Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции аварийных участков.

Цель изобретения - повышение оперативности и безопасности процесса изоляции за счет обеспечения дистанционного возведения опалубки.

На фиг.1 показана схема размещения оборудования на аварийном участке для осуществления способа его изоляции; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 для условий горизонтального и наклонного залеганий

пласта; на Фиг.З - сечение Б-Б на фиг 2 с показом щитовой опалубки.

На схеме изображены угледобывающий механизированный комплекс 1, угольный пласт 2,вентиляционный 3 и транспортный 4 штреки, соединенные скважиной 5, устройство 6 (устанавливают на свежей струе) подачи заполнителя во внутриопалубочное пространство опалубки 7, пожарно-ороси- тельный трубопровод 8, запорные вентили 9 и 10, емкость 11 пенообразователя, подсое- динительные элементы 12 и 13 обсадной скважины 5, щиты 14 и 15, состоящие из

О

о

00

о о

Ы

металлической решетки 16, и воздухопроницаемой ткани 17, закачного патрубка 18, крепежные трубные опоры 19 и 20 для монтажа щитов опалубки в нише 21 и на опорной раме 22 транспортного штрека 4. Щит 14 со стороны действующих выработок снабжают эластичным щитком 23, а в целом опалубку закрепляют поддержками 24. Для полной изоляции аварийного участка на вентиляционном штреке 3 устанавливают дополнительную щитовую опалубку 25, аналогичную опалубке 7.

Способ реализуют следующим образом. В выемочном поле, оснащенном угледобывающим комплексом, в целях противопожарной защиты и предупреждения выхода пожарных газов на общую исходящую крыла шахты, вентиляционный штрек 3 соединяют скважиной 5 с транспортным штреком 4. Выходы скважины снабжа- Ют подсоединительными элементами 12 и 13. На транспортном штреке устраивают нишу 21, устанавливают крепежные трубы 19 и 20, возводят опорную раму 22, затем шарнирно закрепляют замкнутую складную опалубку 7, закачной патрубок 18, на которой закрепляют подсоединительный элемент 13 (фланец обсадной трубы) скважины 5, фиксацию в положении монтажа (режим ожидания) обеспечивают поддержками 24, закрепленными на бортах выработки, На вентиляционном штреке устанавливают устройство 6 подачи заполнителя, подсоединяют его посредством элемента 12 к скважине 5, а через запорный вентиль 9 - к пожарно-оросительному трубопроводу 8 и через вентиль 10 - к емкости 11 с пенообразователем. Устройство 6 представляет собой накопительный бункер сыпучего материала, установленный на канал камеры разрежения эжекторного смесителя, снабженного патрубками подвода компонентов (воды, воздуха и пенообразователя).

К патрубку подачи воздуха можно подключить источник сжатого инертного газа.

У скважины вентиляционного штрека в специальной укладке из воздухонепроницаемого материала (упаковка цементных меш- ков) складируют расчетное количество компонента заполнителя - полимеро-мине- рального композита (ПМК) в гранулированном виде, сильно набухающего при взаимодействии с водой и обеспечивающе- го влагосберегающий эффект и изоляционную герметичность. Полимер ПМК представляет собой синтетический продукт в виде не растворимого в воде твердого вещества, который обладает устойчивым свойством набухания при многократном замачивании водой и высушивании. Основными компонентами ПМК являются полимер полиакриламид и наполнитель, в качестве которого используют бентонитовые глины, золоунос электростанций, инертная пыль и др. При затворении полимера ПМК водой его объем увеличивается в 60 и более раз.

Включение системы в работу обеспечивается по ранее утвержденному плану ликвидации пожара с вентиляционного штрека

3.Для этого приемный бункер устройства 6 загружают гранулированным полимером и вентилем 9 включают подачу воды из пожар- но-оросительного трубопровода 8. Полученную в эжекторном смесителе устройства 6 воздушно-(газо)-механическую вспененную суспензию подают по скважине 5 в межопалубочное пространство замкнутой опалубки 7, которая при незначительном давлении на ее внутренний щит 15вспененной суспензии занимает рабочее положение поперек горной выработки - транспортного штрека

