Способ прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации

Изобретение относится к способу прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, который можно использовать в очистных забоях угольных шахт. Способ реализуется путем создания прогностической модели, которая объединяет множество показателей и требует определения ряда показателей, включая исходное давление газа в угольном пласте, исходное напряжение горной породы, влияние разработки, коэффициент десорбции газа выбуренной породы, количественный показатель выбуренной породы и им подобные и их объединения с целью прогнозирования опасности выброса угля и газа. Благодаря способу прогнозирования, объединяющему различную информацию, информация об опасности выброса угля и газа может быть полной и становится возможным осуществить прогнозирование опасности выброса газа и породы, преодолеваются недостатки, связанные с неполнотой информации при использовании одного показателя и неточностью прогноза, и увеличивается точность прогноза опасности выброса угля и газа. 1 ил.

 

Область техники

Данное изобретение относится к способу прогнозирования опасности выброса газа, конкретнее - к способу прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, который можно использовать в очистных забоях угольных шахт.

Предпосылки создания изобретения

Риск выброса угля и газа представляет собой одну из главных опасностей, которые приводят к тяжелым травмам и смертям в угольных шахтах. Точное прогнозирование выброса угля и газа может эффективно предотвращать аварии. В настоящее время большинство способов прогнозирования опасности выброса угля и газа являются способами, которые основаны на одном показателе и в которых используется один показатель, такой как количество выбуренной горной породы S, коэффициент десорбции газа K или Δh2 выбуренной породы, начальная интенсивность эмиссии газа q из буровой скважины и т.п., или используется эмпирическая формула, полученная суммированием этих показателей с целью выполнения прогноза. Вследствие сложных геологических уровней в угольных шахтах эти показатели не могут всесторонне отражать опасность выброса угля и газа; кроме того, эти показатели не могут обеспечить истинного интегрального прогноза. Следовательно, они не могут использоваться для точного прогнозирования опасности выброса угля и газа, и часто происходят аварии, связанные с выбросом угля и газа, вероятность которых была недооценена, и они создают большие помехи безопасной добыче в угольных шахтах. Исследования показывают, что рыхлое и битуминозное угольное тело достигает адсорбционного равновесия при определенном давлении газа; когда давление газа резко уменьшается, адсорбционное равновесие может быть нарушено, следовательно, становится возможным прогнозировать опасность выброса угля и газа посредством критического разрывного давления газа в угольном теле, и интегральное прогнозирование можно осуществить, воспользовавшись первоначальным давлением газа в угольном пласте, влиянием добычи угля и коэффициентом десорбции газа в выбуренной горной породе, с тем чтобы увеличить точность прогноза.

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая проблема: Целью данного изобретения является создание способа прогнозирования опасности выбора угля и газа посредством объединения различной информации на основе параметров газа, который объединяет исходное давление газа в угольном пласте, критическое разрывное давление газа для образца угля, влияние добычи угля и коэффициент десорбции газа в выбуренной породе, с тем чтобы собрать исчерпывающую информацию об опасности выброса угля и газа и получить более точные результаты прогнозирования.

Техническая схема: способ прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, раскрытый в данном изобретении, включает:

a) измерение исходного давления газа P в угольных пластах в зоне добычи угля и максимального сконцентрированного напряжения σmax в подошве выработки в угольном теле перед забоем и измерение критического разрывного давления газа и критического предела прочности на сжатие образцов угля, полученных в месте добычи;

b) бурение скважины длиной не менее 10 м в угольном теле перед очистным забоем в направлении разработки месторождения, измерение коэффициента десорбции газа в выбуренной породе один раз через каждый метр по всей длине скважины и запись коэффициента десорбции K1 на расстоянии 1 м, коэффициента десорбции K2 на расстоянии 2 м, коэффициента десорбции K3 на расстоянии 3 м и т.д., соответственно до тех пор, пока коэффициент десорбции не стабилизируется, и этот установившийся коэффициент десорбции берется в качестве максимального коэффициента десорбции Kmax; измерение общего количества выбуренной породы на каждом метровом отрезке пробуренной скважины, запись общего количества выбуренной породы S1 на расстоянии 1 м, общего количества выбуренной породы S2 на расстоянии 2 м, общего количества выбуренной породы S3 на расстоянии 3 м, и т.д., соответственно, и наибольшее значение из значений общего количества выбуренной породы принимается в качестве максимального количества выбуренной породы Smax;

c) расчет давления газа P1 на расстоянии 1 м, давления газа P2 на расстоянии 2 м, давление газа P3 на расстоянии 3 м и т.д., по формуле:

