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

Изобретение относится к технике безопасости в угольной промышленности и может ыть использовано для предупреждения ндогенных пожаров при выемке пластоЕ5 гля, склонных к самовозгора)1ию, системаи разработки с обрушением кровли.

Применяемая в настоящее время техноогия угледобычи мощных пологих и налонных пластов предусматривает послойую выемку пласта с оставлением межсловой пачки угля мощностью 0,5 м и более. ри выемке пласта в два-три слоя суммарпая мощность межслоевых пачек угля, осавляемых в виде эксплуатационных потерь, представляет повыщенную опасность самовозгорания угля в любом .месте выработанного пространства. Большие потери угля имеются в местах геологических нарушений, а также при разработке мощных пластов и пластов с переменной мощностью механизированными комплексами в один слой.

Наибольшую эндогенную пожароопасность представляют потери угля, находящиеся в выработанном пространстве на путях утечек воздуха, а са.мовозгорание угля обусловлено следующими факторами: продолжительностью и скоростью фильтрации воздуха, величиной и характером распределения эксплуатационнь х потерь угля, а также его сорбционной способностью к кислороду оздуха.

Известен способ снижегшя эндогенной пожароопасности вь работа1 ного пространства шахт, заключающийся в том, что после отработки участка с поверхности или из горных выработок в выработанное пространство бурят сеть скважин, по которым осуществляют подачу водных растворов антипирогена 1.

Однако способ не обеспечивает качественную и равномерную профилактическую обработку всей площади выработанного пространства, возникает необходимость в бурении большого количества скважин, не позволяет совместить процесс выемки угля и профилактической обработки выработанного пространства, примыкающего к оч ктному забою, из-за опасности прорыва раствора г.нтипирогена в рабочее пространство лавы.

Известен также способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства, который заключается в том, что антипироген вводят в вгзфаботанное пространство с помощью обособленной вентиляционной струи, которую подают в выработанное пространство по трубопроводу сонанравленмо с путями утечек воздуха, причем количество воздуха в трубопроводе принимают равным естественным утечка.м воздуха, при эгом предварительно перед вводом в выработанное пространство производят воздушнсдепрессионную съемку для определения величин и путей утечек. Кроме

того, для повышения эффективности профилактики обработки потерь угля в длинных очистных забоях путем регулирования теплофизических параметров утечек воздуха на входе в в(фаботанное пространство и выходе из него, а также управления процессом конденсации водяных паров из воздущноантипирогенной смееи перед вводом антинирогена в выработанное пространство предварительно определяют температуру и влагосодержание утечек воздуха на входе в выработанное пространство и выходе из него, а воздушноантипирогенную смесь перед вводом в выработанное пространство подогревают. При этом осуществляют контроль за качеством обработки путем замеров те.мператур поступающего воздуха и антипирогенной смеси на входе и выходе выработанного пространства 2.

Однако данный способ не эффективен для больших очистных забоев, где необходимо по их длине создавать несколько точек для ввода водного раствора антипирогена, что усложняет организацию работ по профилактике, работы дорогостоящи и технически трудно осуществимы.

Кроме того, данный способ требует применения дополнительного оборудования, например компрессора типа ШВКС-5, вентилятора ВМП-6 или ПГР-бО, насоса Ж-6, е.мкости, электрического нагревателя, трубопроводоЕ, электроаппаратуры, кабелей и т. п., которое располагают на платформах, загро.мождающих выработку, что в свою очередь осложняет ведение очистных работ, повышает себестои.мость угля, а наличие в системе нагревательных приборов в шахтах, опасных по взрыву, небезопасно;

Способ неэффективен при прямоточных схемах проветривания выемочных участков, так как выпадение аэрозоля из воздушной струи наблюдается в 60-80 м от места ввода антипирогена, в то время как пожароопасная зона располагается позади очистного забоя значительно дальше.

Например, начало пожароопасной зоны от очистного забоя при его подвигании Лоц - м/мес, инкубационном периоде самовозгорания угля Т 4 мес и коэффициен те безопасности ведения очистных работ К 0,7 составит

Lro, 0,7x80x4 - 224

м.

