Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям



Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям
Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям

 


Владельцы патента RU 2620687:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям. В забое производят отделение потоков газа от взрывоопасной пыли, подготавливают изолированную выработку, изолируя ее от выработанного пространства забоя перемычкой с люк-лазом и выпуклой ударостойкой заслонкой. Сопло всасывающего газопровода крепят на кровле у забоя выработки, а сопло пылепровода устанавливают в нижней части выработанного пространства на его почве. Вентиляторы местного проветривания включают на отсос от забоя, на всасывание в изолированную выработку, где, смешивая потоки газа с шахтной пылью, изготавливают газонасыщенные пылегазоугольные брикеты, перемешивая продукты разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород, уплотняя их давлением. Прочность полученных брикетов повышают добавлением вяжущих веществ, например нефтебитумов, а полученную смесь выдавливают через калибровочные отверстия в контейнер-брикетосборник. Затем брикеты сушат и герметизируют. Обеспечивается предотвращение взрывов газа и шахтной пыли, образующихся при добыче полезных ископаемых и проходке горных выработок современными высокопроизводительными комплексами, использование этих газов и пыли для изготовления энергоемких брикетов и исключение выбросов в атмосферу вредных веществ. 2 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа.

Известен способ разработки газонасыщенных угольных пластов с применением опережающей подземной отработки защитных пластов – не опасных или наименее опасных по выбросам пластов, залегающих под или над опасным пластом [Дегазация угольных шахт. Российская угольная энциклопедия. М.-СПб. Издательство Санкт-Петербургской картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2004. С. 496-497].

Недостатком данного способа является опасное скопление газов и пыли в горных выработках газонасыщенного пласта, поскольку выделение газа из деформирующегося пласта (десорбция) происходит значительно быстрее, чем его удаление из выработанного пространства через техногенные трещины в массиве горных пород и даже через дегазационные скважины.

Известен способ дегазации и разупрочнения горных пород, включающий бурение пластовых скважин и скважин в породу кровли, их гидрообработку жидкостью в статическом и гидроимпульсном режимах [Патент РФ №2373398 М.Кл. E21F 7/00 от 15.04.2008 г.].

Недостатком данного способа является то, что отсасывание газа, находящегося в массиве в сорбированном состоянии, занимает долгий по продолжительности период времени, что вызывает существенную отсрочку проведения очистных работ. При этом в атмосферу выбрасывается большое количество газов и угольной пыли.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства сжиженного метана из шахтного газа, заключающийся в создании технологии и установок для выработки сжиженного природного газа из шахтного газа, выдаваемого на поверхность дегазационными скважинами угольных шахт [Ст. Захаров В.Н., Забурдяев B.C., Артемьев В.Б. Углепородные массивы: прогноз, устойчивость, риски, безопасность. Изд. «Горное дело», 2013. - 280 с.].

Недостатком данного способа является сложность и большая трудоемкость технологий получения сжиженного природного газа из шахтного газа, а также неполное использование энергетических ресурсов угольных месторождений, в частности энергии взрыва мелкодисперсной пыли, образующейся при разрушении угля и породы, особенно при увеличении нагрузки на забой и применении современных высокопроизводительных машин и механизмов.

Технической задачей изобретения является повышение безопасности и эффективности ведения горных работ при разработке газоносных угольных пластов путем максимального использования энергетических ресурсов горнодобывающих предприятий и создания на базе угольных месторождений производств по изготовлению энергоемких продуктов из газов и шахтной пыли.

Указанная цель достигается сбором и отводом вредных продуктов разрушения полезного ископаемого из мест их образования и присутствия людей отсасывающей вентиляцией, при этом вместо выброса этих продуктов в атмосферу они транспортируются по герметичным трубам в специально оборудованные изолированные выработки-помещения, где используются для изготовления высокоэнергоемких пылегазоугольных брикетов, удобных и безопасных для хранения, транспортировки и употребления, основным компонентом которых является шахтная пыль и газ, количество которых растет пропорционально росту производительности применяемой добычной и проходческой техники. Для удобства и безопасности хранения, транспортировки и употребления брикеты герметизируют, например: в полиэтиленовую пленку. Сбор и отвод вредных продуктов разрушения полезного ископаемого из мест их образования и присутствия людей достигается путем установки сопел всасывающих трубопроводов в непосредственной близости от мест выделения метана и мест образования шахтной пыли при разрушении угля и породы горнодобычными и горнопроходческими агрегатами и отдельной транспортировки газа и угольной пыли по этим трубопроводам к месту изготовления пылегазоугольных брикетов. При этом сопло газопровода крепят в верхней части выработанного пространства, поскольку метан легче воздуха, а сопло пылепровода устанавливают в нижней части этого пространства, так как пыль скапливается и оседает на почву выработок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано положение на вертикальном разрезе всасывающих газо- и пылепроводов; на фиг. 2 показано место сбора газа и пыли с устройством для изготовления брикетов и брикетосборником, установленными в глухой изолированной выработке.