4.При этом щит 15 прилегает к опорной раме 22, а щит 14 под амортизирующим действием эластичного щитка 23 занимает положение под углом к вертикали, образуя внутриопалубочный объем. Жидкая и газообразная фазы вспененной суспензии проталкиваются избыточным давлением через ограждающую поверхность внутреннего щита 15 в сторону аварийного участка с образованием на воздухопроницаемой ее ткани мелкоячеистой пены. Причем с момента смешения компонентов в смеси в эжекторе устройства 6 начинается реакция полимера ПМК с водным раствором. Режим турбули- зации и рабочее давление интенсифицируют этот процесс. Набухание полимера ПМК продолжается во внутриопалубочном пространстве при постоянном его орошении водным раствором. Одновременно идет пополнение пенной завесы на пути движения продуктов горения от очага пожара. Путь пожарным газам перекрыт, однако возведение перемычки под защитой пенной завесы продолжается до полного затворения водным раствором заданного расчетного количества полимера ПМК.

Изоляционную перемычку на вентиляционном штреке 3 на месте монтажа опалубки 25 возводят одновременно с работами на транспортном штреке или по их завершении, в зависимости от газовой обстановки.

П р и м е р. В лабораторную модель внутриопалубочного пространства с ограждающей сетчатой поверхностью (сетка 2x2 мм) при интенсивной турбулизации подавали водный раствор пенообразователя (95% воды + 5% пенообразователя) и гранулированный полимер ПМК с размером частиц

мм. На заполнение внутриопалубочного объема в 3,6 м было израсходовано 100 кг полимера ПМК. Увеличение в объеме в 3 раза было зарегистрировано через 32 мин после окончания подачи полимера при постоянном орошении раствором ПАВ.

Отсюда следует заключить, что для изоляции горной выработки сечением 12 м2 с толщиной перемычки до 3 м достаточно 1 т полимера ПМК без учета ПАВ. При этом мелкая фракция (порошок) полимера ПМК вымывался водным раствором ПАВ в пену, поступающую для создания пенной завесы в изолируемом пространстве транспортного штрека, являясь при этом стабилизатором ее структуры, т.е. стойкость пены при этом повысилась более чем в 3 раза. Время набухания полимера по сравнению с ис- пользованием чистой воды сократилось более чем в 2 раза.

Формула изобретения 1. Способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий возведение опалубки в горной выработке на пути движения пожара и дистанционную подачу заполнителя во внутриопалубочное пространство,отличающийся тем.что,

с целью повышения оперативности и безопасности процесса изоляции за счет обеспечения дистанционного возведения опалубки, в оконечном участке выемочного поля в транспортном штреке устраивают нишу, в которой на трубных опорах шарнирно закрепляют замкнутую складную опалубку, состоящую из металлических решеток и воздухопроницаемой ткани,а на вентиляционном штреке устанавливают устройство подачи заполнителя во внутриопалубочное пространство и соединяют его посредством скважины, которую проводят между вентиляционным и транспортным штреками с внутриопалубочным пространством, при этом опалубку в горной выработке возводят путем подачи заполнителя во внутриопалубочное пространство.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве заполнителя внутриопалубочного пространства используют гранулированный полимеро-минеральный композит и воду.

3.Способ по п.2, отличающийся тем, что в состав заполнителя внутриопалубочного пространства дополнительно вводят поверхностно-активное вещество.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для дистанционной изоляции аварийных участков шахт. Цель изобретения - повышение оперативности и безопасности процесса изоляции за счет обеспечения дистанционного возведения опалубки в горной выработке. Для этого вентиляционный и транспортный штреки соединяют скважиной, на выходе скважины в нише, устроенной в транспортном штреке, шарнирно закрепляют на трубных опорах у кровли выработки складную опалубку в виде замкнутого мешка из воздухопроницаемой ткани с подсоединением ее закачного патрубка к подсоединительному элементу скважины. На вентиляционном штреке устанавливают устройство подачи заполнителя внутриопалубочного пространства. В качестве заполнителя при аварии используют водонабухающий закладочный материал, например полимеро-минеральный композит, в гранулированном виде или в водный полимеро-минеральный композит вводят поверхностно-активное вещество. Возведение опалубки в горной выработке осуществляют путем подачи заполнителя во внутриопалубочное пространство опалубки, которая за счет давления, создаваемого заполнителем, занимает рабочее положение поперек выработки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

S Z5

/

i

-..-.Л У г - Ti-М--ШЛ вппт

л

Л 7 сриг. 1

4

A-A

f

ю и

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

ШЗ

Фиг.Ј