Способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к технике безопасности в угольной промышленности и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующих очистных забоев.при разработке самовозгорающихся пластов угля системами с обрушением. При современных способах угледобычи в обрушенных породах выемочнь1Х участков остаются потери угля. Это приводит к тому, что в выработанном пространстве на путях утечек воздух возникают очаги самовозгорания угля По основному авт. св. № 746123 известен способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства действующих очистных забоев, заключающийся в том, что антипироген вводят в выработанное пространство в виде аэрозоля с помощью обособленной вентиляционной струи, которую подают по трубопроводу сонаправлено с путями утечки воздуха. Данный способ может применяться в действующих очистных за- . боях, он не создает опасных ситуаций и не требует больших затрат тру да и средств. Обработка вьфаботан ного пространства проводится параллельно с очистными работами и с использованием серийно выпускаемого оборудования f1 }. Недостатками известного способа является то, что при использовании водных растворов обычных антипирогенов наблюдается интенсивный вьшос влаги, в связи с чем для качественной обработки, особенно при низких скоростях подвигания очистного забоя, требуется сравнительно большой расход антипирогена; воздухопроницаемость выработанного пространства не уменьшается в результате обработ антипирогеном и поэтому сохраняется опасность возникновения самовозгарания угля в пределах инкубационног периода; для определения места ввод антипирогена требуется проведение воздушно-депрессионной съемки после каждого цикла. Цель изобретения - повышение эффективности профилактики за счет увеличения количества воздуха, поступающего в выработанное пространство, и создания на поверхности кус ков угля устойчивой защитной пленки Эта цель достигается тем, что согласно способу снижения эндогенно пожароопасности выработанного пространства перед вводом антипирогена в выработанное пространство увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя путем установки перемычек в призабойном пространстве, а в качестве антипирогена используют гелеобразующий состав, водные растворы компонентов которого вводят в выработанное пространство поочередно. Способ осуществляют следующим образом. В воздухоподающей выработке выемочного участка, например, в конвейерном штреке, устанавливают емкости nia количеству основных компонентов принятого гелеобразующего состава и заливают в них водные растворы указанных компонентов в концентрации, обеспечивающей образование геля в заданный промежуток времени с момента смещения компонентов в выработанном пространстве. Емкости через насос соединены с распыляющ 1ми устройствами, размещенными в районе сопряжения конвейерного штрека с очистным забоем. Для образования аэрозоля могут быть использованы форсунки,- туманообразователи и гидрореактивные пылеподавители типа ПГР-60 и др. Предварительно расчетным путем определяют потребное количество гелеобразующего состава для обработки выработанного пространства, затраты времени на один цикл, сколько-раз в цикле будет подаваться водный раствор каждого компонента и расход его при этом. Обработка может проводиться в перерыве между сменами, в начале или конце смены. Перед началом обработки увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя с помощью известных средств и методов, например, путем установки временных парусов или перемычек в призабойном пространстве. В результате этого увеличивается количество воздуха, поступающего в вьфаботакное пространство, увеличивается количество путей фильтрации воздуха и количество воздуха, . проходящего по этим путлям. Обработка начинается с прдачи аэрозоля водного раствора одного из компонентов состава. После подачи заданного объема первую емкость от насоса отключают и начинают подавать второй компонент и так поочередно подают все компоненты заданное количество раз Аэрозоль первого компонента движетс по путям утечки воздуха через выраб танное пространство и оседают на кусках разрыхленного угля и породы, обтекает и увлажняет их. В зоне фильтрации воздуха куски покрываются тонкой пленкой водного раствора компонента. При подаче аэрозолей последующих компонентов пленки смешиваются и в течение заранее опреде ленного промежутка времени образует стойкая пленка геля, которая длительное время удерживает воду и не распадается, обладает высокой во духонепроницаемостью, что резко сни жает способность угля к самовозгоранию. Кроме того, гель не стекает, перекрывает пути фильтрации воздуха повышая тем самым аэродинамическое сопротивление выработанного пространства. Предлагаемый способ может применяться при различных технологически схемах очистных работ с обрушением кровли и различных способах и схема проветривания выемочных участков. На чертеже представлена схема размещения согласно способу снижени эндогенной пожароопасности выработайного пространства. П РИМ е р. Угольный пласт мощностью 2,5 м и углом падения 10 отрабатывается длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли с использованием прямоточной схемы проветривания. Свежую струю возцуха 1 подают в очистной забой 2 по конвейерному штреку 3 и вьщают по вентиляционному штреку 4. Исходящая струя подсвежается путем пода чи воздуха через перемычку 5 с вентиляционным окном, установленную на вентиляционном штреке, Для проветривания очистного забоя подается 500 , причем утечки через выработанное