Способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля

Способ относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использован для прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей. Предложен способ прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей при разрушении угля, включающий определение метаноносности угольного массива, выхода количества летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесей, измерение удельного пылеподавления и установление критерия взрываемости пыли. При этом в угольных пластах шахтного поля выделяют участки с включениями пирита, определяют метаноносность угольного массива, выхода летучих веществ и содержание тонкодисперсной пыли пирита, материнской пыли в порах угля и объемов свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе. Устанавливают количественную связь между метаноносностью угольного массива и удельным пылевыделением в зоне разрушения угля исполнительным органом машины. Кроме того, предложенный способ предусматривает определение в зоне разрушения угля концентрации метана и содержания тонкодисперсной пыли пирита, при термическом разложении которого выделяется сероводород, снижающий температуру воспламенения метанопылевоздушных смесей, а также установление количественной связи между критерием взрываемости пыли и петрографическими разностями угольного пласта. 2 з.п. ф-лы

 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза взрывоопасное метанопылевоздушных смесей при разрушении угля исполнительными органами комбайнов.

Известен способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей, включающий измерение выхода пылевых фракций при различных углеразрушающих шнеках угольных комбайнов, определение удельного пылевыделения в зависимости от выхода летучих веществ и метаноносности угольных пластов. (Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах / А.Д. Рубан, В.Б. Артемьев, B.C. Забурдяев и др. - М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. - 396 с.).

Недостатком этого способа является то, что в нем не учитывают содержание петрографических разностей в угольных пластах и минеральных примесей, установление нижнего предела взрываемости угольной пыли и влияние пиритной пыли на снижение температуры взрываемости рудничной пыли.

Известен способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей в угольных шахтах, включающий определение метаноносности угольных пластов, выхода летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесейизмерение удельного пылевыделения при работе угольного комбайна и установление критерия взрываемости пыли. (Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах / B.C. Забурдяев, А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев и др. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 316 с.).

Недостатком данного способа является то, что не выявляются участки угольного пласта, содержащие включения пирита, не определяют содержание материнской пыли в порах угля как наиболее тонкодисперсной и способной при определенных температурных условиях взрываться.

Наиболее близким способом прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля является известный способ, включающий определение метаноносности угольного массива, выхода летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесей, измерение удельного пылевыделения и установление влияния тонкодисперсной пыли пирита на взрываемость угольной пыли (Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов / А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев, B.C. Забурдяев. Институт проблем комплексного освоения недр РАН. - М.: Наука, 2007. - 279 с., прототип).

Недостатки данного способа заключаются в том, что в нем не учитывают наиболее опасные участки угольного пласта с включениями пирита, содержание материнской пыли в порах угля и объемы свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе.

Целью изобретения является повышение достоверности прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей в особо опасных по метану и пыли угольных шахтах, где в пластах угля на выемочных участках присутствуют включения пирита, который при термическом разложении выделяет сероводород и снижает температуру воспламенения гибридных смесей из метана, угольной и пиритной пыли, что осложняет безопасность выделения горных работ по факторам газа и пыли.

Поставленная цель достигается тем, что способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля в шахтах включает выделение в угольных пластах шахтного поля участков с включениями пирита, определение метаноносности угольного массива, выхода количества летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесей, определение содержания материнской пыли в порах угля и объемов свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе, измерение удельного пылевыделения и установление критерия взрываемости пыли.

При этом устанавливают количественную взаимосвязь между метаноносностью угольного массива и удельным пылевыделением в зоне разрушения угля исполнительным органом машины. В зоне разрушения угля определяют концентрацию метана и содержание тонкодисперсной пыли угля и пирита, снижающих температуру воспламенения гибридных смесей. Устанавливают количественную взаимосвязь между нижним пределом взрываемости пыли и петрографическими разностями угольного пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

На шахтном поле выделяют участки угольного пласта с включениями пирита, определяют метаноносность угольного массива, минерально-петрографический состав угля и количество летучих веществ, измеряют удельное пылевыделение при работе углеразрушающего исполнительного органа комбайна, определяют содержание материнской пыли в порах и трещинах угля и содержание объемов свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе.

Кроме того, устанавливают взаимосвязь между метаноносностью массива угля и удельным пылевыделением в зоне разрушения угля, где определяют концентрацию метана и содержание тонкодисперсной пыли угля и пирита, присутствие которого при термическом разложении способствует выделению сероводорода и снижению температуры воспламенения гибридных газовых смесей. Устанавливают также количественную связь между нижним пределом взрываемости пыли и петрографическими разностями угольного пласта.