,

расчет напряжения на подошве выработки σ1 на расстоянии 1 м; напряжения на подошве выработки σ2 на расстоянии 2 м; напряжения на подошве выработки σ3 на расстоянии 3 м и т.д.; соответственно по формуле

;

d) построение кривой распределения давления газа в угольном теле перед очистным забоем в туннеле и прямой линии критического давления газа, необходимого для разрушения угольного тела при помощи устройства, прогнозирующего опасность выброса угля и газа, путем объединения различной информации, или построение их вручную, при этом значения давления газа и значение напряжения на подошве выработки получены в разных местах, при этом расстояние от очистного забоя до точки пересечения кривой распределения давления газа и прямой линии критического давления газа при разрыве угольного тела представляет собой полученную на основании параметров газа критическую глубину бурения; далее, построение кривой распределения напряжений в подошве выработки в угольном теле перед очистным забоем и прямой линии критической прочности при сжатии угольного тела, при этом расстояние от очистного забоя до первой точки пересечения между кривой распределения напряжений в подошве выработки и прямой линией критической прочности при сжатии вблизи очистного забоя представляет собой полученную на основании напряжений в подошве выработки критическую глубину бурения; наименьшее значение из критической глубины бурения, полученной на основании параметров газа, и критической глубины бурения, полученной на основании напряжения на подошве выработки, принимается в качестве критической глубины бурения;

если глубина бурения в одной операции в туннеле меньше, чем критическая глубина бурения, то результат прогнозирования будет “безопасно”; если глубина бурения больше или равняется критической глубине бурения, то результат прогнозирования будет “опасно”; тем самым завершается прогнозирование опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, основанной на напряжениях в подошве выработки.

Положительные эффекты: при помощи описанной выше технической схемы выполнения интегральное прогнозирование, в котором используется множество факторов, включая исходное давление газа в угольных пластах, напряжение на подошве выработки в исходных горных породах, критическое давление газа при разрыве образца угля; механическая прочность угольного тела, воздействие от добычи угля, коэффициент десорбции газа в выбуренной горной породе и количество выбуренной породы, с тем чтобы преодолеть недостатки неполного сбора информации и неточного прогнозирования, свойственные методам прогнозирования, использующим один показатель, и увеличить точность прогноза. Данный способ может осуществить прогнозирование опасности выброса угля и газа на основании параметров газа и на основании напряжения на подошве выработки, его можно использовать как для битуминозного угля, так и для антрацита; при прогнозировании путем объединения различной информации информация, используемая при прогнозировании, становится более обширной, и, следовательно, результат прогнозирования становится более точным. Таким образом, способ, раскрытый в данном изобретении, может в значительной степени гарантировать безопасную добычу в угольных шахтах. Кроме того, такие параметры, как исходное давление газа в угольных пластах, критическое давление газа для разрыва образца угля, напряжение в исходных горных породах и механическая прочность угольного тела измеряются в начале операции; необходимо измерить только плановые параметры для прогнозирования (например, количество выбуренной породы, коэффициент K1 в вырубленной породе или Δh2 и т.п.) во время стандартного процесса прогнозирования для того, чтобы выполнить прогнозирование при объединение различной информации; процесс прогнозирования прост и удобен, и точность прогноза высока.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему способа прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, раскрытого в данном изобретении, на которой:

1 - очистной забой в туннеле; 2 - угольное тело; 3 - кривая распределения давления газа; 4 - прямая линия критического давления газа при разрыве; 5 - критическая глубина бурения, полученная на основе параметров газа; 6 - буровая скважина; 7 - кривая распределения напряжений на подошве выработки; 8 - прямая линия критической прочности на сжатие; 9 - критическая глубина бурения, полученная на основе напряжений на подошве выработки.

