Способ обнаружения эндогенных пожаров в угольных шахтах Советский патент 1987 года по МПК E21F5/00 

11

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть исполь-- зовано для обнаружения запожаренных выемочных участков в угольных шахтах

Целью изобретения является повьппе-- ние точности определения запожарен- ного участка в свите сближенных пластов за счет сравнения иктенсив- ностей газовыделения с каждого участ ка при перетоке индикаторных пожарных газов с одного выемочного участка на другой с интенсивностями газовыделения при моделировании процесса возгорания проб.

На чертеже приведена технологическая схема применения способа на свите пологопадающих пластов угля.

Технологическая схема включает в себя предварительный отбор проб на каждом выемочном участке 1 - 3 из свиты пластов 4 углесодержащих пород угля из верхних 5 и низших 6 слоев каждого угоАьного пласта 7 и углефи- цированмых вмещающих пород непосредственной кровли 8 и почвы 9 пластов 7 в объемном отношении, пропорциональном мо цности каждого оставляемого в вь работанно; 1 пространстве i ( СЛОЯ 5,6,8,S) углесодержащет о вещес: - ва. Прм этом отборы смеси уг ля и углесодержашей породы прО1:Езпсдят, например, в монтажной камере 1 ; пе-- ред началом отработки каждого выемоч ного участка 1-3. Затем в лабораторных условиях, например в реакционной камере, производят многократный (не Meiiee 8-10 раз) прожиг отобранных углепороднь1Х проб в процессе моделирования их возгорания, а на основании анализа газообразных продуктов прожига устанавливают характерный для каждой температуры угле- породной смеси газовый спектр интеп- сивностей газовыделения пожарных индикаторных газов, т.е. специфичную для заданной марки угля и вмещающих углесодержащих пород в слоях 5,6,8, 9 стратиграфической колонки извест-- ных участков 1 - 3 из обрабатываемых пластов 7 совокупность интенсивностей газовыделения пожарных индикаторных газов, устойчиво присутствующих при измеренной темпе- ратуре отобранного в одном пункте углепородного вещества. При этом интенсивность газовыделения пожарных газов и моделирование процесса возгорания осуш.естзляют любым известным способом.

При анализе газообразных продуктов прожрл а уг-деродчых смесей нехарактерными признают газы, интенсив- Hoci b газовм/з/апения которых различн в разных прожй гах углепородной смес из одного пункта o i 6opa. либо не присутствующрт-а хотя бы в одном из серир моделярования ее возгорания. Специфичность газового спектра прожигаемой углесодержащей смеси обусловлена образованием газообразных продуктов в объемах, пропорциональных содержанил твердых горючих компонентов в зыработа.нном пространств 10 каждого отрабать ваймого участка 1-3, После этого :на основании анализа характерных газовых спектров устанавливают характеристические интенсивности газовыде.ления пожарных индикаторных газов, т.е. интенсивности образованиу; тех пожарных газов, которые устойчрпю присутствуют при определенной температуре сгораемого углепороднол о зешества в строго ус- таповленнь х величинах, либо присут- в газопбра:-П1Ых продуктах прожига углеиородных проб только одного из свиты -: yro.;rr,i{oj o пласта 7. В ьюмент йознлжюзения эндогенного пожара 12 определяю ; набор интенсив- иост ей газовыдепения всех известных пожарных иидикатопнмх Б пробах воздуха из БЬ работа1;;ного пространства 10 и устанавливают температуру . эндогеЕ-гного пожара 12 любым известным способом. При этом пункт отбора проб воздуха из выработанного пространства выбирают произвольно, например через скзамину 13, пробу- реннуро в выработанное пространство 10 выемочног С участка 1, либо кз-за последней секции передвижной механизированной крепи 14„ после чего производят идеи т -s iviкадию полученног о набора ин1 емс«вт-1остей газовыделения 3 пробе нэпдуха из выработанного пространства О с характерными для ус- т ,.1наБленпот темпера . уры пожара 12 газовым;- с;:;:ктрами выемочных участков 1 - 3, ;i О1;ределение запо- жаренногс; 3 производят по наябольшгму чисоту бл изких по числеп- НЫТ-; значеь иям харак геристических интенсивное гей газовы 1,е.11ения пожарьъ х газов, прису сткуюпих в их наборе в

пробе воздуха из выработанного нро- странства 10.

Снособ обнаружения эндогенных пожаров в угольных шахтах, предусматривающих определение запожаренного участка при перетоке пожарных индикаторных газов с одного выемочного участка на другой или с шахтного поля одной шахты на выемочный участок смежного шахтного поля другой шахты, или с отрабатываемого участка одного сближенного пласта на участок другого пласта из их свиты при наличии аэродинамической связи через выработанное пространство, осуществляют следующим образом.

Любым известным способом определяют интенсивность газовыделения всех известных пожарных индикаторных газов в пробах воздуха из выработанного пространства 10 и температуру очага эндогенного пожара 12. Затем производят сравнение полученного набора интенсивностей газовыделения пожарных газов в пробе воздуха из выработанного пространства 10 с характерными для установленной температуры очага пожара 12 газовыми спектрами выемочных участков 1 - 3 свиты отрабатываемых пластов 4, а запожа- ренный участок 3 определяют по наибольшему числу в наборе интенсквнос- тей газовыделения пожарных тазов в пробе воздуха из выработанного пространства 10 идентичных характеристических интенсивностей из сравниваемых газовых спектров всех выемочных участков 1-3.

