Способ прогноза пирита в пласте угля

Авторы патента:

E21F7/00 - Способы или устройства для отсасывания рудничных газов без последующего использования или с использованием этих газов для каких-либо целей

E21F5/00 - Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров (перемычки E21F 17/103; нанесение жидкостей или других текучих материалов на поверхности вообще B05)

Владельцы патента RU 2751027:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к области горного дела, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использован для определения местонахождения пирита в угольных пластах. Способ включает отбор проб угля в очистном забое, измельчение угля, определение его сорбционных показателей и элементного состава, хронометраж движения комбайна по отбойке угля, установление датчиков температуры и содержания газа в рудничном воздухе. Отбор проб угля производят в средней по длине части очистного забоя до посадки пород основной кровли, определяют в угле содержание тонкодисперсных фракций угольной пыли и частиц пыли пирита, датчики температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем устанавливают на очистном комбайне, размещают их вдоль комбайна по ходу движения потока призабойного исходящего воздуха, результаты хронометража движения комбайна по очистному забою, совмещают их с показаниями датчиков температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем, при этом местонахождения пирита в пласте угля определяют по повышению концентрации сероводорода вблизи углеразрушающего комбайна. Технический результат достигается за счет определения в угле после его измельчения тонкодисперсной фракций угольной пыли и частиц пыли пирита, установки датчиков температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем на очистном комбайне по ходу движения потока призабойного исходящего воздуха, хронометраже движения комбайна по очистному забою во время разрушения пласта угля, совмещения данных хронометража с показаниями температуры воздуха и концентрации сероводорода вблизи углеразрушающего комбайна. Это позволяет определить местонахождение пирита в пласте угля по длине очистного забоя.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза местоположения пирита в пласте угля.

Известен способ определения содержания углепородной пыли в воздухе призабойного пространства лавы при работе очистного комбайна по разрушению угольного массива [Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах. - М.: Недра, 1979. - 319 с.; стр. 7-12].

Недостатком данного способа является то, что определяют в воздухе призабойного пространства только содержание угольной пыли.

Известен способ влияния на взрывоопасность гибридных смесей в угольной шахте, состоящих из угольной пыли и метана (Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах [А.Д. Рубан, В.Б. Артемьев, и др. - М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. - 396 с. С. 98-100].

Недостатком способа служит то, что в нем отсутствует технологическое решение по установлению местонахождения по длине лавы пирита в угольных пластах, который создает предпосылки для формирования взрывоопасных ситуаций из-за фрикционного искрения при работе очистного комбайна по разрушению массива угля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ прогноза содержания пирита в метаноносных пластах угля в виде включений, содействующих формированию искрения при работе комбайна в процессе разрушения угольного пласта [Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов / А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев, В.С. Забурдяев. ИПКОН РАН - М.: Наука, 2007. - 279 с.; стр. 11-13, 88-92. (Прототип)].

Недостаток способа состоит в том, что его технологические решения не позволяют определять местонахождение включений пирита в угольном пласте по длине очистного забоя.

Технической задачей изобретения является прогноз местонахождения пирита в пласте при очистной выемке угля комбайном за счет определения серосодержащих веществ в угле и измерения концентрации сероводорода вблизи углеразрушающего комбайна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе прогноза пирита в пласте угля, включающем отбор проб угля в очистном забое, измельчение угля, определение его сорбционных показателей и элементного состава, хронометраж движения комбайна по отбойке угля, установление датчиков температуры и содержания газа в рудничном воздухе, отбор проб угля производят в средней по длине части очистного забоя до посадки пород основной кровли, определяют в угле содержание тонкодисперсных фракций угольной пыли и пирита, датчики температуры воздуха и концентрации сероводорода устанавливают на очистном комбайне, размещают их вдоль комбайна по ходу движения потока призабойного исходящего воздуха, хронометраж движения комбайна совмещают с показаниями датчиков температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем, при этом местонахождения пирита в пласте угля определяют по повышению концентрации сероводорода вблизи углеразрушающего комбайна.

Способ реализуется следующим образом.