Подробное описание вариантов выполнения

Как показано на Фиг. 1, в способе прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, предложенном в данном изобретении, давление газа в угольных пластах в зоне добычи угля измеряется многократно, и максимальное значение из значений, полученных при измерениях, принимается в качестве исходного давления газа P в угольных пластах; кроме того, максимальная концентрация напряжений на подошве выработки σmax в угольном теле 2 измеряется методом разрыва гидравлическим давлением, методом релаксации напряжений (например, для полых объемов), или другими методами, которые могут обнаружить напряжение на подошве выработки, более того, в зоне добычи берутся образцы угля и измеряется критическое давление разрыва образцов угля и критическая прочность на сжатие образцов угля. Буровая скважина 6 длиной не менее 10 м бурится в направлении разработки в угольном теле 2 в туннеле перед очистным забоем, и коэффициент десорбции газа в выбуренной породе или другие показатели, которые могут отражать давление газа или его количество, измеряются через каждый метр на всей длине скважины; при этом записывается коэффициент десорбции K1 при бурении на расстояние 1 м, коэффициент десорбции К2 при бурении на расстояние 2 м, коэффициент десорбции К3 при бурении на расстояние 3 м и т.д., соответственно, до тех пор пока коэффициент десорбции не стабилизируется; в процессе контроля коэффициента десорбции газа можно измерять через каждые 2 м длины скважины, если его изменения невелики, стабильное значение коэффициента десорбции берется в качестве максимального индекса десорбции Kmax; кроме того, измеряется общее количество выбуренной породы или других показателей, которые могут отражать изменение напряжения на подошве выработки на каждом отрезке длиной 1 м, и записывается количество выбуренной породы S1 на расстоянии 1 м, количество выбуренной породы S2 на расстоянии 2 м, количество выбуренной породы S3 на расстоянии 3 м и т.д., соответственно, максимальное значение из записанных значений количества выбуренной породы принимается в качестве максимального количества выбуренной породы Smax. Если максимальный коэффициент десорбции Kmax или максимальное количество выбуренной породы Smax превышает критические значения, определенные в “Правилах по предотвращению и контролю выбросов угля и газа”, это указывает на то, что существует опасность выброса; если опасность выброса отсутствует, прогнозирование следует продолжить следующим образом. Вследствие того что коэффициент десорбции газа в выбуренной породе увеличивается при увеличении давления газа и уменьшается при уменьшении давления газа, имеется зависимость между коэффициентом десорбции газа в вырубленной породе и давлением газа, иначе говоря, максимальному коэффициенту десорбции газа Kmax выбуренной породы соответствует максимальное исходное давление газа P в угольных пластах; затем по следующей формуле:

,

вычисляется давление газа P1 при бурении на расстоянии 1 м; давление газа Р2 при бурении на расстоянии 2 м, и давление газа Р2 при бурении на расстоянии 3 м и т.д. Вследствие того что количество выбуренной породы отражает величину напряжения на подошве выработки (количество выбуренной породы увеличивается с увеличением напряжения на подошве выработки и уменьшается при уменьшении давления на подошве выработки), и максимальное количество выбуренной породы Smax соответствует максимальному напряжению на подошве выработки σmax по следующей формуле:

,

вычисляется напряжение на подошве выработки σ1 при бурении на расстояние 1 м, напряжение на подошве выработки σ2 при бурении на расстояние 2 м, напряжение на подошве выработки σ3 при бурении на расстояние 3 м и т.д. По точкам вычерчивается кривая 3 распределения давления газа в угольном теле 2 перед очистным забоем 1 в туннеле и прямая 4 критического давления газа для разрыва угольного пласта при помощи устройства для прогнозирования опасности выброса угля и газа, которое может объединять различную информацию, или они вычерчиваются вручную, по полученным значениям давления газа и значениям напряжения на подошве выработки в различных местах, при этом расстояние от очистного забоя 1 до точки пересечения между кривой 3 распределения газа и прямой линией 4 критического разрывного давления газа представляет собой критическую глубину бурения 5, полученную на основе параметров газа; кроме того, вычерчивается кривая 7 распределения напряжений на подошве выработки в угольном пласте 2 перед забоем 1 и прямая линия 8 критической прочности на сжатие угольного тела 2, при этом расстояние от очистного забоя 1 до первой точки пересечения между кривой 7 распределения напряжений на подошве выработки и прямой линией 8 критической прочности на сжатие около очистного забоя 1 представляет собой критическую глубину бурения 9, полученную на основании напряжений; берется меньшее значение из критической глубины бурения 5, полученной на основе параметров газа, и критической глубины бурения 9, полученной на основе напряжений.

