Способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства Попковых Е.М. и М.П. Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к технике безопасности в горной промышленности и может быть использовано для снижений эндогенной ложароопасности выработанного пространства при разработке пологих угольных пластов, склонных к самовозгоранию, длинными столбами по восстанию с обрушением кровли.

Известен способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного 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.

Однако данный 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 с профилактической

обработкой выработанного пространства, примыкающего к очистно му забою, из-за опасности прорыва раствора антипирбгена в рабочее пространство лавы.

Известен также способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства, который заключается в том, что антипироген вводят в выработанное пространство с помощью обособленной вентиляционной струи, которую подают в выработанное пространство по трубопроводу сонаправлено с путями утечек воздуха, причем количество воздуха в трубопроводе принимают равным естественным утечкам воздуха, при этом Предварительно перед вводом в выработанное пространство антипирогена производят воздушнодепрессон- ную съемку для определении величин и путей утечек.

Кроме того, для повышения эффективности профилактики обработки потерь угля в длинных очистных забоях путем регулирования теплофизических параметров утечек

XI

сл о сл со

го

воздуха на выходе в выработанное пространство и выходе из него а также управления процессов конденсации водяных паров из воздушноантипирогенной смеси перед вводом антипирогена в выработанное пространство предварительно определяют температуру и влагосодержание утечек воздуха на входе в выработанное пространство и выходе из него, а воздушно- антипирогенную смесь перед вводом в выработанное пространство подогревают. При этом осуществляют контроль за качеством обработки путем замеров температур поступающего воздуха в антипирогенной смеси на входе и выходе выработанного пространства.

Однако данный способ неэффективен для больших очистных забоев, где необходимо по их длине создавать несколько точек ввода водного раствора антипирогена. что усложняет организацию работ по профилактике работы. Кроме того, данный способ требует применения дополнительного оборудования, например компрессора типа ШБКС-5, вентилятора ВМП-6 или ПГР-60, насоса Ж-6, емкости, электрического нагревателя, трубопроводов, электроаппаратуры, кабелей и т.п., которое располагают на платформах, загромождающих выработку, что, в свою очередь, осложняет ведение очистных работ, повышает себестоимость добываемого угля, а наличие в системе нагревательных приборов в шахтах, опасных по взрыву метана и угольной пыли, небезопасно. При этом данный способ не обеспечивает полной безопасности ведения очистных работ при отработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию, с инкубационным периодом самовозгорания угля менее одного месяца, что ведет к нарушению ритмичности работ и снижению нагрузки на выемочный участок за счет частых остановок для дополнительной профилактики выработанного пространства и примыкающих к нему выработок.

Наиболее близким техническим решением является способ снижения эндогенной пожароопасное™ выработанного пространства, включающий подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство, в котором, с целью повышения эффективности профилактической обработки эксплуатационных потерь угля в выработанном пространстве путем обработки завала по всей длине активной зоны самовозгорания угля, водный раствор антипирогена подают поперек движения утечек воздуха со стороны сохраняемой части вентиляционного штрека позади очистного забоя, начиная от крайней границы пожаробезопасной зоны.

Однако данный способ не обеспечивает качественную и равномерную профилактическую обработку всей площади почвы отработанного пространства при разработке угольных пожароопасных пластов длинными столбами по восстанию с обрушением кровли. При разработке пластов с небольшим инкубационным периодом самовозгорания угля (Гинк 1,0 мес) протяженность пожаробезопасной зоны (пб.з) резко сокращается, а протяженность пожароопасной зоны (Lno.a) значительно возрастает, что требует больших затрат и времени на обработку выработанного пространства на протяжении всей длины пожароопасной зоны.

Цель способа - повышение безопасности разработки пожароопасных пологих угольных пластов длинными столбами по восстанию с обрушением кровли.

