Способ тушения горящих отвалов Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для тзтцения пород в скоплениях и отвалах а также угля на складах. Известен способ тушения пород путем заиливания их пульпой, представляющей собой смесь глины с песком Щ Однако тушить таким способом можно только плоские отвалы. Причем при тушении таких породньпс отвалов в Дон бассе расход пульпы нередко составляет до 30% от массы складируемой породы. Это приводит к значительному увеличению объемов отвалов и занимае мых ими площадей. Пульпа не взаймедействует с газами и парами и не ней трализует их. Эффективность такого способа тушения отвалов 1п-1зкая: в нг-п остаются скрытые очаги горения, из которых нередко лсд болыш-гм давлением прорываются паруку газы и пары. Известен способ тушения горящих отвалов путем нагнетания в горную массу известковой суспензии через иньекторы 2j , Недостатком известного способа является малая эффективность в зонах внутри отвала, куда не проникла из вестковая суспензия, дпительное время могут еще протекать реакции окисления растительных остатков при учас тии кислорода. Это вызывает необходи мость повторных обработок горной мас сы, что приводит к увеличению продолжительности тушения отвалов, Эффективность тушения отвалов даже после повторных обработок их извес КОБОЙ суспензий не превыяшет 70-75%. Кроме того, при известном способе тушения горной массы большая часть продуктов горения и пары воды выделяются в атмосферу и загрязняют ее. Целью изобретения является повышение эффективности тушения пород .и снижение загрязнения окружающей среды. Поставленная цель достигается тем что согласно способу тушения горящих отвалов, включающему обработку горной массы известковой суспензией, од новременно с обработкой горной массы известковой суспензией производят вакуумирование межкускового пространства отвала и изолированный отвод газов и паров в накопительную емкость. Принципиальное отличие предлагаемого способа от существующих состоит в том, что тутаение горной массы производится путем нагнетания известковой суспензии снаружи отвала и одновременного вакуумирования межкускового пространства внутри-его. Создание вакуума внутри отвала способствует, перемещению туда известковой суспензии, паров воды и газообразных продуктов горения. Благодаря зтому обеспечивается проникновение известковой суспензии на требуемую глубину породного отвала и исключается выделение .газов и паров в атмосферу. Вакуумирование внутренней части отвала способствует также прекращению . . окислительных процессов в той его ЧИСТИ; куда не про п-1кла известковая суспензия. Образующийся в межкусковом пространстве поверхностного слоя отвала CaCOj исключает подсосы и пронркновение атмосферного воздуха и влаги внутрь отвала. На чертеже представлена установка для тушения горящего отвала. Установка состоит из двух систем: нагнетательной - для обработки горной массы известковой суспензией и всасывающей - для вакуумирования породного отвала, Магнетательная система состоит из смесительной, емкости 15 в которой путем перемешивания извести в воде приготавливают 5%-ную известковую суспензию, насоса 2типа 1В-20, который лодает под давлением известковую суспензию из смесительной емкости 1 к месту тушения горной массы, нагнетательного трубопровода 3, предназначенного для транспортировки известковой .суспензии на отвал, ин7 екторов 4 - отрезков труб диаметром 40-45 мм и длиной 2,53м с перфорацией на концах, которые служат для нагнетания известковой суспензии в горную массу. Все элементы нагнетательной системы гидравлически связаны между .собой: инъекторы 4присоединены к нагнетательному трубопроводу 3, нагнетательный трубопровод присоединен к насосу 2, а он к смесительной емкости . Всасывающая система состоит из вакуум-насоса 5, например, типа ВВН-50, предназначенного для вакуумирования породного отвала, всасьшающего патрубка fi - отрезка трубы с перфорацией, служащего для отвода газов и паров из отвалов, всасывающего магистра.пьного трубопровода 7, который предназначен для транспортировки газов и паров из отвала, водоотделителя 8, установленного на всасывающе магистральнбм трубопроводе 7 и предназначенного для удаления из него влаги, накопительной емкости 9, в которой происходит аккумулирование продуктов горения, отсасьшаемых из породного отвала. Все элементы вса- сьшающей системы гидравлически связа ны между собой: накопительная емкост 9 присоединена к вакуум-насосу 5, ва куум-насос - к всасывающему магистральному трубопроводу 1, а он - к всасьгаающему патрубку 6. Перед началом работ по тушению породного отвала 10 забивают в него на всю длину инъекторы 4 и всасывающий патрубок 6 (см, чертеж). Лпя исключения проникновения известковой суспензии во всасывающий патрубок 6, ограничения подсосов атмосфер ного воздуха и обеспечения эффективного вакуумирования горной массы всасываюрдай патрубок 6 целесообразно располагать на расстоянии не менее 4-6 м от поверхности отвала. Тушение горящего породного отвала производится следующим образом, В смесительной емкости 1 приготавливают 5%-ную известковую суспензию. Затем включают в работу насос 2 (типа 1В-20). Из смесительной емкости 1 насос 2 подает под давлением до 1 МПа известковую суспензию по нагнетательному трубопроводу 3 к двум - четырем инъекторам 4, забитым на всю длину в отвал 10. Из отверстий в инъекторах 4 известковая суспензия проникает в межкусковое пространство породного отвала 10. Из. вестковая суспензия взаимодействует с находящимися здесь продуктами гор ния растительных остатков Са(ОН)2+СП2 СаСОз+Н; 0, Межкусковое пространство поверхностного слоя отвала 10 оказывается заполненным СаСОо, что способствует прекрао ению здесь окислительных процессов. Образующаяся в этой зоне вода, испаряясь, охлаждает горную массу. Инъекторы 4 в процессе работы переустанавливают для того, чтобы обеспечить равномерную обработку гор ной массы по всей поверхности отвала И). Одновременно с обработкой горной массы известковой суспензией производят вакуумирование отвала 10. Включают в работу вакуум-насос 5. При этом во всасьшающем патрубке 6, всасывающем магистральном трубопроводе 7 и в отвале 10 создается разрежение (вакууметрическое давление на всосе вакуум-насоса ВВН-50 составляет 0,035-0,045 МПа). Благорадя этому газообра зные продукты горения и пары перемещаются не в атмосферу, а в зону пониженного давления,т,е, внутрь отвала, к всасывающему патрубку 6, что исключает загрязнение окружающей среды. Вакуум внутри отвала способствует распространению известковой суспензии,- нагнетаемой отвал 10 насосом 2, на большую глубину. Образуюпщйся в поверхностном слоем отвала 10 СаСО затрудняет подсосы атмосферного воздуха внутрь отвала 10. Благодаря этому происходит вакуумирование межкускового пространства в зонах отвала 10, куда не проникла известковая суспензия. Недостаток кислорода и влаги приводит к затуханию здесь окислительных реакций. Газы и пары под действием вакуума, создаваемого вакуум-насосом 5, поступают во всасывающий патрубок 6 и всасьшающий магистральный трубопровод 7, Пары в трубопроводе 7 конденсируются и вода удаляется из него через водоотделитель 8. Газообразные продукты горения растительных остатков в отвале 10 поступают в накопительную емкость 9 - .отстойник шахтной воды. При пропускании газов через воду они в ней растворяются: COj+H OH CO. Жидкость в отстойнике 9 обрабатывают известью. При этом протекает реакция (ОН) СаСа,+2Н20. Твердый осадок СаСО.,, в котором связан продукт горения растительных остатков в отвале 10 - СО, удаляют из отстойника 9. Полученное вещество может быть использовано для получения извести, которзто применяют для тушения горящих отвалов. Таким образом, предлагаемый способ тушения породных отвалов не только прост и эффективен, но и исключает полностью загрязнение окружающей среды. Использование предлагаемого способа позволяет повысить эффективность и сократить сроки (отпадает необходимость в повторной обработке горной