На чертежах показано выработанное пространство забоя - 7, глухая изолированная выработка - 2, перемычка - 3, газопровод - 4 с соплом - 5, пылепровод - 6 с соплом - 7, трубы - 8 газопровода - 4 и трубы - 9 пылепровода – 6, выполненные телескопическими или гофрированными, устройство для изготовления брикетов - 10 с контейнером-брикетосборником - 11 устанавливают в глухой изолированной выработке - 2 или на земной поверхности, в перемычке - 3 выполнен люк-лаз - 12, который закрывается выпуклой ударостойкой заслонкой - 13 с крепежными заушинами – 14, в которых выполнены отверстия с резьбой для крепежных шпилек - 15.

Способ реализуется следующим образом.

При разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям, и максимального использования энергетических ресурсов горнодобывающих предприятий и создания на базе производств энергоемких продуктов из газа и шахтной пыли в выработках производят разделение потоков газов и взрывопасной пыли, а для изготовления брикетов в шахте подготавливают глухие, изолированные выработки – 2, в которых предполагается изготовление угольных брикетов и насыщения их газом под давлением. Глухую выработку - 2 изолируют от выработанного пространства забоя - 1 перемычкой – 3, в которой выполняют люк-лаз - 12, закрываемый выпуклой ударостойкой заслонкой - 13 с крепежными заушинами – 14, в которых выполнены отверстия с резьбой для крепежных шпилек - 15. Перед работой в забое заслонку - 13 крепят к люк-лазу - 12 крепежными шпильками - 15. Сопло - 5 всасывающего газопровода - 4 крепят на кровле у забоя выработки, а сопло - 7 пылепровода - 6 устанавливают в нижней части выработанного пространства на его почве.

При нагнетательном проветривании в забой газ и шахтная пыль, скапливаясь в выработке, создают опасные взрыво-пожароопасные концентрации. Для исключения данных концентраций вентиляторы местного проветривания (на чертежах не показаны) включают на отсос из забоя, на всасывание в изолированную выработку - 2, где, смешивая потоки газа и шахтной пыли, изготавливают газонасыщенные угольные брикеты. Высокая энергоемкость брикетов обеспечивается сорбцией (поглощением) газа угольным веществом в период изготовления.

При использовании брикетов происходит десорбция (выделение) газа из угольного вещества, обеспечивая горение с повышенной температурой. Прочность брикетов существенно повышают применением вяжущих веществ, особенно нефтебитумов.

Изготовление брикетов производят в два этапа. На первом этапе осуществляют перемешивание продуктов разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород и их уплотнения под давлением 4,5-10 кг/см2 в герметичном бункере. На втором этапе производят выдавливание полученной смеси в виде пылегазоугольных брикетов через калибровочные отверстия под давлением 45-95 кг/см2 в контейнер-брикетосборник - 11 и их сушку. Для более удобного длительного хранения и транспортировки брикеты заплавляют в герметичные емкости, например в полиэтиленовую пленку.

Полученные брикеты могут использоваться как энергетическое и химическое сырье, так и как составляющие взрывчатых веществ, применяемых в горнодобывающей промышленности.

Таким образом, способ позволяет не только повысить безопасность горных работ на месторождениях, склонных к газодинамическим явлениям, но и повысить эффективность освоения таких месторождений путем использования потенциальной энергии газа и шахтной пыли в полезных целях.

Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям, позволит предотвратить взрывы газа и шахтной пыли, образующихся при добыче полезных ископаемых и проходке горных выработок современными высокопроизводительными комплексами, использовать эти газы и пыль для изготовления энергоемких брикетов и исключить выбросы в атмосферу упомянутых вредных веществ.

Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям, предусматривающий сбор и отвод вредных продуктов разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород из мест их образования и присутствия горнорабочих, отличающийся тем, что в забое производят отделение потоков газа от взрывоопасной пыли, подготавливают изолированную выработку, изолируя ее от выработанного пространства забоя перемычкой с люк-лазом и выпуклой ударостойкой заслонкой, сопло всасывающего газопровода крепят на кровле у забоя выработки, а сопло пылепровода устанавливают в нижней части выработанного пространства на его почве, вентиляторы местного проветривания включают на отсос от забоя, на всасывание в изолированную выработку, где, смешивая потоки газа с шахтной пылью, изготавливают газонасыщенные пылегазоугольные брикеты, при этом, перемешивая продукты разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород, уплотняя их давлением, прочность полученных брикетов повышают добавлением вяжущих веществ, например нефтебитумов, а полученную смесь выдавливают через калибровочные отверстия в контейнер-брикетосборник, затем брикеты сушат и герметизируют.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу улучшения извлечения газа путем подземного двухфазного газожидкостного переменного, основанного на фазах, разрыва угольного массива в угольной шахте.