На фиг.1 изображена схема осуществления способа снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства при разработке пологопадающего угольного пласта (до 12°) столбами по восстанию с обрушением кровли; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, где 1 - выемочные наклонные выработки, оконтуривающие столб, 2 - очистной забой, 3 - крепь лавы, 4 - кровля пласта. 5 - почва пласта, 6 - уголь, оставленный в выработанном пространстве, 7 - граница затопления выработанного пространства на

уровне почвы пласта 5 у крепи 3 лавы, 8 - крайняя граница пожаробезопасной зоны (1-пб.з), 9 - выработанное пространство, 10 - зеркало жидкости, 11 -утечки воздуха, 12- магистральный трубопровод, 13 - отросток

трубы, заведенный за водоупорную перемычку, 14 - задвижка, 15 - водоупорная перемычка, 16 - храпок.

Способ осуществляют следующим образом.

При разработке пожароопасных пологих угольных пластов длинными столбами по восстанию с обрушением кровли, выработанное пространство 9 заполняют жидкостью по мере подвигания очистного забоя 2. При этом поддерживают зеркало 10 жидкости на уровне 7 почвы 5 пласта у крепи 3 лавы, а утечки воздуха 11 в выработанном пространстве 9 направляют над зеркалом 10 жидкости в пределах пожаробезопасной зоны, определяемой по формуле

LnG.a KVoH Гинк .

где Lne.a - протяженность пожаробезопасной зоны, м;

К- коэффициент, учитывающей несоответствие плановой и фактической скорости подоигания очистного забоя. Принимается при плановой /оч 50 м/мес - К - 0,7. а при VOM 50 м/мес - К 0,9;

Уоч скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

Тинк - инкубационный период самовозгорания угля, сут.

Выемочные столбы отрабатывают одинарными или спаренными лавами по восстанию пласта. Лавы оборудуют механизированной крепью 3.

Выбор конструкции и расчет толщины водоупорных перемычек 15, возводимых в выработках, пройденных в барьерных целиках, осуществляют согласно руководству по изоляции.

Ширину барьерных целиков в нижней части поля определяют согласно инструкции.

Контроль за качеством обработки выработанного пространства 9 ведут путем замера температуры и состава воздуха, выходящего из завала в выемочную выработку 1 вблизи очистного забоя 2. При обнаружении изменения в температуре или составе воздуха, выработанное пространство 9 обрабатывают дополнительно путем ввода D завал вместе с водой пожарогася- щих компонентов повышенной концентрации. Обработку ведут до тех пор, пока

температура и состав воздуха не будут соответствовать нормам.

Применение предлагаемого способа при разработке весьма пожароопасных угольных пластов позволит значительно повысить безопасность ведения горных работ и нагрузку на очистной забой за счет совмещения работ по добыче и профилактике, а также контролю и своевременному тушению возможных очагов пожаров в начальной их стадии.

Формула изобретения Способ снижения эндогенной пожароо- пасности выработанного пространства, включающий подачу жидкости в выработанное пространство позади очистного забоя, обработку пород выработанного пространства жидкостью по всей длине активной зоны самовозгорания, начиная от крайней границы пожаробезопасной зоны, и управление утечками воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности разработки пожароопасных пологих угольных пластов длинНШГи столбами по восстанию с обрушением кровли, выработанное

пространство заполняют жидкостью по мере подвигания очистного забоя, причем поддерживают зерка йо жидкости на уровне почвы пласта и крепи лавы, а утечки воздуха в выработанном пространстве направляют

над зеркалом жидкости в пределах пожаробезопасной зоны.

Фиг. 2

3

Использование: разработка пологих угольных пластов, склонных к самовозгоранию, глинными столбами по восстанию с обрушением кровли. Сущность изобретения: выработанное пространство заполняют жидкостью по мере подвигания очистного забоя, причем поддерживают зеркало жидкости на уровне почвы пласта у крепи лавы. Утечки воздуха в выработанном пространстве направляют над зеркалом жидкости в пределах пожаробезопасной зоны. 2 ил.