При применении прямоточных схем проветривания выемочных участков протяженность действия утечек воздуха в выработанном пространстве за пределами очистного забоя со скоростями движения, создающими благоприятные условия для самовозгорания угля (0,1-0,9 м/мин) достигает 550 м. Поэтому самовозгорание угля, оставленного в выработанном пространстве и обработанного по известному способу.

позади пожаробезопасной зоны возможно. Самовозгорание угля в выработанном пространстве произойдет позади очистного забоя на расстоянии 224 м, при этом протяженность возможного самовозгорания состави

Lno3 550-224 326 м.

Данный способ не обеспечивает полной безопасности ведения очистных работ при отработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию, что ведет к нарушению ритмичности работы, снижению нагрузки на выемочный участок,

Цель изобретения - повышение эффективности профилактической обработки эксплуатационных потерь угля в выработанном пространстве путем обработки завала по всей длине активной зоны самовозгорания угля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства, включаюш,ему подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство, водный раствор антипирогена подают поперек движения утечек воздуха со стороны сохраняемой части вентиляционного штрека позади очистного забоя, начиная от крайней границы пожаробезопасной зоны.

На чертеже изображена схема осуществления способа снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства.

Способ осуществлякзт следующим образом.

Обработку выработанного пространства 1 ведут со стороны сохраняемой части вентиляционного штрека 2 позади очистного забоя 3 на расстоянии, равном протяженности пожаробезопасной зоны ЬПБЭ, при этом водный раствор антипирогена вводят в выработанное пространство поперек движения утечек воздуха.

Протяженность пожаробезопасной зоны определяют из формулы

ЬПБЭ Кр Лоч ,

гдеКБ01708 коэффициент, учитывающий безопасное ведение работ;

Лоц- подвигание очистного забоя,

м/мес;

t -инкубационный период самовозгорания угля, мес.

Воду, насыщенную антипирогенами, после осветления в выработанном пространстве 1 используют многократно в замкнутом цикле с помощью насосной установки 5 и системы трубопроводов 6. Излишки воды откачивают на рабочий горизонт или непосредственно на поверхность по трубопроводу 7.

Контроль за качеством обработки выра0 ботанного пространства I ведут замеры температуры и состава воздуха, выходящего из завала по всей длине сохраняемого штрека 2, начиная от очистного забоя. При обнаружении в какой-либо точке замера изменения в температуре или составе воздуха дополнительно обрабатывают выработанное пространство путем введения большего объема воды, насыщенной, например, пожарогасящими компонентами повыщенной концентрации. Обработку производят до тех 0 пор, пока температура и состав воздуха не будут соответствовать нормам.

Таким образом, дополнительное аэродинамическое сопротивление, создаваемое

5 потоком воды, направляемой в выработанное пространство, препятствует движению утечек воздуха по завалу, что сокращает протяженность их действия в выработанном пространстве. Повышается эффективность увлажнения всего массива

0 обрушенных пород кровли и угля как в пределах обрабатываемой зоны выработанного пространства, так и за ее пределами по ходу движения утечек. Кроме того, снижается температура самонагревающегося угля по всей длине пути фильтрации

5 утечек. Согласно способу аэроводоантипирогенную обработки завала ведут по всей длине активной зоны самовозгорания угля.

Предлагаемый способ позволяет много0 кратно использовать один объем воды в замкнутом цикле.

Применение способа увеличит нагрузку на очистной забой за счет совмещения работ по добыче и профилактике, а также 5 контролю и своевременному тушению возможных очагов пожаров в начальной их стадии.

СПОСОЬ СНИЖЕНИЯ ЭНДОГЕННОЙ НОЖАРООПАСНОСТИ 5ЫР. БОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА, вк.иочпюший юдачу водного раствора ангшшрогена в выраб{)та1П1ое пространство, отличающийся тем, что, с целью новышенпя уф(|)ективности профи:1актпчеекой обработкп - :плуатаппопных потерь уг.пя в выработаппом нространстЕ5е путем обработки завала по всей длине активной зоны самовозгорания угля, водный раствор аптинпр()|-сна подают поперек движения утечек воздуха со стороны со.храняемой части вепт11,1япи()пного П1трека нозадп очистного забоя, начиная от границы пожаробезопасной 30|1Ы. § (Л к 4 СД 00