Состав для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве угольных шахт Советский патент 1991 года по МПК E21F5/06 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к охране тр/да, и может быть использовано при профилактической обработке выработанного пространства с целью предупреждения самовозгорания потеос- угля в отработанны) и действующих выемочных участках.

Известны составы дня предупреждения самовозгорания потерь угля и выработанном пространство, которые содержат вяж щие добавки, жидкое стекло, глин/ и инертные материалы После введений данных составов в выработанное пространство происходит выпадение из раствора твердых доставляющих, в результате него перекрываются пугг фил1 тр. ции воздуха и снижается окиг.ляемость угля Однако известный состав не лишен недостатков невозможность использования в действующих выемочных участках, невозможность регулирования проиесса окисляемости Ґгля чтс приводит к низкой эффективности борьбы с эндогенными пожарами, острый дефицит и высокий расход материалов, что приводит к увеличе- Ь ию трудоемкости профилактики и значительному удорожанию

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению взятым за прототип, является порошок карбамида который вводят п количестве 2- 3 кг на 1 м выработанного пространства При самовозгорании углч происходит раз§

ю

4 О

ложение карбамида с поглощением тепла и выделением инертного газа. За счет этого происходит торможение процесса окисления угля и инертизация атмосферы выработанного пространства.

Существенным недостатком известного состава является то, что процесс разложения карбамида происходит при повышенной температуре (выше +70°С), т.е. тогда, когда в выработанном пространстве уже образовался очаг эндогенного пожара. Кроме того, известный способ не обеспечивает регулирования и интенсификации скорости разложения карбамида в процессе инерти- зации рудничной атмосферы. Не обеспечивает известный состав и стабильности процесса разложения карбамида, что снижает эффективность профилактики эндогенных пожаров.

Цель изобретения - повышение эффективности профилактики эндогенных пожаров путем обеспечения регулирования и интенсификации скорости разложения мочевины в процессе инертизации рудничной атмосферы в выработанном пространстве. Поставленная цель достигается тем, что состав для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве угольных шахт, включающий мочевину и воду, дополнительно содержит биологически активное вещество - уреазу, суспензированную в глицерине при следующем соотношении компонентов, мас.%: Мочевина76,6-88,8

Глицерин5,0-6,0

Уреаза0,5-2,0

Вода3.2-17,9

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый состав отличается от известного введением нового компонента, а именно биологически активного вещества - уреазы,суспензированной в глицерине, Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию Новизна.

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволяет выявить признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию Существенные отличия,

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были подготовлены десять смесей ингредиентов, три из которых показали оптимальные результаты (таб- лица, пп.4.7 и 10). Для состава с содержанием мочевины 88,8%, уреазы 2%, глицерина 6% и воды 3.2%. скорость выделения аммиака составляет 0,12-10-6 м /г.

Общее количество инертных газов с 1 кг состава равно 1,01 м . Такое же количество инертных газов обеспечивает и состав по прототипу, но неоспоримым преимуществом предлагаемого состава является то, что он обеспечивает нейтрализацию рудничной атмосферы с момента его введения в выработанное пространство при нормальной температуре не ниже 10-20°С. А известный

состав вступает в реакцию только тогда,когда температура окружающих пород возрастает выше +70°С. Превосходит предлагаемый состав известный состав по прототипу и по фактору стабильности разложения, что немаловажно при профилактике эндогенных пожаров.

Введение уреазы в количестве 0,5-2,0% позволяет ре улировать скорость выделе,-6

-6

ния аммиака в пределах 0,05-10 -0,12-10 м /г. Реакция разложения мочевины осуществляется со скоростью 0,32-10 12-0,70-10 при действии биологически активного вещества - уреазы, благодаря ее высокой активности и специфичности, расщепляющей мочевину при t 17-20°С

NH2 H-OH урж

0-С + XNH, H-OH

2Wl COj+H20

Продуктами реакции при этом являются углекислый газ и аммиак в количестве 0,90- 1,01 м на 1 кг предлагаемого состава

Разложение мочевины, связанной с уре- азой, в фермент-субстратный комплекс протекает при t 20°С и рН 8,0 с константой скорости первого порядка (молекулярный вес фермента принимали равным 483000), равной 0,65-10 . Значение константы скорости неферментативной реакции, экстраполированное к 20°С, составляет 3 тО С и. следовательно, фермент в предлагаемом составе ускоряет реакцию в 200 раз

П р и м е р 1.

Мочевина76,6

Уреаза0,5

Глицерин5,0

Вода17,9

Скорость выделения аммиака составляет 0,11-10 6 м3/г. Общее количество инерт- ных газов с 1 кг состава равно 0,90 м .

П р и м е р 2.

Мочевина88,8

Уреаза2 О

Глицерин6.0

Вода3,2

Скорость выделения аммиака составляет 0, м3/г. Общее количество инертных газов с 1 кг состава равно 1.01 м3

П р и м е р 3.

Мочевина59,7

Мочевина Уреаза Глицерин Вода

Скорость 0, м3/г.

Уреаза0 5

I ицерин5,0

Вода34,8.

Скорость выделения аммиака составляет 0.09-10 6 м3/г Общее количество инертных газов составляет 0,68 м3 П р и м е р 4

70,0 1.5 6,0 22,5.

выделения аммиака Объем выделенного аммиака с 1 кг состава составляет 0,52 м , что равняется 82,5% от обьема аммиака, выделяемого по предлагаемой формуле изобретения.

П р и м е р 5.

Мочевина80,0

Уреаза1 5

Глицерин6 О

Вода12.5

Скорость выделения аммиака 0,1 м3/г. Обьем выделенного аммиака с 1 кг состава составляет 0,60 м Суммарный объем выделенного инертного газа с 1 кг состава равен 0 90 м3

инертного газа от 090 до 1,01 м с 1 кг мочевины

Неоспоримым преимуществом предлагаемого состава является стабильность его

работы в течение всего срока отработки выемочного участка при значительных колебаниях окружающей среды в интервале + 17-20°С и выше.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность профилактики эндогенных пожаров, обеспечить регулирование и интенсификацию скорости разложения мочевины с выделением аммиака и углекислого газа, снижающих

сорбционную активность потерь угля к кислороду, обеспечить в конечном счете безопасные условия труда для работающих Формула изобретения Состав для предупреждения эндогенных пожаров F выработанном пространстве угольных шахт включающий мочевину и воду, отличающийся тем что, с целью повышения эффективности профилактики эндогенных пожаров путем обеспечения регулирования скорости разложения мочевины в процессе инертизации рудничной атмосферы, он дополнительно содержит уреазу и глицерин мри следующем соотно

Изобретение относится к горной промети, а именно к охране труда, и м.б. использовано пои профилактической обработке выработанного пространства Цель изобретения - повышение эффективности профилактики эндогенных пожаров путем обеспечения регулирования и интенсификации скорости разложения мочевины с выделением аммиака и углекислого газа, снижающих сорбционную активность потерь угля к кислороду. Для этого состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мочевина 76,6-88,8; глицерин 5,0-6,0; уре- аза 0,5-2,0 и вода 3.2-17,9 Состав отличается стабильностью своей работы в течение всего срока отработки выемочного столба по инертизации выработанного пространства. Высокая скорость разложения мочевины при нормальной температуре 17-20°С. значительный объем выделившегося инертного газа обеспечивается введением в состав биологически активного гещества урезан суспензированной R глицерине 1 табя со С