Состав для профилактической обработки целиков угля Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

о ч

CJ5

ел Изобретение относится к горной промышленности и может быть исполь зовано для предупреждения эндогенных пожаров в целиках угля, при по земной разработке пластов угля, склонных к самовозгоранию. Основным способом борьбы Сэндо генными пожарами в целиках являетс ликвидация путей фильтрации воздух по трещинам, снижение сорбционной активности угля к кислороду и охлаждение нагретых масс угля. Для этой-цели используют тампонажные составы и антипирогены. Известны тампонажные составы дл предупреждейия самовозгорания угля в целиках, состоящие из вяжущего вещества (цемент, глина, известь) и воды. Наиболее часто для тампонажа используют цементный раствор водоцементным отношением (1:5)-(1: Для приготовления раствора в мешал загружают цемент и заливают воду, а затем перемешивают до получения однородноймассы 3-5 мин. Раствор, очищенный на сите, перегружают в бункер, к которому подключен всас растворонасоса, и .по шлангу подают в шпур, пробуренный в целине угля Однако эти составы, обладают высокой вязкостью и состоят и-з час тиц значительной крупности (0,051 мм), что ограничивает их проникновение в трещины угля и не ликвидирует фильтрацию воздуха через трещины, при затвердевании (схватывании) они теряют пластичность, затрудняя их проникновение во внов образующиеся трещины, имеют низкую охлажденную способность и слабо воздействуют на снижение химическо активности угля к окислению. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав L21 дл профилактической обработки угольного, целика, включающий следующие ком поненты, вес.%: Жидкое стекло 0,6-5,0 Соль сильной кис лоты и слабого основания , 0,7-2,5 Соль галогеново0,001-0,10 дородной кислоты 1,0-8,0 Наполнитель ВодаОстальное до 100 Однако для применения- его при о работке целиков необходимо устранить ряд недостатков: малая адгези к стенкам трещин в целиках из-за плохой смачиваемости пыли, заполняю щей пустоты и,трещины в угле, недостаточная пластичность (состав, обладающий высокой пластичностью не может быть использован в выработан ном, пространстве из-за опасности его прорыва в действующие выработки, наоборот, применение пластичного состава для целиков угля позволит заполнить Образующиеся под действием горного давления новые трещины в целике), длительное время гелеобраэования позволит составу распространяться по выработанному пространству, при использовании же в целикак угля приведет к выносу его из трещин. Целью изобретения является повышение эффективности обработки целиков угля за счет лучшего заполнения трещин. Эта цель достигается тем, что состав для профилактической обработки целиков угля, включающий-жидкое стекло и воду, дополнительно содержит хлористый аммоний, смачиватель и полиакриламид при следующем соотношении компонентов, вес.%: Жидкое стекло 2,0-5,0 Хлористый аммоний 1,3-2,5 Смачиватель 0,1-1,0 Полиакриламид 0,2-1,0 ВодаОстальное Iдо 100 Основой предлагаемого состава являются водные растворы жидкого стекла, и хлористого, аммония, время ге.леобразования смеси которых зависит от концентрации и соотношения растворов. При нагнета Гйи предлагаемого состава в сильно деформированные целики угля (удельное водопоглощение угля 0,6-10 м/с м-МПа и менее, а выход воды из трещин в действующие горные выработки 750 с) необходимо использовать состав с временем гелеобразования 425 с. При нагнетании состава в относительно прочные целики угля (удельное водопоглощение угля. 17О10 м/с м-МПа и более, а выход воды в выработку 70 с) следует применять состав с временем гелеобразования 50 с. Таким образом, состав для предупреждения самовозгорания угля в целиках должен иметь время гелеобразования 50-425 с. В составе с указанным временем гелеобраэования в растворе содержится 2-5 вес.% жидкого стекла и 1,32,5 .вес.% хлористого аммония. Для приготовления раствора используется техническое натриевое жидкое растворимое стекло с удельным весом 1,31,4 г/см и модулем 2,3-3,0. Смачиватель . (синтанол, ДБ и др.) вводят для смачивания угольной пыли, находящейся в трещинах, и повышения адгезии состава к углю. Оптимальная добавка смачивателя составляет 0,11,0% от веса состава. При введении в раствор менее 0,1% смачивателя увеличения адгезии не происходит, а при введении более 1% существенного роста адгезии не установлено. Полиакриламид придает составу, после его превращения в гель повышенную вязкость и пластичность. При введении полиакриламида менее 0,2% .