Все упомянутые выше измерения и определения параметров метанопылевоздушных смесей, условий взрываемости гибридных смесей, выхода летучих веществ и минерально-петрографического состава угля, включая его метаноносность и удельное пылевыделение, выполняют в соответствии с рекомендациями нормативно-методических документов в области рудничной аэрологии и петрографии.

Опытные данные по исследованию влияния выхода летучих веществ из углей и петрографических разностей (микрокомпонентов) пластов Кузбасса свидетельствуют о том, что критерий взрывоопасности пылевоздушных смесей при отработке пластов угля с различным вещественно-петрографическим составом определяют по формуле

П р = V d a f ( v t + L ) A c ( F + M ) ,

где Пр - критерий (показатель) опасности воспламенения метанопылевоздушных смесей в угольных шахтах при разрушении угля исполнительным органом комбайна;

Vdaf - выход летучих веществ из угля, %;

Vt - содержание в угле микрокомпонентов группы витринита, %;

L - содержание в угле микрокомпонентов лейптинита, %;

F - содержание в угле микрокомпонентов групп фюзинита, %;

М - содержание в угле минеральных примесей, %;

Ас - зольность пластов угля, %.

Показатель Пр в изученных условиях изменяется в пределах от 2 до 7.

Установлено, что содержание пыли в отбитом угле во взаимосвязи с метаноносностью угольного пласта линейное, причем с увеличением метаноносности пласта увеличивается содержание пыли в разрушаемом угле, а взрывам угольной пыли обычно предшествуют вспышки и взрывы метана.

1. Способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля, включающий определение метаноносности угольного массива, выхода количества летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесей, измерение удельного пылевыделения и установление критерия взрываемости пыли, отличающийся тем, что в угольных пластах шахтного поля выделяют участки с включениями пирита, определяют содержание тонкодисперсной пыли пирита, материнской пыли в порах угля и объемы свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе, при этом устанавливают количественную связь между метаноносностью угольного массива и удельным пылевыделением в зоне разрушения угля исполнительным органом машины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разрушения угля определяют концентрацию метана и содержание тонкодисперсной пыли пирита, снижающих температуру воспламенения гибридных смесей.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что устанавливают количественную связь между критерием взрываемости пыли и петрографическими разностями угольного пласта.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах и газоопасных рудниках.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения выбросоопасных зон в угольных пластах.

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для установления категорий опасности шахт по метану. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ по газовому фактору за счет повышения точности прогноза метаноопасности шахт по показателям содержания метана в угольных пластах по числовым значениям абсолютной метанообильности очистных выработок.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при герметизации шпуров для оценки газоносности метаноносных угольных пластов и контроля газовыделения в горные выработки.

Изобретение относится к способам контроля состава и параметров атмосферы угольных шахт, а именно к газовому анализу. Техническим результатом является повышение эффективности аэрогазового контроля в горных выработках угольных шахт за счет выполнения диагностики и выявления незаконных вмешательств в штатный режим работы систем аэрогазового контроля (АГК), а также реагирования на кратковременные пульсации концентраций метана, превышающих по амплитуде допустимые нормы.

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей в шахтах.

Изобретение относится к области охраны труда и техники безопасности в угольной и других областях промышленности, связанных с загрязнением атмосферы (газа) твердыми частицами, и, в частности, к пылеизмерительным приборам - аспираторам воздуха.

Изобретение относится к отрасли горного дела и посвящено проблеме обеспечения безопасности проведения подготовительных горных выработок по газовому фактору. Техническим результатом является повышение эффективности способа определения метановой опасности подготовительных горных выработок, путем учета влияния на метановую опасность подготовительных горных выработок режима работы вентилятора местного проветривания, фильтрационных и диффузионных параметров переноса метана воздушной струей.

