Способ предотвращения самовозгорания горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения самовозгорания твердых горючих ископаемых, пиритсодержащих руд и отвальных пород.

Цель изобретения - повышение эффективности профилактики самовозгорания горных пород за счет образования на их поверхности защитного слоя антиоксидан- та.

Сущность способа состоит в том, что воздействуют на горные породы 1...3%-ны- ми растворами веществ-антагонистов в две стадии, при этом на первой стадии породу насыщают раствором CaCl2 или Са(НСОз)2+Са(ОН)2, а на второй - омывают ее открытую поверхность растворами

N32304, ИЛИ (NH4)2S04, ИЛИ МЭ2СОз, ИЛИ

(МН4)2СОз, или (504)з, причем последнее из указанных веществ используют при воздействии на горную породу на первой стадии раствором Са(НСОз)+Са(ОН)2.

Защитный слой антиоксиданта создается последовательным воздействием на горнуюпородурастворамивеществ-антагонистов, взаимодействующих между собой спонтанно на самой защи- щаемой поверхности с выделением сплошного твердого осадка, имеющего к ней адгезию. Образование защитного слоя на поверхности горной породы при взаимодействии растворов веществ-антагонистов обусловлено протеканием химических реакций:

CaCl2+Na2S04+2H20-2NaCI + +CaS04-2H2Qj.;

CaCl2+(NH4)2S04+2H20 2NH4CI+CaS04X Х2Н204

СаС12+№2СОз 2№С1+СаСОз CaCI2+(N H4) H4CI+CaC03J.

ЗСа(НСОз)2+6Са(ОН)2+А12(504)з 2А1(ОН)з1+6СаСОз1+3(СаЗСм -2H20U ,

Образующийся таким образом на поверхности горной породы защитный слой

Ј

ч|

CJ

ю о

ND

антиоксиданта исключает доступ к ней внешних агентов выветривания - влаги, растворенного кислорода и тионовых бактерий. Согласно стехиометрии приведенных уравнений реакций, при 1...3%-ной концентрации CaCfc, концентрация в воде других веществ, используемых на второй стадии обработки горной породы, должна быть: N32S04 - 1,3...3.8%; (NN4)2804 - 1.2...3.6; Ыа2СОз - 1,0...3.0%; (МНфСОз - 3,8...11,3% (учтен гидролиз в растворе) и при 1...3%-ной концентрации Са(НСОз)2+Са(ОН)аконцентрация

А12(504)з-0,5...174%. При коэффициенте пористости горной породы 0,2...0,3 и условии разбавления растворов вдвое расход жидкости на 1 м3 ее составляет 400...600 л (половина этого количества жидкости может теряться). Расходы реагентов на тот же объем горной породы (с учетом потерь растворов) согласно приведенным уравнениям реакций и полученным расчетом концентрациям их (при 3%-ной концентрации растворов, используемых на первой стадии): CaCl2

-6..9кг, NaS047,6...11,4 кг, (МЩ)28О4 7,2...10,8 кТ, Na2COs - 6...Э кг, ( - 22,6...33,9 кг (учтен гидролиз в растворе), Са(НСОз)2+Са(ОН)2 - 6...9 кг, А12(804)з - 2,8...4,2 кг. Если избытки растворов проникают из обрабатываемого объема породы в среду, обработка которой также необходима, потребные расходы жидкости и реагентов на 1 м3 объема горной массы снижаются вдвое. Толщина защитного слоя антиоксиданта на поверхности горной породы 15...50 мкм.

При комбайновой выемке угля его орошают 1...3%-ным раствором хлорида кальция CaCl2 в технической воде. Раствор приготавливают в вагонетке, расположенной вблизи очистного забоя. С помощью насоса его подают по трубопроводу к оросительным форсункам выемочного комбайна. Отбитый от пласта уголь интенсивно орошают этим раствором до насыщения. Показателем насыщения угля раствором является содержание в нем внешней влаги 3...5%, что устанавливают анализом. В одном из пунктов перегрузки увлаженного угля его повторно орошают - омывают

открытую поверхность 1,3...3,98%-ным раствором сульфата натрия N32S04. На открытой поверхности угля взаимодействуют растворы хлорида кальция и сульфата натрия с выделением в течение 5...7 мин гипса CaS04 2H20, создающего защитный слой.

В призабойную часть пласта угля, склонного к газодинамическим проявлениям и самовозгоранию, нагнетают 1-3%-ный

раствор бикарбоната кальция Са(НСОз)2 в технической воде. Этот раствор приготавливают на поверхности шахты пропусканием углекислого газа через известковую суспензию Са(ОН)2+2С02 Са(НСОз)2. Воду, содержащую Са(НСОз)2 и Са(ОН)2, нагнетают через шпуры в призабойную часть пласта высоконапорным насосом до полного увлажнения, при котором в угле содержится 3-5%. Влажность угля в массиве определяют путем анализа штыба, образующегося при бурении контрольного шпура Затем этим же насосом через те же шпуры нагнетают в призабойную часть предварительно увлажненного пласта 0,5...1;4%-ный раствор сульфата алюминия А12(504)з. Вследствие взаимодействия указанных веществ на поверхности угля образуется защитный слой антиоксиданта, состоящий из гипса, карбоната кальция и гидроксида алюминия.

Формула изобретения Способ предотвращения самовозгорания горных пород, включающий воздействие на них 1-3%-ным раствором CaCl2 или

Са(НСОз)2+Са(ОН)2, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности профилактики самовозгорания за счет образования на поверхности горных пород защитного слоя антиоксиданта, воздействие

на горную породу растворами осуществляют в две стадии, при этом на первой стадии породу насыщают раствором CaCl2 или Са(НСОз)2+Са(ОН)2, а на второй - омывают ее открытую поверхность растворами

N32S04, или (NH4)2$04 или Ыа2СОз, или (, или А12(504)з. причем последнее из указанных веществ используют при воздействии на горную породу на первой стадии раствором Са(НСОз)г+Са(ОН)2.

Использование: для предотвращения самовозгорания твердых горючих ископаемых, пиритсодержащих руд и Отвальных пород. Сущность изобретения: горные породы вначале насыщают 1-3%-ными растворами или Са(НСОз)2+Са(ОН)2, после чего открытую поверхность горных пород омывают №2504,ИЛИ (NH4)2S04, ИЛИ N32C03, ИЛИ (NH 4)2СОз. Если на первой стадии горную породу обрабатывали раствором Са(НСОз)2+Са(ОН)2. для смывания ее открытой поверхности на второй стадии можно также использовать (504)з.