В рудничной атмосфере измеряют содержание взрывоопасных газов и угольной пыли. Отбирают пробы угля по длине очистного забоя до посадки пород основной кровли, то есть на участке угольного пласта в меньшей степени подверженного разгрузке от горного давления. При этом три - четыре рассредоточенных пробы угля отбирают в средней части очистного забоя, отступив от участковых выработок на 35-40 м. Отобранные пробы угля после удаления частиц породы подвергают измельчению до тонкодисперсной фракции пыли. Определяют сорбционные показатели и элементный состав угля по стандартным методикам.

Датчики температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем устанавливают на очистном комбайне, размещают их вдоль комбайна по ходу движения потока исходящего призабойного воздуха, омывающего место установки датчиков.

Во время работы очистного комбайна по разрушению пласта угля производят хронометраж его движения в призабойном пространстве лавы. Совмещают результаты хронометража с данными измерения температуры воздуха и концентрации сероводорода вблизи установленных на комбайне датчиков, регистрирующих температуру воздуха и концентрацию сероводорода.

В процессе контакта резцов исполнительного органа комбайна с пиритом происходит его разрушение с образованием пиритной пыли, термическое разложение которой приводит к ее зажиганию с последующим выделением сероводорода. Температура воспламенения сероводорода составляет 290-320°С, что значительно ниже температуры воспламенения метана, равной 650-750°С. Воспламенение сероводорода способствует зажиганию как метана, так и угольной пыли, температура воспламенения которой более высокая и составляет 750-850°С. Такая последовательность воспламенения сероводорода, метана и угольной пыли формирует условия для взрыва газопылевоздушных смесей с катастрофическими последствиями (гибель людей, разрушение выработок, потеря горного оборудования и приборов).

Местонахождение пирита в угольном пласте по протяженности очистного забоя определяют с использованием результатов хронометража движения очистного комбайна по разрушению пласта угля и показаниям датчиков температуры воздуха и концентрации сероводорода. При этом за основной критерий потенциальной газовой опасности ведения горных работ в очистном забое принимают фактическое повышение концентрации сероводорода в области работающего очистного комбайна.

Показания датчиков температуры воздуха и концентрации сероводорода, установленных на комбайне, используют для изучения динамики протекания процесса формирования взрывоопасной ситуации в очистном забое при работе комбайна по выемке угля на газоносном пласте и для разработки мероприятий по предотвращению формирования взрывоопасных ситуаций на выемочном очистном участке при составлении паспорта ведения горных работ.

В отобранной и измельченной пробе угля определяют частицы взвешенной угольной пыли, размером 100-60 мкм, способной взрываться при определенных газотермодинамических условиях. Такую пыль из общей массы тонкодисперсных фракций выделяют известным стандартным методом, в том числе и путем счета пылинок под микроскопом. Элементный состав углей определяют с использованием, например, рентгенфлуоресцентного спектрометра Olympus Х-5000 или других приборов.

Способ прогноза пирита в пласте угля, включающий отбор проб угля в очистном забое, измельчение угля, определение сорбционных показателей и его элементного состава, хронометраж движения комбайна по отбойке угля, установление датчиков температуры и содержания газа в рудничном воздухе, отличающийся тем, что отбор проб угля производят в средней по длине части очистного забоя до посадки пород основной кровли, определяют в угле содержание тонкодисперсных фракций угольной пыли и частиц пыли пирита, датчики температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем устанавливают на очистном комбайне, размещают их вдоль комбайна по ходу движения потока призабойного исходящего воздуха, результаты хронометража движения комбайна совмещают с показаниями датчиков температуры воздуха и концентрации сероводорода в нем, при этом местонахождения пирита в пласте угля определяют по повышению концентрации сероводорода вблизи углеразрушающего комбайна.

Изобретение относится к способу дегазации надрабатываемых пластов-спутников. Техническим результатом является повышение эффективности дегазации надрабатываемых газоносных пластов-спутников.

Способ дегазации выемочного участка // 2732931

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано в шахтах для снижения интенсивности выделения метана в выработки выемочного участка и поддержания допустимой ПБ концентрации метана на сопряжении очистного забоя с участковой выработкой. Изобретение включает проведение выработок в плоскости отрабатываемого пласта, оставление между выемочными участками целиков угля, бурение веера скважин по сближенному подрабатываемому пласту, подсоединение скважин к вакуумной системе выемочного поля и извлечение метана.