Изобретение относится к горному делу, а именно к области техники безопасности и профилактики эндогенных пожаров при подземной разработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию.
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 на всех этапах производства горных работ.
Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной и рудной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и газоопасных рудниках. Техническим результатом является повышение надежности прогноза за счет учета динамики снижения расхода воздуха и роста концентрации газов. Предложенный способ включает экспериментальное определение интенсивности выделения взрывоопасных газов в горные выработки, измерение расхода воздуха и концентрации газов в рудничной атмосфере и температуры их воспламенения. При этом измерение расхода воздуха и концентрации газов в нем осуществляют в процессе снижения параметров проветривания выработки и устанавливают динамику снижения расхода воздуха и роста концентрации газов, составляющих гибридную смесь. Кроме того, за температуру воспламенения принимают величину, присущую компоненте гибридной смеси с наименьшей температурой воспламенения, а риск взрыва гибридной смеси определяют произведением частот аварийных ситуаций по расходу воздуха и содержанию компоненты гибридной смеси с наименьшей температурой воспламенения. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха. Технический результат заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность. В установке для очистки воздуха (1) от пыли, содержащей корпус (14), узел подвода запыленного воздуха (1) и циклонную камеру (9) с коническим днищем, узел подвода установлен на вращающейся платформе (15) и включает расположенные по окружности воздуховоды (2), снабженые нагнетательными вентиляторами (3) и соединенные с кольцевыми каналами (7), которые сообщаются с циклонной камерой (9) и снабжены соплами (8) для подачи нагнетаемого воздуха (1) по окружности в верхнюю часть циклонной камеры (9). Вентиляционная труба (10) размещена соосно над циклонной камерой (9), а под корпусом (14) установки расположена ходовая часть (16), при этом установка снабжена штоками (13) и направляющими (12), соединенными с верхней частью штоков (13) и всасывающей частью воздуховода (2), выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков (13). Ходовая часть (16) выполнена в виде самоходного шасси. Циклонная камера (9) снабжена пылесборником (11). Внутри вентиляционной трубы (10) на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов (19), включающих конфузоры (17) и вентиляторы (18), 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к автоматизированной системе аэрогазового контроля в очистном забое шахты. Техническим результатом является минимизация опасности взрыва путем надежного выявления манипуляции с газовыми датчиками и предупреждения самовозгорания угля в забое. Автоматизированная система аэрогазового контроля и предотвращения взрыва в забое с устройством орошения выработки и добычной машиной содержит установленные на каждой секции крепи стационарные датчики температуры и установленное на добычной машине по меньшей мере одно комплексное измерительное устройство, включающее компактно размещенные в едином корпусе датчик метана, датчик температуры и датчик оксида углерода. При этом в программу каждого блока контроля и управления введена логика сравнения измерений установленного на добычной машине датчика температуры с измерениями стационарных датчиков температуры, для выдачи предупредительного сигнала при фиксации недостаточного совпадения указанных измерений. Кроме того, блоки контроля и управления снабжены радиомодулями для беспроводной связи с комплексным измерительным устройством и стационарными датчиками температуры. Комплексное измерительное устройство может содержать датчик оксида углерода, а блоки контроля и управления имеют возможность активации работы устройства орошения. На добычной машине могут быть размещены два комплексных измерительных устройства на максимально удаленных концах ее корпуса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к повышению безопасности ведения горных работ. Технический результат достигается тем, что измерение относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта осуществляют дистанционно с расстояния 1,0-1,5 м через 3-5 м по длине лавы, при этом в каждой точке измерения к учету принимают среднее значение, полученное не менее чем в 30 циклах измерений, а границей защищенной зоны принимают расстояние от линии примыкания пласта к выработанному пространству до точки фиксации стабилизации значения радиационной температуры. В способе определения границ защищенных зон в лавах угольных пластов осуществляется дистанционное измерение относительного изменения радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта. Первый замер производится в точке на расстоянии 3-5 м от ниши или от штрека, последующие точки измерения располагаются на равном расстоянии через 3-5 м по длине лавы. В каждой точке измерения выполняется не менее 5 точечных замеров. После выполнения каждого цикла измерений для каждой точки в цикле рассчитываются средние значения. По средним значениям не менее чем 30 циклов измерений строится график относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта по длине лавы и фиксируется точка ее стабилизации, которая и является границей защищенной зоны. 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в выработках газообильных шахт. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в горных выработках пыли. Предложен способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах, включающий определение в угле содержания летучих веществ и минеральных в нем примесей, измерение количества отложившейся в горной выработке пыли и установление нижнего предела ее взрываемости. При этом в угольном пласте выделяют участки с включениями пирита, а в процессе очистной выемки угля в выработке с исходящей вентиляционной струей измеряют расход воздуха, содержание в нем метана и сероводорода. По содержанию сероводорода, образующегося в процессе термического разложения пиритной пыли, устанавливают нижний предел взрываемости гибридной смеси.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к борьбе с взрывами горючих газов в горных выработках. Техническим результатом является повышение эффективности способа предотвращения взрывов горючих газов, а также снижение расхода пенообразующей жидкости. Предложен способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок с созданием в них взрывобезопасной концентрации горючих газов под избыточным давлением и прокладкой канала для транспортирования горной массы. Причем указанный канал заполняют пеной под давлением, превышающим давление горючего газа в горной выработке. При этом часть канала для транспортирования горной массы располагают горизонтально, причем под этой частью канала помещают емкость для стекания пенообразующей жидкости из разрушающейся пены, которую используют для повторного получения пены. 1 ил.
Изобретение относится к горной промышленности, борьбе с эндогенными пожарами. Техническим результатом является повышение эффективности способа предупреждения и подавления самовозгорания породных отвалов. Предложен способ предупреждения и подавления самовозгорания породных отвалов, включающий нагнетание раствора антипирогена в породный отвал. При этом подачу антипирогена осуществляют через перфорированный трубопровод, уложенный в насыпных породах по периметру отвала вдоль его бортов. Причем подачу антипирогена чередуют с подачей по трубопроводу инертного газа. Кроме того расстояние от поверхности до перфорированного трубопровода превышает глубину промерзания пород в зимнее время.

