Способ предупреждения самовозгорания угля в шахтах


 


Владельцы патента RU 2472938:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для предотвращения самовозгорания угля в шахтах. Способ включает подачу в выработанное пространство замороженной жидкости, получаемой при смешивании с жидким газом. При этом дополнительно определяют распределение по фракциям частиц угольной пыли, поступающей в выработанное пространство. Распределение получаемых частиц замороженной жидкости по фракциям равно распределению по фракциям частиц угольной пыли. Технический результат заключается в повышении эффективности предупреждения самовозгорания угля в шахтах.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения пожаров, возникающих от самовозгорания угля в выработанном пространстве шахт.

Известен способ предупреждения самовозгорания угля в шахтах, включающий изоляцию выработанного пространства шахт путем сооружения перемычек в горных выработках (Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954. - 387 с.).

Недостатком способа является низкая эффективность из-за прососов воздуха через перемычки и невозможность их сооружения в действующих лавах.

Известен также способ предупреждения самовозгорания угля, включающий подачу в выработанное пространство инертного газа (см. а.с. 158837, кл. Е21F 5/00).

Недостатком известного способа является возобновление процесса самовозгорания угля в случае прекращения подачи инертного газа.

Наиболее близким техническим решением является способ предупреждения самовозгорания угля в шахтах, включающий подачу в выработанное пространство замороженной жидкости, получаемой при смешивании с жидким газом (а.с. 1718981 кл. A62C 5/00; а.с. 1714159, кл. Е21F 5/00).

Недостатком данного способа является его низкая эффективность из-за неуправляемости процессом обработки оседающей в выработанном пространстве угольной пыли подаваемым составом.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа предупреждения самовозгорания угля в шахтах.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе предупреждения самовозгорания угля в шахтах, включающем подачу в выработанное пространство замороженной жидкости, получаемой при смешивании с жидким газом, согласно изобретению дополнительно определяют распределение по фракциям частиц угольной пыли, уносимой в выработанное пространство, причем распределение получаемых частиц замороженной жидкости по фракциям равно распределению по фракциям частиц угольной пыли.

Внедрение все более мощной угледобывающей техники в шахтах приводит к увеличению количества угольной пыли, образующейся при добыче угля. Причем значительное количество этой угольной пыли уносится в выработанное пространство, оседая в пустотах и трещинах. Из-за большой удельной поверхности угольная пыль имеет высокую химическую активность и способна быстро самовозгораться при контакте с воздухом, если ее масса достигает критического значения.

При движении по выработанному пространству процесс оседания частиц угольной пыли зависит от размеров частиц и скорости потока несущего газа. Скорость газа в выработанном пространстве определяется площадью сечения каналов, по которым движется смесь газа и угольной пыли. Так как площадь сечения каналов в выработанном пространстве меняется, то и количество отложившейся угольной пыли в разных зонах выработанного пространства будет разным.

В известном способе с не регулируемым размером частиц замороженной жидкости оседание частиц угольной пыли и замороженной жидкости могут не совпадать, поэтому некоторые скопления угольной пыли будут иметь количество осевшей замороженной жидкости в количестве, недостаточном для предотвращения самовозгорания угля.

Регулировка размера частиц замороженной жидкости позволит распределить эти частицы в каналах выработанного пространства пропорционально оседающему количеству угольной пыли. Для достижения этого эффекта необходимо определить распределение частиц угольной пыли по фракциям.

Такое же распределение по фракциям создают у образующихся частиц замороженной жидкости. Поэтому движущиеся частицы замороженной жидкости оседают в выработанном пространстве пропорционально отложившейся угольной пыли, равномерно обрабатывая угольные частицы при таянии замороженной жидкости и снижая ее химическую активность и температуру.

Пример конкретного применения способа

Добыча угля сопровождалась образованием большого количества пыли, уносимой потоком воздуха в выработанное пространство. Высокая химическая активность угольной пыли привела к развитию самовозгорания отложившейся в выработанном пространстве пыли, закончившейся изоляцией участка с потерей угледобывающей техники.