пространство составляют 100 , а аэродинамическое сопротивление очистной выработки 0,075 к,. Для обработки выработанного пространства принят гелеобразующий сос тав, включающий, %: Жидкое стекло 3 Сульфат аммония 2,5 ВодаОстальное до 1 Срок гелеобразования данного сос тава 5 мин. Расход состава определе из расчета 10 л на 1 м потерь угля и составляет 10 2.5.100-3 0.210 1500 л. где b 3 м/сут - подвигание очист, ного забоя; m 2,5 м - мощность пласта; t 100 м - дл11на лавы; k - 0,2 - коэффициент эксплуатационныхпотерь угля. Для осуществления спосооа используется следующее оборудование: бакидозаторы 6 и 7 соответственно для водных растворов жидкого стекла и сульфата аммония, водовод 8, насос 9 типа УНВ-2 и форсунки 10 и 1 Г, соединенные шлангами 12 и 13 с насосом. Кроме того, на выходах баковдозаторов и насоса ycTaHosjjeHa запорная арматура, например вентили и контрольно-измерительная аппаратура. В бак-дозатор 6 заливают водный раствор жидкого стекла концентрации 24,4%, а в бак-дозатор 7 водный раствор сульфата аммония концентрации 24%. Конечная концентрация раствора регулируется расходом воды по водоводу 8. Исходя из производительности насоса необходимое время на обработку выработанного пространства составляет 60 мин при подключении к каждому шЛангу по три форсунки типа ГАФ (гидроакустическая), каждая из которых имеет производительность 10-12 л/мин и образует аэрозоль дисперсностью, в основном, 10-35 мк. Период обработки расчитан на 6 циклов по 10 мин каждый. Перед начале обработки произво ят перераспределение воздуха, поступающего в очистной забой, с целью увеличения количества утечек. Для этого у входа в очистной забой устанавливают, например парус 14, имеющий аэродинамическое сопротивление 0,05 к/ В результате этого иэ общего количества воздуха в очистной забой поступает 300 м/мин, а утечки увеличиваются до 200 . Обработку начинают с подачи в течение 10 мин водного раствора жидкого стекла из бака-дозатора 6 к форсункам 10, которые также, как и форсунки 11 установлены с заглублением в выработанное пространство. Форсунки 10 распыляют раствор и образовавшаяся аэрозоль утечками воздуха уносится в выработанное пространство и движется по путям 15 утечки воздуха и, в зависимости от дисперсности капель, оседает на кусках угля и породы, обтекает их и покрывает тонкой пленкой по всей длине пути утечки. Экспериментально установлено, что при дисперсности капель 5-35 мк и при пустотности выраб -танного пространства 0,3 (свежеобругаенные породы) аэрозоль проникает на расстояние 120-150 м. Через 10 мин перекрывают вентиль бака-дозатора 6 и подключают бакдозатор 7 с водным раствором сульфата аммония, которьш подают к форсункам 11. Аэрозоль этого раствора уносится воздухом по тем же путям утечки и оседает на ранее образовавшуюся пленку первого компонента. Через заданное время после их соединения (в данном случае 5 мин) начинается процесс гелеобразования и поверхност контактирующие с воздухом, покрываются тонким слоем устойчивого геля, который прочно удерживается на них. Посла окончания времени подачи второго компонента (10 мин) снова подключается бак-дозатор 6 с водным рас вором жидкого стекла и указанные опе рации повторяются, т.е. производится поочередная обработка выработанного пространства (по 3 раза каждым компонентом), в результате чего защитная пленка на поверхностях наращивается и можно добиться полного перекрытия гелем путей утечек. После окончания всего цикла обработки данной заходки, т.е. через 60 мин, временный парус 14 снимают и восстанавливается нормальный режим проветривания очистного забоя. Об работка каждой заходки осуществляется один раз в 1 сут после окончания передвижки механизированного комплекса и посадки кровли. Оборудование (баки-дозаторы, насос) может располагаться впереди забоя в нише на расстоянии 100-150 м, а переносятся только форсзшки и шланги. При переходе геологических нарушений и при остановке забоя продолжительность обработки можно увеличить. Предлагаемый способ может использоваться в действующих очистных забоях, при этом повышается эффективность профилактической обработки, так как она проводится до начала инкубационного периода развития пожара и носит направленный характер; не требуется бурения скважин и прокладки специальных пульпопроводов; исключается возможность прорыва раствора в действующие выработки. Образовавшаяся пленка более эффективно препятствует тепло- и массообмену между утечками воздуха и углем. Например, через 10 сут после обработки угля водньм раствором хлористого кальция потери влаги составляют 12%, а после обработки гелеобразующим составом - не более 3%. Указанные преимущества позволяют повысить эффективность профилактической обработки вьфаботанного пространства и снизить его пожароопасность. Кроме того, такая обработка снижает газовьщеление и запыленность воздуха.

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЭНДОГЕНН ПОЖАРООПАСНОСТИ ВЫРАБОТАННОГО ПРО III 1 в 6 СТРАНСТВА по авт. св. № 746123, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности профилактики за счет увеличения количества воздуха, поступающего в выработанное пространство, и создания на поверхности кусков угля устойчивой защитной пленки, перед вводом антипирогена в выработанное пространство увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя путем установки перемычек в призабойном )остранстве, а в качестве антипирогена используют гелеобразующий состав, водные растворы компонентов которого вводят в выработанное пространство поочередно. /3 It /4 11 fO