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 способу предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа из угольных пластов. Способ предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа, согласно которому разделяют район производства горных работ на зоны (5) производства горных работ путем распределения дефектов и складок в месторождении таким образом, что границы зон (5) производства горных работ по возможности располагаются в осевых частях дефектов или складок. Определяют направление максимального напряжения в грунте вдоль горизонтального направления в зоне (5) производства горных работ традиционным способом тестирования напряжения в грунте. При этом, когда прилежащий угол между измеренным направлением максимального напряжения в грунте вдоль горизонтального направления и линией прохода угольного пласта меньше 45°, располагают входную вентиляционную выработку (4) и вентиляционную выработку (3) для обратной струи для зоны производства горных работ вдоль наклона угольного пласта. Затем осуществляют проходку штрека и располагают входную вентиляционную выработку (1) и вентиляционную выработку (2) для обратной струи для забоя вдоль линии прохода угольного пласта, а затем осуществляют проходку штрека так, чтобы вести горные работы в забое (6), расположенном вдоль линии прохода угольного пласта. Когда прилежащий угол между измеренным направлением максимального напряжения в грунте вдоль горизонтального направления и линей прохода угольного пласта больше 45°, располагают входную вентиляционную выработку (4) и вентиляционную выработку (3) для обратной струи для зоны производства горных работ вдоль линии прохода угольного пласта. Затем осуществляют проходку штрека и располагают входную вентиляционную выработку (1) и вентиляционную выработку (2) для обратной струи для забоя вдоль наклона угольного пласта. А потом осуществляют проходку штрека так, чтобы вести горные работы в забое (6), расположенном вдоль наклона угольного пласта. Обеспечивается упрощение способа, получение благоприятного эффекта предотвращения внезапных выбросов и уменьшение концентрации напряжения в забое. 2 ил.

Изобретение предназначено для определения начала обледенения жалюзи воздухоприемной решетки при исследовании тепловых процессов, осуществляемых в целях защиты от обледенения. Обледенение решетки жалюзи определяют по образованию инея на влажном марлевом бинте, который предварительно укладывают на жалюзи. Достигается простота и надежность способа. 1 ил.

Способ относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использован для прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей. Предложен способ прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей при разрушении угля, включающий определение метаноносности угольного массива, выхода количества летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесей, измерение удельного пылеподавления и установление критерия взрываемости пыли. При этом в угольных пластах шахтного поля выделяют участки с включениями пирита, определяют метаноносность угольного массива, выхода летучих веществ и содержание тонкодисперсной пыли пирита, материнской пыли в порах угля и объемов свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе. Устанавливают количественную связь между метаноносностью угольного массива и удельным пылевыделением в зоне разрушения угля исполнительным органом машины. Кроме того, предложенный способ предусматривает определение в зоне разрушения угля концентрации метана и содержания тонкодисперсной пыли пирита, при термическом разложении которого выделяется сероводород, снижающий температуру воспламенения метанопылевоздушных смесей, а также установление количественной связи между критерием взрываемости пыли и петрографическими разностями угольного пласта. 2 з.п. ф-лы

Наверх