Для предотвращения самовозгорания угольной пыли в поток воздуха, поступающий в выработанное пространство, было решено подавать частицы замороженной жидкости, получаемые при совместном распылении жидкого газа (жидкий азот) и жидкости. В данном случае использовали жидкий антипироген (водный раствор карбамида). Для равномерного распределения антипирогена в осевшую угольную пыль вначале были проведены замеры концентрации угольной пыли в воздухе и распределение частиц пыли по фракциям. Замеры показали, что концентрация угольной пыли в воздухе, поступающем в выработанное пространство, составляет 0,8 г/м3. Дисперсный анализ показал, что распределение пыли по фракциям следующее:

- менее 5 мкм - 10%;

- от 5 до 20 мкм - 25%;

- от 20 до 40 мкм - 30%;

- от 40 до 60 мкм - 25%;

- от 60 до 100 мкм - 5%;

- более 100 мкм - 5%.

Для равномерного заполнения осаждающейся угольной пыли частицами замороженной жидкости, жидкость перед замораживанием распыляют до частиц, распределение которых по фракциям соответствует содержанию фракций угольной пыли. С этой целью подбирают форсунки, в которых образуются жидкие частицы, а также соотношение расхода жидкости через соответствующие форсунки, что позволяет получить нужное распределение замороженных частиц жидкости по фракциям. Так, были выбраны 6 форсунок. В первой образуются частицы размером до 5 мкм, второй от 5 до 20 мкм, третьей от 20 до 40 мкм, четвертой от 40 до 60 мкм, пятой от 60 до 100 мкм, в шестой более 100 мкм. Затем определяли расходы жидкости через форсунки, позволяющие получить процентное распределение частиц замерзающей жидкости по фракциям, соответствующее распределению частиц пыли. Например, при общем расходе жидкого антипирогена 6 л/мин, на первую форсунку подавали 0,6 л/мин жидкости, на вторую 1,5 л/мин, третью -1,8 л/мин, четвертую - 1,5 л/мин, пятую и шестую - по 0,3 л/мин. Благодаря профилактической работе удалось избежать самовозгорания в выработанном пространстве.

Применение предложенного способа снизит экономический ущерб, наносимый эндогенными пожарами шахтам, за счет предупреждения процесса самовозгорания и повысит безопасность горных работ.

Способ предупреждения самовозгорания угля в шахтах, включающий подачу в выработанное пространство замороженной жидкости, получаемой при смешивании с жидким газом, отличающийся тем, что дополнительно определяют распределение по фракциям частиц угольной пыли, уносимой в выработанное пространство, причем распределение получаемых частиц замороженной жидкости по фракциям равно распределению по фракциям частиц угольной пыли.



 

Похожие патенты:

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 устройству подвода напорной воды к системам орошения, расположенным на секциях щитовой механизированной крепи для подземных горных разработок.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к проблемам безопасности в угольных шахтах, а именно к вспышкам метана, вызванным фрикционными искрами, образующимися при трении зубков горных машин о крепкие горные породы.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначен для пылеулавливания позади или на создающих пыль машинах и/или установках в подземных горных выработках и туннелестроении.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения экологической нагрузки в регионе карьеров или уменьшения времени нормализации воздушной среды в подземных выработках.

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам и средствам для предотвращения образования пыли на пляжах хвостохранилищ увлажнением водой или связывающей жидкостью.