эффекта не наблюдается, а содержани его в составе более 1 % существенно не меняет пластические свойства сос тава, но значительно увеличивает ег стоимость. П р им ер 1. Целик угля с наибольшей трещиноватостью характеризуется удельным водопоглощением 0,6 «10 .м. МПа и выходом воды в действующую выработку через 750 с Для предупреждения самовозгорания угля в цеЛике должен быть применен состав, имеюЕДИЙ время гелеобраЗования, равное 425 с. Состав перед его применением приготавливают в виде двух растворов с максимальной концентрацией в них веществ. В гелегенераторе они смешиваются с водой до заданных концентраций. Такой способ получения состава упрощает технологию его приготовления, гГозволяет регулировать в широких пределах соотношения компонентов и время образования геля,и дает возможность ис.пользовать гелегенератор для подачи состава в целики угля. й/1я приготовления состава израсходованоследующие количество компонентов, кг/1 т состава: Раствор I Хлористый аммоний 13 Смачиватель i Полиакриламид 10 . Вода152 Раствор 1Г Жидкое стекло 50 Вода 126 Вода,подаваемая непосредственно в . гелегенератор 648 Технология приготовления и подачи состава. . В бак-дозатор, состоящий из двух частей, заливают воду. В одну часть загружают хлористый аммоний, смачиватель и Полиакриламид, которые перемешивают 2-3 мин до полного рйстворения реагентов. В другую часть бака-дозатора заливают и перемешива ют 1-2 мин жидкое стекло. Обе части бака-дозатора отдельными ишангами соединены с гелегенератороМ {ГГ-1). Вгелегенератор от противопожарного водопровода под давлением 5080 Па подают воду которая создает в нем разрежение. ИЗ бака-дозатора в гелегенератор засасываются растворы реагентов, количество которых автоматически регулируется гелегенератором. Смесь растворов и воды с помощью насоса (ЗШВ-) по шлангу подается чере герметизатор (ГР-2) шпур, пробуренный в целике угля. Состав поступает в шпур под да влением 0,5 МПа и проникает в трещины, где он через 425 с превращается в устойчивый геЛь. Полученный состав имеет следующие характеристики: . , Воздухопроницаемость, Па Пластичность, Па 150 Срок действия, мес. 20 Адгезия к углю. Па I.OIO П р и м е р 2. Целик угля со средней трещиноватостью имеет удельное водопоглощение 3 м /с vм МПа и выход воды в. горную выработку 376 с. Для этих условий необходимо применятьсостав, имеющий время гелеобразования 277 с, на приготовление которого расходуются следующие количества компонентоЕ, кг/1 т состава:Раствор I . Хлористый аммоний 15 . Смачиватель 5 Полиакриламид 5 Вода80 Раствор II Жидкое стекло 30 Вода 75 Вода, подаваемая непосредственно в гелегенератор , 790 Технология приготовления и применения состава аналогична описанной в примере 1.. Состав, приготовленный по указанной технологии и при соблюдении соотношения компонентов в нем, имеет следующие характеристики: Воздухопроница- . ; емость Па 0,05 Пластичность, Па 85 Срок действия, мес. 20 Адгезия к углю. Па 1810 П р и м е ,р 3. Целик угля с наименьшей трещиноватостью имеет удельное водопоглощение 170 «10 M /ctivTMna и выход воды в горные выработки 70 с. Для этих условий должен быть использован состав с временем -гелеобразоаания 50 с и следующим содержанием компонентов, кг/1 т состава: .Раствор I Хлористый аммоний 25 Смачиватель 10 Полиакриламид 2 Вода33 ; Раствор IIЖидкое стекло 20 - вода50 Вода, подаваемая непосредственно в гелегенератор 860. Технология приготовления и при менеиия сЬстава аналогична описанной в примерах 1 и 2. Полученный состав имеет следующие характеристики:

Воздухопроницаемость, .- Па0,5

Пластичность, Па 60 Срок действия, мес, 20 у Адгезия к углю. Па 25-10 При использовании предлагаемого состава повышается эффективность профилактической обработки целиков угля, так как состав после гелеобразования приобретает высокую вязкость и пластичность, прочноудерживается в существующих трещинах и легко проникает во вновь образующиеся трещины, воздухопроницаемость предлагаемого состава составляет 0,05 Па, в то время как воздухопроницаемость раствора хлористого кальция составляет 2,0 , не требуются повторные обработки целиков, так как гель сохраняется в течение 20 мес,, в то время как продолжительность водного раствора хлористого кальция 4-5. мес. защитная пленка из геля препятствует испарению воды из угля,

СОСТАВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕЛИКОВ УГЛЯ, включающий дидкое стекло и воду, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности обработки целиков за счет лучшего заполнения трещин, он дополнительно содержит холрийтый аг.1моний, смачиватель и полиакриламид при следую дем соотношении компонентев, вес,%: Жидкое стекло 2,0-5,0 Хлористый аммоний 1,3-2,5 Смачиватель 0,1-1,0 Полиакриламид -0,2-1,0 ВодаОстальное до 100 с S