$ .10938246

массйгТ тушения горяпэпс отвалов породыгорящий породный отвал конической

и складов угля, а также исключить за-формы, в котором заскладировамо

грязнение окружающей среды. Для ва-1,5 млн, т. породы, в течение 20куумирования отвалов могут быть ис-30 сут. Межкусковое пространство тапользованы резервные вакуум-насосы 5кого отвала можно отвакуумировать

шахтных дегазационных установок. Прив течение 20-30 ч непрерьганой работы

небольшой длине всасьшающего магист-вакуум-насоса. Однако в связи с необрального трубопровода, около 200-ходимостью обработки поверхностного

,300 м, и диаметре 300 мм фактическая|слоя отвала известковой суспензией

производительность вакуум-насосов неизбежностью подсосов атмосферноло отличается от теоретической. Пред-го воздуха в начальной стадии раболагаемьв4 способом при использованииты продолжительность тушения горной

вакуум-насоса ВВН-50 можно потушитьмассы может увеличиться до 20-30 сут

СПОСОБ ТУШЕНИЯ ГОРЯЩИХ ОТВА ЛОВ, включающий обработку горной маесы известковой суспензией, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения эффективности тушения пород и снижения загрязнения окружающей среды, однойременно с обработкой известковой суспензией производят вакуумирование межкускового пространства отвала и изолированный отвод газов и паров в накопительную емкость.