Изобретение относится к вентиляции потоков в подземных выработках горнодобывающих предприятий. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной добыче угля. .
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено в борьбе с эндогенными пожарами

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам пылеподавления при транспортировке угольной массы посредством ленточных конвейеров
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для борьбы с мелкодисперсной пылью при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с проведением взрывных работ. Техническим результатом является повышение эффективности пылеподавления. Предложен способ пылеподавления при взрывных работах, заключающийся в орошении взрываемого блока жидкостью из оросительных установок до взрыва. При этом в качестве жидкости для орошения используют водный раствор биогума, концентрация которого в растворе составляет 10-25%. Указанным раствором обрабатывают взрываемый блок после зарядки и последующей забойки скважин, до монтажа взрывной сети.
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам пылеподавления при массовых взрывах скважин на карьерах. Предложенный способ включает этапы, на которых осуществляют заполнение каждой скважины зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и размещение герметичной оболочки с водой на поверхности взрываемого блока вблизи устья каждой скважины. При этом герметичную оболочку с водой размещают в установленном над устьем скважины полом цилиндре. Причем диаметр цилиндра соизмерим с диаметром скважины, а высота выбирается в зависимости от необходимого объема герметичной оболочки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности пылеподавления и увеличение коэффициента полезного действия энергии ВВ при массовых взрывах скважин на карьерах.
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам закрепления пылящих поверхностей открытых угольных складов. Техническим результатом является повышение эффективности пылеподавления на пылящих поверхностях. Способ заключается в нанесении на пылящие поверхности открытых угольных складов смеси, полученной соединением карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 3:1 и растворенной в воде до концентрации в водном растворе, равной 5%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке ударо- и выбросоопасных угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности горных работ за счет повышения эффективности увлажнения краевых зон угольных пластов. Предложен способ выбора поверхностно-активных веществ (ПАВ) при увлажнении каменных углей по коэффициенту проницаемости, включающий подготовку образцов угля правильной геометрической формы, установку измерительного цилиндра непосредственно на образец, определение объема профильтрованного водного раствора ПАВ, времени фильтрации, и коэффициента проницаемости, который определяют по приведенному математическому выражению. Затем повторяя измерения для последовательно увеличивающейся концентрации ПАВ, строят график зависимости коэффициента проницаемости относительно концентрации ПАВ, и проводят подобные измерения с другими типами ПАВ на подобных образцах. При этом наиболее эффективное ПАВ и его концентрацию определяют по максимальному значению коэффициента проницаемости для всех кривых. 3 ил.
Изобретение относится к горному делу, а именно к области предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей, и может быть использовано при разработке угольных месторождений подземным способом. Техническим результатом заявляемого изобретения является нейтрализация образовавшихся метановоздушных смесей и локация в начальной стадии их возникновения. Для решения поставленной задачи предлагается способ предотвращения воспламенения метановоздушной смеси, включающий пневмогидроорошение зоны проведения горных работ, автоматический контроль содержания метана датчиками и введение в шахтную атмосферу ингибитора. Отличием является то, что при достижении концентрации метана в воздухе до 2,5% автоматически отключается подача в систему воздуха с одновременным подключением под давлением ингибитора заданной концентрации, подача воды в систему пневмогидроорошения при этом не отключается.

Изобретение относится преимущественно к горному делу и может быть использовано для подавления пыли, образующейся при дроблении и измельчении горной массы на предприятиях горно-металлургической, угольной, строительной и других отраслей промышленности. Техническим результатом является повышение эффективности пылеподавления за счет существенного увеличения динамического давления водовоздушной смеси на частицы пыли и улучшения ее смачиваемости для повышения эффективности сил тяжести, способствующих быстрому осаждению пыли. Предложена установка для пылеподавления, состоящая из блока управления, выполненного с возможностью передачи сигнала на источник воздуха высокого давления, соединенный посредством нагнетательных воздуховодов с емкостями сифонного типа с ионизированной водой противоположной полярности через электромагнитные пневмоклапаны, форсунок тонкого распыления, соединенных водяными магистралями с емкостями сифонного типа через электромагнитные гидравлические клапаны и устройство развязки воздушных и водяных магистралей, соединенное с источником воздуха высокого давления продувочным воздуховодом, при этом электромагнитные пневмо- и гидравлические клапаны и устройство развязки соединены цепями управления и контроля с блоком управления. Причем в емкостях сифонного типа установлены перфорированные барботажные воздухопроводы на всю их глубину с пневмодинамическим генератором колебаний давления воздуха на входе. 1 ил.
Наверх