпctgφ,

где lп - размер полости по длине изолируемой подземной выработки, м;

hп - высота полости в кровле изолируемой подземной выработки, м;

φ - угол растекания твердеющего материала, град.

При возникновении пожара в геометрический центр полости BCDF бурят скважину 3 (фиг.2) и подают твердеющий материал до полного заполнения полости 2.

Выполнение данного условия позволит перекрыть изолируемую выработку быстротвердеющим бетоном на пути движения пожара 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 подземной выработки, включающий бурение скважин между поверхностью и кровлей изолируемой подземной выработки и возведение в подземной выработке, при возникновении аварийных ситуаций, изолирующей барьерной перемычки нагнетанием в выработку твердеющего материала, отличающийся тем, что в кровле изолируемой подземной выработки до возникновения аварийной ситуации создают полость, при этом бурение скважины производят в геометрический центр полости, а подачу твердеющего материала производят до полного заполнения полости, размер которой в направлении, перпендикулярном продольной оси выработки, принимают равным ширине изолируемой подземной выработки, высоту полости принимают равной произведению половины ширины изолируемой подземной выработки на тангенс угла растекания твердеющего материала, а размер полости по длине изолируемой подземной выработки определяют из соотношения
lп≤2hпctgφ,
где lп - размер полости по длине изолируемой подземной выработки, м;
hп - высота полости в кровле изолируемой подземной выработки, м;
φ - угол растекания твердеющего материала, град.



 

Похожие патенты:

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

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 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

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству и может быть применено в качестве вентиляционного клапана подземных выработок

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение надежности возведения перемычки в штольне, пройденной в склоне горы. Способ возведения безврубовой перемычки в штольне, пройденной в склоне горы, включающий бурение шпуров по контуру выработки, сооружение полого кольцевого канала, укладку в тело перемычки двух отрезков труб для нагнетания в кольцевой канал цементного раствора, установку в шпуры стальных стержней, подачу под давлением в кольцевой канал и шпуры цементного раствора. Перемычку возводят на удалении от устья штольни, превышающем расстояние от поверхности скольжения, формирующейся в склоне горы до устья штольни. Шпуры бурят на глубину больше глубины распространения, в окрестности выработки, области повышенной интенсивности трещин, возникающих в массиве при проходке выработки. В шпуры нагнетают тампонажный раствор, устойчивый к агрессивным шахтным водам, а расстояние между шпурами определяют из выражения: S≤2α, где α - глубина распространения тампонажного раствора в массив в окрестности шпура. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат направлен на повышение устойчивости закладочной перемычки, сокращение времени, затрачиваемого на возведение закладочной перемычки. Способ возведения закладочной перемычки в горной выработке, включающий установку друг на друга литых шлакоблоков по всему сечению закладываемой выработки. В качестве литых шлакоблоков используют прямоугольные призмы одинаковых размеров с основаниями в виде остроугольных равнобедренных треугольников. Закладочную перемычку возводят горизонтальными слоями, в каждом слое которой устанавливают два ряда литых прямоугольных призм, при этом призмы первого ряда укладывают меньшей боковой гранью к закладочному массиву. Равные боковые грани призм первого и второго рядов укладывают вплотную друг к другу, а к меньшим боковым граням призм второго ряда устанавливают упорные стойки, исключающие перемещение шлакоблоков под воздействием закладочного массива. 4 ил.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей для гидроизоляции затопленных участков и обводненных горных выработок. Техническим результатом изобретения является повышение герметичности контакта перемычки и вмещающего массива за счет гидроизоляции этого контакта. Для этого поверхность вруба под бетонную перемычку равномерно покрывают гидроизоляционным расширяющимся материалом, после чего возводят бетонную перемычку в границах обработанных стенок выработки, а выработку со стороны водопритока по периметру равномерно покрывают гидроизоляционным материалом. В бетонном теле перемычки размещают либо тюбинговую диафрагму, либо трубу-лаз, а также средства контроля герметичности перемычки, а покрытие стенок выработки гидроизоляционным материалом выполняют при возникновении аварийной ситуации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей для изоляции выработок от воды и рассола, а также для удержания закладочных пульп. Техническим результатом является повышение надежности герметизации перемычки за счет изоляции ее контакта со стенками и почвой выработки. Способ включает проходку вруба по периметру горной выработки, монтаж перемычки, фиксацию ее на стойки, крепление водонепроницаемого материала на поверхность перемычки. После установки щита перемычки на стенках и почве выработки со стороны предполагаемого потока создают гладкую поверхность нанесением слоя штукатурки, после чего герметично фиксируют водонепроницаемый материал. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к возведению перемычек в горнорудной промышленности, а более конкретно к устройству перемычек в подводящих выработках отработанных очистных лав и в выработках у запожаренных участков в газовых шахтах. Техническим результатом является повышение устойчивости перемычки. Перемычка в выработке устанавливается без врубов, подвижной и с проемным окном, закрытым с обратной стороны щитовым листом, с укрепленной рамой по щиту и отверстиями в раме для входа лучевых прутьев, соединяющих саму раму и отрезок трубы с отверстиями по трубе, которая входит в середину щитового листа и через которую проходит металлическая тяга, зацепленная за поперечный трос, закрепленный анкерами в боковых стенках выработки. При этом при взрыве ударная волна сдвигает безврубовую перемычку и щитовую заслонку в окне, которая направляет часть волны на борта и кровлю выработки, а основную ударную волну воспринимает заднее ограждение, состоящее из мешков пламегасящей инертной пыли, второго заграждающего щита на металлической тяге, разделяющего сыпучие материалы, и комплектом упорных стоек на выходе. 1 ил.

Изобретение относится к технике защиты окружающей среды от опасного и вредного воздействия высокотоксичных и экологически опасных веществ и может быть использовано для предотвращения последствий аварийных ситуаций при проведении в горной выработке взрывных работ с зарядами или взрывными устройствами. Способ локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке при взрывных работах включает возведение заслонов с образованием герметичных рабочего объема и по крайней мере одного буферного объема. В заслонах размещают системы откачки для создания пониженного давления по отношению к атмосферному давлению. Величина откачки из рабочего объема больше возможного объема газовых продуктов, образующихся при подрыве взрывного устройства. Величина откачки из буферного объема в несколько раз больше возможного объема содержащей газообразные продукты взрыва среды, натекающей через заслон из рабочего объема. Технический результат: повышение защиты окружающей среды от высокотоксичных или экологически опасных продуктов взрыва. 1 ил.
Наверх