Изобретение относится к области энергосбережения в технологии безопасности в угольных шахтах. Техническим результатом является обеспечение высокой эффективности энергосбережения и сокращения выбросов газовых смесей в атмосферу.
Изобретение относится к горному делу. Предложен способ прогноза метанового баланса очистной выработки, включающий определение метаноносности угольного пласта, измерение интенсивности метановыделения в призабойное пространство лавы из отрабатываемого пласта и выработанного пространства.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации угольных пластов. Способ включает сооружение взрывной скважины в угольном слое и выполнение операции резки слоя угля струей воды под давлением во взрывной скважине с интервалом, так, что ведущая канавка слоя образуется в угольном массиве вокруг взрывного пробуренного отверстия; подачу взрывной стальной трубы с закрытой пробкой верхней частью во взрывную скважину, образование множества воздушных выпусков на передней части взрывной стальной трубы и герметизация участка внутри проема отверстия скважины на 8-10 м, так, чтобы образовать цементную пробку; и соединение взрывной стальной трубы со станцией высокого давления воздуха через трубопровод на обнаженном конце стальной взрывной трубы и открывание клапана, устроенного на трубопроводе для инжектирования газа под высоким давлением.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной угледобыче, и предназначено для предварительной дегазации зоны повышенного горного давления со стороны погашенной лавы при отработке свиты пластов с прочной и слабопроницаемой кровлей/почвой и выработанного пространства.
Предложенное изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом изобретения является обеспечение создания равномерной сети трещин для повышения эффективности газоотдачи пласта.
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Предложен способ дегазации угленосной толщи, включающий оконтуривание участка угольного пласта подготовительными выработками и его отработку очистным забоем, определение метанообильности участка из сближенных пластов угля в зонах разгрузки, проведение скважин на сближенные пласты, измерение интенсивности метановыделения из скважин и установление удаленности от линии очистного забоя зон начального и максимального метановыделения из сближенных пластов и параметры заложения скважин.

Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и в частности к скважинной разработке угольных месторождений.
Изобретение относится к горному делу, в частности к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по повышению содержания метана в каптируемых газовоздушных смесях, пригодных для утилизации.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки мощных пологих пластов угля. Способ разработки мощных пологих угольных пластов включает подготовку выемочного столба, монтаж механизированного комплекса, подрезку нижнего слоя пласта очистным комбайном, разрушение подкровельной толщи тонкими гидравлическими струями, выпуск горной массы на подзавальный конвейер.

Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости с использованием воздушной подушки, например, в карьерах после взрывных работ. Транспортное средство содержит корпус, днище, гибкое ограждение полости воздушной подушки, выполненное по периметру днища корпуса, сопла для подачи сжатого воздуха, всасывающий воздухозаборник нагнетателя воздуха, перепускные трубопроводы, грузовой контейнер.

Изобретение относится к устройству для подавления пыли при экскавации грунта. Устройство содержит шасси, стрелу, шарнирно закрепленную на заднем конце шасси, режущий компонент, закрепленный на стреле, кожух, по меньшей мере частично закрывающий режущий компонент, источник вакуума, имеющий флюидную связь с внутренним пространством кожуха и служащий для отсасывания содержащего пыль воздуха из этого пространства, воздухоочиститель для удаления пыли из воздуха, отсасываемого источником вакуума из внутреннего пространства кожуха, противопылевой барьер, который выступает вниз из кожуха, причем указанный противопылевой барьер идет вдоль по меньшей мере участка периметра кожуха, при этом противопылевой барьер имеет конструкцию, проницаемую для обломков, создаваемых за счет режущего компонента, которая обеспечивает постепенное ограничение поступления воздушного потока внутрь через противопылевой барьер, по мере того как противопылевой барьер идет вниз от кожуха.

Изобретение относится к устройству для подавления пыли и может быть использовано в строительстве и горной промышленности при аварийном фонтанировании скважин и пожарах или подземных вулканических выбросах.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для удаления пыли из загрязненных горных выработок. .

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим очистку загрязненного воздушного и газового потоков и может быть использовано в энергетической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где есть пыле-золо-газовые выбросы в атмосферу.

Изобретение относится к области горного дела и другим отраслям промышленности, предприятия которых используют и получают газовые потоки с последующей их очисткой.

Изобретение относится к вентиляции, исключающей загрязнение воздуха производственных помещений, и может быть использовано при обеспыливании подвижных разгрузочных устройств сыпучего материала, например катучих конвейеров.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью при различных производственных процессах посредством эжекции запыленного воздуха и захвата пылевых частиц факелом распыленной жидкости внутри устройства и отделения образующегося при этом шлама.

Изобретение относится к области газоочистки и может быть использовано в системах подготовки воздуха перед подачей в турбокомпрессор газотурбинной установки (ГТУ) в системах кондиционирования воздуха в различных климатических зонах в металлургической, энергетической, газоперекачивающей, горнодобывающей, химической промышленности.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации тоннелей метрополитена, более конкретно к затвору поворотному защитно-герметическому для перегонного тоннеля метрополитена.
Наверх