Пример. В пробах воздуха из выработанного пространства 10 на выемочных участках 1 - 3 обнаружены пожарные газы. По численному значению интенсивности выделения окиси углерода и водорода установлена температура эндогенного пожара, равная 110°С. Набор интенсивностей пожарных газов из выработанного пространства 10 и характерные для температуры очага пожара 110°С газовые спектры выемочных участков 1 - 3 представлены в таблице.

Очевидно, что газовый спектр участка 1 превышает набор интенсивностей из выработанного пространства. Кроме того, для спектра участка 1 характеристической является интенсивность выделения этилена, отсутствующая в наборе газов из выработанно0

5

го пространства. Газовый спектр участка 2 по численным значениям меньше интенсивностей набора газов из выработанного пространства. Кроме того, в последнем отсутствуют характеристические для спектра участка 2 интенсивности выделения пропилена и бутана. Газовый спектр 3 по численным значениям наиболее близок к набору газов из выработанного пространства.

На основании идентификации газовых спектров и набора интенсивностей

5 газовыделения из выработанного пространства заключают, что запожарен- ным является участок 3, а выемочные участки 1 и 2 загазованы пожарными газами из очага пожара 12, находящеQ гося в выработанном пространстве 10 участка 3.

Формула изобретения

5 Способ обнаружения эндогенных пожаров в угольных шахтах, включающий отбор проб из слоев угля и угле- фицированных пород, моделирование процесса возгорания отобранных проб

Q прожигом в реакционной камере, отбор и анализ проб воздуха из выработанного пространства выемочного участка, определение интенсивностей газовыделения индикаторных пожарных газов из очага эндогенного пожара и определение температуры очага пожара, отличающий ся тем, что, с целью повьшгения точности определения запожаренного

40

участка

свите сближенных пластов за счет сравнения интенсив- ностей газовыделения с каждого участка при перетоке индикаторных пожарных газов с одного выемочного

участка на другой с интенсивностями газовыделения при моделировании процесса возгорания проб, предварительно на каждом участке из свиты отрабатываемых пластов отбирают пробы

из слоев угля и углефицированной вмещающей породы, прилегающей к кровле и почве пласта в объемном отношении, пропорциональном мощности каждого оставляемого в выработанном

пространстве слоя угля и углефицированной вмещающей породы,и в процессе моделирования возгорания отобранных проб устанавливают характерный для заданной температуры нагрева пробы спектр устойчиных интенсив- ностей газовыделения индикаторных пожарных газов, а п -юмент обнаружения признаков эндогенного пожара сравнивают спектры устойчивых интеь;- сивностей газовыделения индикаторных газов в пробах воздуха из выработанного пространства и пслучовмых при моделировании воз; ооания ;;ля усло)зп: л

ный

Формула

liHTencHBHocTb газовыделения из выработанного прострак- стг.а, м /м - с

-емпературы очаг-а эндогенного пожара, ггри зтом к запожа;: енному относят участок. CHfjcrp и}:тенсивности газовыделения в пробах воздуха которого имеет наиболыоее -.ис.ло устойчивых интенсив н о с т е и к к . к а т о рь: ых п ожа р - к-ых га зов 5 гголучаема Х при моделировании для температуры очага Т1ожара.

Характерные raso. спектры участков при температуре очага 1 , с

7 I 3

.L.

ерода СО Н,,

С,К,

С,Н,

I ,6 -Ю

2,8-1

О

о

О О

77/ 77777////

/// /// /// /// ///

/// ///I

/// /// /// /// ///{ .rv.J / V f -Li f n

IZZZSiszT; i32I22

VzrirdpiTiiid

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - повьшение точности определения запо- жаренного участка в свете сближенных пластов за счет сравнения интенсив- ностей газовыделения с каждого участка при перетоке индикаторных пожарных газов с одного выемочного участка на другой с интенсивностями газовыделения при моделировании процесса возгорания проб. Для этого предварительно на каждом участке из свиты отрабатываемых пластов отбирают пробы из слоев угля и углефицированной вмещающей породы, прилегающей к кровле и почве, в объемном отношении, пропорциональном мощности каждого оставляемого в выработанном пространстве слоя угля и углефицированной вмещающей породы, моделируют процесс возгорания отобранных проб и устанавливают характерный для заданной т-ры нагрева пробы спектр устойчивых интенсивностей газовьщеления индикаторных пожарных газов. В момент обнаружения признаков эндогенного пожара сравнивают спектры в пробах воздуха из выработанного пространства и получаемых при моделировании возгорания. При зтом к запожаренному относят участок, спектр интенсивности газовыделения в пробах воздуха которого имеет наибольшее число устойчивых интенсивностей индикаторных пожарных газов, получаемых при моделировании для т-ры очага пожара. 1 ил., 1 табл. (Л (Л ОО ю 00 сд

Редактор И.Николайчук

Составитель И.Федяева Техред И.Верес

Заказ 3465/37 Тираж 429Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Л.Патай