Если длина бурения при одной операции в туннеле меньше, чем критическая длина бурения, то результат прогнозирования будет “безопасно”; если длина бурения больше или равна критической длине бурения, результат прогнозирования будет “опасно”, таким образом заканчивается прогнозирование опасности выброса угля и газа, основанное на объединении различной информации, полученной на основе напряжений на подошве выработки. Поскольку интегральное прогнозирование выполняется с учетом многих факторов, включая исходное давление газа в угольных пластах, напряжение на подошве выработки в первоначальных горных породах, критическое давление газа при разрыве образца угля, механическую прочность угольного пласта, влияние добычи угля, коэффициент десорбции газа выбуренной породы, количество выбуренной породы и т.п., в процессе используется более обширная информация об опасности выброса угля и газа и становится возможным осуществить прогнозирование опасности выброса, основанное на параметрах газа и напряжениях на подошве выработки, и, следовательно, становится возможным увеличить точность прогноза опасности выброса угля и газа.

Способ прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, включающий:
a) измерение исходного давления газа Р в угольных пластах в зоне добычи угля и максимального сконцентрированного напряжения σmax в подошве выработки в угольном теле (2) перед забоем (1) и измерение критического разрывного давления газа и критического предела прочности на сжатие образцов угля, полученных в месте добычи;
b) бурение скважины длиной (6) не менее 10 м в угольном теле (2) перед очистным забоем (1) в направлении разработки месторождения, измерение коэффициента десорбции газа в выбуренной породе один раз через каждый метр по всей длине скважины и запись коэффициента десорбции K1 на расстоянии 1 м, коэффициента десорбции К2 на расстоянии 2 м, коэффициента десорбции K3 на расстоянии 3 м и т.д., соответственно до тех пор, пока коэффициент десорбции не стабилизируется, и этот установившийся коэффициент десорбции берется в качестве максимального коэффициента десорбции Kmax; измерение общего количества выбуренной породы на каждом метровом отрезке пробуренной скважины, запись общего количества выбуренной породы S1 на расстоянии 1 м, общего количества выбуренной породы S2 на расстоянии 2 м, общего количества выбуренной породы S3 на расстоянии 3 м, и т.д., соответственно, и наибольшее значение из значений общего количества выбуренной породы принимается в качестве максимального количества выбуренной породы
c) расчет давления газа P1 на расстоянии 1 м, давления газа P2 на расстоянии 2 м, давление газа P3 на расстоянии 3 м и т.д. по формуле:
,
расчет напряжения на подошве выработки σ1 на расстоянии 1 м; напряжения на подошве выработки σ2 на расстоянии 2 м; напряжения на подошве выработки σ3 на расстоянии 3 м и т.д. соответственно по формуле
;
d) построение кривой (3) распределения давления газа в угольном теле (2) перед очистным забоем в туннеле и прямой линии (4) критического давления газа, необходимого для разрушения угольного тела при помощи устройства, прогнозирующего опасность выброса угля и газа, путем объединения различной информации, или построение их вручную, при этом значения давления газа и значение напряжения на подошве выработки получены в разных местах, при этом расстояние от очистного забоя (1) до точки пересечения кривой (3) распределения давления газа и прямой линии (4) критического давления газа представляет собой полученную на основании параметров газа критическую глубину бурения (5); далее построение кривой (7) распределения напряжений в подошве выработки в угольном теле (2) перед очистным забоем (1) и прямой линии (8) критической прочности при сжатии угольного тела (2), при этом расстояние от очистного забоя (1) до первой точки пересечения между кривой (7) распределения напряжений в подошве выработки и прямой линией (8) критической прочности при сжатии вблизи очистного забоя (1) представляет собой полученную на основании напряжений в подошве выработки критическую глубину бурения (9); наименьшее значение из критической глубины бурения (5), полученной на основании параметров газа, и критической глубины бурения (9), полученной на основании напряжения на подошве выработки, принимается в качестве критической глубины бурения;
если глубина бурения в одной операции в туннеле меньше, чем критическая глубина бурения, то результат прогнозирования будет “безопасно”; если глубина бурения больше или равняется критической глубине бурения, то результат прогнозирования будет “опасно”; тем самым завершается прогнозирование опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, основанной на напряжениях в подошве выработки.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для определения начала обледенения жалюзи воздухоприемной решетки при исследовании тепловых процессов, осуществляемых в целях защиты от обледенения.

