Способ предупреждения эндогенныхпожаров b шахтах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВЦДИЗЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк (u>800391 (61) Дополнительное к авт. свид-ву р1)м. к.з (22}Заявлено 16.04 79 (21} 2754734/22-03 с присоединением заявки 8о е 21 F 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23} Приоритет

Опубликовано 30.0181 Бюллетень No 4 (53) УДК 622. 822. .614.841. .22(088.8) Дата опубликования описания 30. 01. 81 (72) Авторы изобретения

Л. П. Белавенцев, Ю.И. Донсков, В.A С и A.Е. Сазонов

Восточный научно-исследовательский инс по безопасности работ в горной проржал

Министерства угольной промышленности С (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЭНДОГЕН НИХ

ПОЖАРОВ В ШАХТАХ

Изобретение относится к горной проМышленности и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в шахтах.

Известен способ профилактики эндогенных пожаров, заключающийся в том, что в выработанное пространство вводят антипирогены в виде аэрозоля

И.

Недостатком данного способа является большой расход антипирогена.

Известен также способ предупреждения эндогенных пожаров в шахтах,заключающийся в создании на выемочном участке воздухоподводящих выработок, камер регулируемого давления воздуха в управлении утечками воздуха в пожароопасной зоне и обработке ее антинирогеном 2 .

Недостатком этого способа является большая трудоемкость работ по .созданию камер регулируемого давления воздуха относительно невысокая эффективность способа из-за большой величины зоны вероятного возникновения пожара.

Цель изобретения — повышение эффективности работ по предупреждению эндогенных пожаров при разработке крупнопадающих пластов с магазинированием горной породы за счет уменьшения величины пожароопасной зоны.

Поставленная цель достигается тем, что камеру регулируемого давления воздуха создают в магазинированной породе, располагают ее вблизи воздухойодающей выработки и парал1О лельно ней, поддерживают давление воздуха в камере ниже давления воздуха в воздухоподающей выработке, при этом в качестве камеры регулируемого давления применяют перфорированную трубу, которую наращивают по мере

15 увеличения объема магазинированной породы, а уровень давления в указанной трубе у поверхности магазинированной породы поддерживают равным давлению воздуха на поверхности ма20 газинированной породы.

На фиг. 1 представлена схема отработки крутого пласта;на фиг. 2 разрез A-А на фиг.1;на фиг. 3 — схема устрОйства камеры пОниженнОгО давления; на фиг.. 4 — узел 1 на фиг. 3.

Отработка пласта начинается с выемки монтажного слоя 1, при этом с помощью анкеров к висячему боку

З0 пласта прикрепляется гибкое перекры800391 тие 2, а отбитая горная порода магаэинируется в выработанном пространстве. В дальнейшем отработку оставшейся части 3 пласта осуществляют сис,темой подэтажной гидроотбойки под гибким перекрытием, при этом вымывают и отбитую горную породу, замагазини рованную в слое 1. Подготовку монтажного слоя осуществляют путем проведе ния со вскрывающих выработок нижнего штрека 4, вентиляционного штрека 5, воэдухоподающей выработки и воэдухоотводящей выработки 6. Разработку ведут горизонтальными полосами по простиранию с помощью комбайна

К-56МГ или ГПК в направлении от выработки 6 и выработки 7 или по челновой схеме. Забой монтажного слоя представляет по существу подготовительную выработку.

Отбитую в кровле горную породу, например уголь, укладывают на почву выработки, это служит закладкой выработанного пространства. По мере отработки полос к висячему боку пласта крепят гибкое перекрытие и происходит уплотнение замагазинированного угля. Проветривание забоя осуществляют путем подачи воздуха по выработке 6 в призабойное пространство

8 и отсюда отработанного воздуха по выработке 7 и вентиляционному штреку 5. В данном случае происходит двухстороннее приьыкание воздушной струи к отбитому углю, что представляет большую эндогенную опасность, так как в результате разности давлений воздуха в выработке и в очистном забое 8 часть воздуха движется по более короткому пути, т.е. через отбитый уголь 9. Это приводит к тому, что проветриваемая эона магазина имеет значительные размеры. Расчеты показывают, что при высоте этажа 100 м, длина выемочного поля 150 м и объеме пустот в 1 м 2 отбитого угля О, 34 м3/м максимальная длина проветриваемой зоны составляет 65-70 м. Несмотря на небольшую величину утечек через отбитый угол (5Ъ) применяемая прямоточная схема проветривания создает возможность самовозгорания угля в любом месте замагазинированного массива на всей длине проветриваемой зоны. Для предупреждения эндогенного пожара .в этих условиях весь отбитый уголь, находящийся в этой зоне необходимо обрабатывать антипирогеном.