Способ газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя // 2731428

Настоящее изобретение обеспечивает способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя, в котором большое количество N2 или CO2 закачивается в буровую скважину при помощи отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа, газового баллона высокого давления и редукционного клапана, после чего определенное количество метана и сухого воздуха нагнетается в камеру сжигания с высокой температурой и высоким давлением при помощи газового баллона высокого давления и редукционного клапана, чтобы после смешивания и сжигания образовалась ударная волна, и когда давление при высокой температуре и высоком давлении камеры сжигания достигает 30 МПа, то автоматически запускается электромагнитный клапан и мгновенно возникает ударная волна высокой температуры и высокого давления, направленная на выталкивание поршня для сжатия N2 или CO2, так чтобы в угольных массивах на периферии скважины образовывалось большое количество трещин.

Способ определения остаточной метаноносности отбитого в забое угля // 2731011

Способ относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использован для достоверности прогноза метанообильности, обусловленной выделением метана из разрабатываемого угольного пласта, в частности доли метана, содержащегося в отбитом угле. Изобретение включает разрушение угля комбайном, отбор проб угля на кромке угольного забоя, на транспортирующем уголь конвейере, в атмосфере выработки, оборудованной конвейером, а также измерение содержания метана в отобранных пробах.

Способ прогноза интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля // 2730470

Способ относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использован для определения интенсивности выделения метана из отбитого в лаве угля. Технический результат заключается в определении интенсивности выделения метана из отбитого комбайном угля в очистном забое за счет выявления динамики естественной дегазации отбитого угля и интенсивности выделения метана из него в пределах лавы и горных выработок.

Способ определения количества газового гидрата, формирующегося в природном каменном угле // 2726756

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при определении количества газового гидрата, что необходимо при расчете газового баланса угольного пласта и прогнозировании внезапных выбросов угля и газа. Техническим результатом является определении количества газа, находящегося в форме газового гидрата в природном угле, установлении давления и температуры, при которых происходит разложение газового гидрата, а также сопоставление полученных результатов со свойствами исследуемых образцов природного угля, его фактической влажностью, степенью метаморфизма.

Мобильный дегазационный комплекс // 2725044

Изобретение относится к горной промышленности, к наземным передвижным дегазационным установкам и предназначен для откачивания газовоздушной смеси, в том числе метановоздушной смеси, из угольных шахт и рудников. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки газовоздушной смеси, надежности работы, повышение уровня взрывобезопасности помещений, технологичности и безопасности обслуживания мобильного дегазационного комплекса.

Метод поэтапного строительства приоритетного пути миграции газа в забое угольного пласта // 2705634

Метод поэтапного строительства приоритетного пути миграции газа в горной выработке угольного пласта применяется особенно при пошаговом построении путей миграции газа внутри и снаружи углепородного массива в горной выработке первого разрабатываемого пласта глубоких угольных пластов. Во-первых, путь миграции газа предварительно формируется в горной выработке в зависимости от степени воздействия горных работ добычи в первом разрабатываемом пласте, строительного и стабилизирующего метода со стороны породы ограниченной выработки в глубоких пластах, а затем использования метода скважин предварительного разрушения, направляемых ручным способом для выполнения активного строительства соответственно во внешнем пространстве и за пределами углепородного массива для формирования приоритетных путей миграции газа.

Способ динамической подачи воды и заделывания отверстий с помощью смолы с высокой водопоглощающей способностью // 2704401

Изобретение относится к области изоляции существующих и вновь образуемых трещин вокруг буровой скважины и самой скважины в угольной шахте, опасной по скоплению газа. Технический результат - повышение эффективности изоляционных работ.

Замкнутая циркуляционная система для повышения производительности газоотводного насоса // 2704377

Изобретение относится к газоотводной системе подземной передвижной насосной станции для угольной шахты, в частности к замкнутой циркуляционной системе для повышения производительности газоотводного насоса. Впуск для жидкости пневматического мембранного насоса соединен с выпуском для жидкости резервуара для раствора полимера, снижающего сопротивление течению.

Способ пылеподавления при взрывных работах // 2745138

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для нормализации атмосферы открытых горных выработок при ведении взрывных работ и локализации пыли от взрывных работ. Техническим результатом изобретения является снижение затрат энергии и повышение эффективности локализации пыли при взрывании.