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.

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.
Изобретение относится к горной промышленности, борьбе с эндогенными пожарами. Техническим результатом является повышение эффективности способа предупреждения и подавления самовозгорания породных отвалов.

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.
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.

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.

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.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха.
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.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности и может быть использовано в шахтах для определения эффективной диффузии газа в угле в месте отбора пробы в реальном времени. Техническим результатом является обеспечение упрощения процесса измерения эффективной диффузии газа в угле. Предложено устройство для измерения эффективной диффузии газа в угле, содержащее корпус, внутри которого размещен блок питания, блок накопления газа, выполненный в виде герметического контейнера с пробоотборником для штыба и датчиком давления, блок электронный, оснащенный процессором, электронным переключателем и таймером, панель управления, индикатор и коммуникационный порт, например, USB. При этом устройство снабжено дополнительным блоком накопления и датчиком давления, а блок электронный - устройством памяти и вычислительным узлом. Причем выходы основного и дополнительного датчиков давления соединены со входами процессора, выходы которого через первые выходы электронного переключателя, соединенного с таймером, подключены к индикатору и устройству памяти, а вторые выходы электронного переключателя, соответственно, соединены с вычислительным узлом, выходы которого подключены к индикатору и коммуникационному порту. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Способ включает бурение скважин по горным породам, размещение в них зарядов ВВ, формирование зоны разрушенных пород взрыванием пород. Из подходных выработок пробуривают скважины для размещения в них зарядов ВВ и для создания вертикального концентрированного заряда (ВКЗ) и управляемым направленным сотрясательным взрывом массив горных пород разгружают в заданном направлении. Подготовленный ВКЗ с трех сторон окружают демпферным слоем разрушенных горных пород, взрывая заряды ВВ, расположенные в пробуренных вертикальных скважинах, затем инициируют вертикальный концентрированный заряд (ВКЗ) и направленным взрыванием воздействуют сейсмовзрывом на зоны концентрации напряжений в горном массиве, а объем ВКЗ определяют по формуле. Изобретение позволяет повысить эффективность разгрузки удароопасных и структурно нарушенных участков месторождений полезных ископаемых для обеспечения безопасного ведения горных работ. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам предотвращения взрыва газа в угольных шахтах. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, практичности, легкости и удобства эксплуатации и повышение безопасности работы в угольных шахтах. Предложена система предотвращения взрыва газа в угольных шахтах, содержащая модуль (1) обнаружения газа для обнаружения концентрации метана и концентрации кислорода в верхнем углу рабочего забоя для добычи угля и по существу взрывобезопасный регулирующий клапан (2), электрически связанный с модулем (1) обнаружения газа. При этом по существу взрывобезопасный регулирующий клапан (2) электрически связан с устройством (12), выпускающим инертный газ в верхний угол рабочего забоя с целью уменьшения концентрации кислорода и концентрации метана. Кроме того, система содержит ветрозащиту для предотвращения попадания кислорода из входной вентиляционной выработки в верхний угол рабочего забоя для добычи угля. При этом модуль (1) обнаружения газа содержит по меньшей мере один датчик I (1-1), определяющий концентрацию метана, для обнаружения концентрации метана в верхнем углу рабочего забоя для добычи угля и по меньшей мере один датчик I (1-2), определяющий концентрацию кислорода, для обнаружения концентрации кислорода в верхнем углу рабочего забоя для добычи угля. А ветрозащита содержит мотор I (6-2), намоточный барабан, соединенный с выходным валом мотора I (6-2), и ветрозащитный экран, намотанный на намоточный барабан. При этом намоточный барабан расположен между двумя соседними отдельными гидравлическими стойками рабочего забоя для добычи угля по направлению добычи угля. Причем мотор I (6-2) расположен на отдельных гидравлических стойках рабочего забоя для добычи угля. При этом сторона выпуска взрывобезопасного регулирующего клапана (2) электрически связана с приводом I (6-1) мотора, и привод I (6-1) мотора электрически связан с мотором I (6-2). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Группа изобретений относится к затвердевающему пеноматериалу, содержащему угольную золу, для предотвращений самовозгорания угля и способу его получения. Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля содержит, мас.ч.: воду 40-60, угольную золу 100, порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, 25-40, ускоритель 3-5, активатор 2-4, пластификатор 1-2, стабилизирующий пену состав 1, причем порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, получен при следующем соотношении, мас.ч.: полугидрат сульфата кальция 24-35 и бикарбонат натрия 1-5, которые вступают в химическую реакцию с образованием инертного газа, т.е. газообразного диоксида углерода, с формированием таким образом вспененного известкового раствора; ускоритель получен при следующем соотношении, мас.ч.: глиноземистый клинкер 1-2, карбонат натрия 1 и обожженная известь 1-2, при этом глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов, мас.%: алюминат натрия 94, оксид алюминия 4, алюмосиликат кальция 2; активатор получен при следующем соотношении, мас.ч.: оксид магния 0,8-1,6 и хлорид магния 1,2-2,4; пластификатор получен при следующем соотношении, мас.ч.: лигносульфонат кальция 0,5-1 и продукт конденсации нафталинсульфоната и формальдегида 0,5-1, причем в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида содержание Na2SO4 составляет <3%; стабилизирующий пену состав получен при следующем соотношении, мас.ч.: бутиловый эфир этиленгликоля 0,2, нанокремний 0,3 и гидроксиэтилцеллюлоза 0,5; при этом время затвердевания указанного пеноматериала можно регулировать путем подбора массовых соотношений между ускорителем, активатором и пластификатором. Способ получения затвердевающего пеноматериала по п. 1 включает: этап 1: добавление 40-60 мас.ч. воды, 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость для перемешивания А, перемешивание полученного раствора со скоростью 3000±100 оборотов в минуту при помощи мешалки в течение 2 мин с образованием однородного вспененного раствора; этап 2: добавление 100 мас.ч. угольной золы, 1-2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия, 1-2 мас.ч. обожженной извести, 0,8-1,6 мас.ч. оксида магния, 1,2-2,4 мас.ч. хлорида магния, 0,5-1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида в смеситель для сухого перемешивания В, и перемешивание полученного порошка со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 3 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного порошка; этап 3: добавление перемешанного порошка, полученного в смесителе для сухого перемешивания В, в однородный вспененный раствор в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивание смеси со скоростью 12000±500 оборотов в минуту в течение 2 мин с помощью мешалки в специальной емкости для перемешивания А с образованием перемешанного жидкого известкового раствора, выдерживание перемешанного жидкого известкового раствора с образованием пены, с получением затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля. Технический результат - создание затвердевающего материала с низким коэффициентом теплопроводности, высокой прочностью на сжатие, хорошим теплоизолирующим эффектом, а также способного понижать концентрацию кислорода в остаточном пространстве угля. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам предотвращения горных ударов и выбросов газа и пыли. Техническим результатом является снижение трудоемкости и повышение эффективности предотвращения динамических явлений в массиве горных пород за счет обеспечения дифференциального разупрочнения слоя пород, залегающего вблизи выработки. Способ включает бурение скважин и нагнетание в них водного раствора электропроводящей жидкости, например водного раствора хлористого кальция, который предварительно охлаждают до отрицательной температуры. Концентрацию раствора выбирают таким образом, чтобы температура, до которой можно охладить раствор, обеспечивала промерзание горных пород в зоне теплового влияния скважины и создание сплошной зоны таломерзлой среды между скважинами.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системе вентиляции угольной шахты и устройству для извлечения метана из рудничного воздуха. Технический результат заключается в предотвращении взрывов из-за скоплений метановоздушной смеси под кровлей с возможностью последующей концентрации метановоздушной смеси для дальнейшего использования. Система вентиляции включает по меньшей мере три воздуховода, По одному нагнетательному воздуховоду поступает чистый воздух, при этом площадь нагнетательного зонта значительно превышает сечение воздуховода. По второму воздуховоду, соединенному с устройством для извлечения метана из рудничного воздуха, удаляется рудничный воздух, содержащий сконцентрированный метан, при этом площадь вытяжного зонта значительно превышает сечение