Для уменьшения проветриваемой зоны предлагается в отбитом угле параллельно воздухоподающей печи 6 возводить камеру 10 регулируемого давления, имеющую воэдухопроницаемые стенки. В рассматриваемом примере камера выполнена из отрезков перфорированной трубы, защищенной двумя слоями металлической сетки . Трубопровод возводится в отбитом угле на расстоянии 3 м от воздухоподающей выработки 6. Указанное расстояние принято из соображений минимальной длины скопления разрыхленного угля, в котором по условиям генерации тепла от окисления и теплообмена возможно самовозгорание угля, а также с целью исключения активной аэродинамической связи камеры 10 с воздухоподающей выработкой. Перфорированный трубопровод наращивается по мере увеличения объема магазина. В месте ведения работ IIo отбойке угля перфорированная часть трубы перекрывается заглушенным не перфорированным от15 резком трубы 11 для герметизации камеры от рабочего пространства забоя и не уплотненного слоя отбитого угля. Патрубком 12 камеру связывают с трубопроводом 13, проложенным по щ выработке 6 и выходящим на вентиляционный штрек 5. Для создания разряжения в камере 10 трубопровод 13 подсоединен к вентилятору 14. С помощью его в камере создается давление ниже, чем в воздухоподающей выработке

6. Для исключения аэродинамической связи камеры с очистным забоем в верхней части камеры давление должно быть равным или близким к давлению воздушной струи на поверхности магазинирования. Так как в процессе работы возможно попадание в камеру угольной пыли, патрубок 12 снабжен затвором 15 для выпуска ее.

3$ Пример. При разработке были определены параметры камеры регулируемого давления исходя из следующих условий: длина выемочного участка—

150 м; высота столба — 100 м; количество воздуха, поступающего к воз духоподающей выработке 150 м /мин; утечка воздуха через магазинированный уголь — 5% или 7,5 м /мин; деэ прессия струи у входа в воздухоподающую выработку — 12 кг/M2; де45 прессия струи у входа в очистной забой — 17 кг/м; депрессия на вен2, тиляционном штреке — 21 кг/м .

Исходя из этих данных расчетным путем определены следующие параметры

$p камеры регулируемого давления: максимальная длина камеры — 100 мм; диаметр труб для камеры — 200 мм; диаметр отверстия перфорации — 20 мм; количество отверстий на 1 пог. м трубы — 100; длина отсасывающего трубопровода — 12 м; диаметр отсасывающего трубопровода — 200 мм; депрессия в верхней части камеры регулируемого удавления — 17 кг/м"; величина максимальной депрессии у всоса вентиляЫ тора — 32 кг/м ; имя вентилятора

В .

Возможны другие варианты выполнения камеры регулируемого давления; подключение отсасывающего трубо45 провода к верхней части камеры; вы800391 полнение камеры из двух и более параллельных перфорированных трубопроводов.

Рязряжение в камере должно обеспе чить такой радиус ее влияния, чтобы перехватить утечки воздуха из выработки 6 по всей ширине магазина.

В приведенном выше примере улавливания утечек воздуха с помощью камеры регулируемого давления и отвод их по трубопроводу на вентиляционный горизонт (или выпуск на откаточный горизонт при малом содержании газа) сократит проветриваемук зону 16 с 60-70 м до 3-4 м вдоль воздухоподающей выработки 6. Для исключения возможности развития процесса самонагревания угля в этой зоне ее необходимо обработать анатипирогеном, например, 20%-ным водным раствором хлористого кальция.

Обработку следует производить по мере отбойки угля из расчета 20 л. раствора на 1 м магазинированного угля в пределах проветриваемой зоны

16 (3-4 м) .

При высоте столба 100 м, мощности монтажного слоя 2,0 м и ширине проветриваемой зоны 4,0 объем угля,который должен быть обработан антипирогеном, составит 1040 т. Расход кристаллического хлористого кальция составит 4,2 т против 68-72 т по известному способу.

В камере могут быть расположены термодатчики для осуществления оперативного контроля за начальными признаками самонагревания угля, ее можно также испольэовать и для исследуемой обработки. При выемке ниж-. него слоя перфорированные трубы могум быть извлечены и использованы для сооружения камер на других участках.

Способ обеспечивает, кроме снижения расхода антипирогена, повышение надежности профилактики эндогенных пожаров и позволяет исполь-. зовать передовую технологию разработки мощных крутых пластов.

Формула изобретения

Способ предупреждения эндогенных пожаров в шахтах, заключающийся в создании на выемочном участке воздухоподводящих выработок, камер регулируемого давления воздуха в управлении утечками воздуха в пожароопасной зоне и обработке ее антипирогеном, отличающийся тем, что, с целью повыаения эффек15 тивности работ по предупреждению эндогенных пожаров при разработке крутопадающих пластов с магазинированием горной породы за счет уменьшения величины

° (пожароопасной зоны, камеру регули— руемого давления воздуха создают в магазинированной породе, располагают ее вблизи воздухоподающей выработки и параллельно ней, поддерживают давление воздуха в камере ниже давления воздуха в воздухоподающей выработке, при этом в качестве камеры регулируемого давления применяют перфорированную трубу, которую наращивают по мере увеличения

30 объема магазинированной породы,а уровень давления в указанной трубе у магазинированной породы поддерживают равным давлению воздуха на поверхности магазинированной породы.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство rio применению антипирогена для предупреждения и тушения подземных пожаров. Кеме4р ровс, ВостНИИ, 1967, с. 4-5.

2. Горбачев Д.Т. и др. Опыт предупреждения эндогенных пожаров на шахте треста "Кемеровоуголь", M., ЦНИИИуголь, 1968, с. 58-60.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 s г

ВНИИПИ

800391

Узел z

Фие. Ф

Заказ 10355/35 Тираж 474 Подписное