воздуховода, и он установлен в максимально высоких точках штрека. По третьему воздуховоду удаляется загрязненный рудничный воздух, и он установлен в максимально низких местах штрека. Воздуховоды имеют протяженность от очистного забоя до поверхности земли. По всей длине горной выработки поперек продольного направления в потолочной части установлены газонепроницаемые перегородки. К потолку штрека прикреплены на прочных нитях воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом воздушные шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне нижней части газонепроницаемых перегородок установлены датчики, фиксирующие уровень высоты воздушных шаров, выполненные с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки рудничного воздуха, содержащего метан, и нагнетания чистого воздуха. Устройство для извлечения метана из рудничного воздуха, поступающего из шахты, включающее герметичный резервуар, к потолочной части которого прикреплены воздушные шары, наполненные негорючим газом, при этом шары тяжелее метана, но легче воздуха. На уровне средней части и выше установлены датчики, фиксирующие уровень нахождения воздушных шаров, с возможностью передачи команды для увеличения или уменьшения скорости вытяжки метана/воздуха, обогащенного метаном. На уровне средней части и ниже установлен воздуховод, подающий рудничный воздух, поступающий из шахты и содержащий в большом количестве метан. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности горных выработок, промышленных помещений на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная, пластмассовая и др. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности использования радиоизотопного способа измерения текущей массы пылевого осадка и упрощение конструкции устройства его реализующего. Предложен радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках, заключающийся в использовании прямого поглощения мягкого бета-излучения пылью, осажденной на тонкую подложку-коллектор, которую располагают на детекторе, а источник углерод-14 в виде тонкой таблетки размещают на Г-образной стойке над коллектором на некоторой высоте от его центра. При этом измерение массы пылевого осадка производится в следующей последовательности. На детектор кладется тонкий коллектор, например фильтр АФА. Измеряется интенсивность I0 потока бета-частиц, прошедших через фильтр, и далее производится измерение интенсивности потока бета-частиц в процессе осаждения пыли Ii. Определяется масса пыли в мг, осевшей на 1 см2 поверхности, при этом k определяется из сравнения поверхностной плотности σi с величиной, определенной весовым методом, одновременно вычисляется погрешность измерения. Измерения σi происходят непрерывно с интервалами между измерениями, зависящими от скорости накопления осадка, до тех пор, пока погрешность Δσi/σi не достигнет заданной величины. Цикл измерения повторяется, пока величина массы осевшей пыли на фильтре не достигнет заданного значения. Результат представляется либо на цифровом табло, либо цветовыми сигналами, свидетельствующими о степени приближения массы осевшей пыли к критическому значению. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к области техники безопасности и профилактики эндогенных пожаров при подземной разработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и точности локации очагов подземных пожаров, снижение затрат на тушение пожаров и повышение безопасности горных работ. Предлагается способ обнаружения подземных пожаров, включающий проведение электроразведки с измерением удельного электросопротивления, мощности слоев геолектрического разреза и определение температуры угля t в аномальной зоне. Способ осуществляется с поверхности земли, а температуру угля t в аномальной зоне определяют с учетом электрического сопротивления геолектрического разреза и свойств угля. 1 ил.

Изобретение относится к способу прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, который можно использовать в очистных забоях угольных шахт. Способ реализуется путем создания прогностической модели, которая объединяет множество показателей и требует определения ряда показателей, включая исходное давление газа в угольном пласте, исходное напряжение горной породы, влияние разработки, коэффициент десорбции газа выбуренной породы, количественный показатель выбуренной породы и им подобные и их объединения с целью прогнозирования опасности выброса угля и газа. Благодаря способу прогнозирования, объединяющему различную информацию, информация об опасности выброса угля и газа может быть полной и становится возможным осуществить прогнозирование опасности выброса газа и породы, преодолеваются недостатки, связанные с неполнотой информации при использовании одного показателя и неточностью прогноза, и увеличивается точность прогноза опасности выброса угля и газа. 1 ил.

Наверх