Способ профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах

Способ профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРОФИЛАКТПКИ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ В ОТРАБОТАН НЫХ ШПТОВЫХ СТОЛБАХ, включаюпщй подачу в выработанное пространство амти1 ироге} з ,отличающийся том, что, с цс.чыо noBbiuJoiiMH эффективности профилактики ;ui счет снижения воздухопроницаемости отработанного cTo.iQii, iioc.ie остановки шитсия)го перекрытия производят секципнирова1П1о нодшитового иространства и И1трека перемычками , а затем в каждую сокпию и через первую стойку над шитом со CTopoiii.i no.iготан .чиваемого столба подают вспенепп1) гелеобразуюпип состав, прпчем заио.шяки сначала иодпипопое пространство и штрек, начппая с да.п.ией от под|()тав,1иваем(||(1 CTo.ina секции, а в 11ос,1еднюю оче1НДь I и1П().1пяюг падщитовое пространство. (Л N3 4;; ел 1 W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З(Ю I: 1 Е 5/О!) В 70 (21 ) 3555197/22-03 (22) 22.02.83 (46) 30.10.84. Бюл. ¹ 40 (72) В. С. Евсеев, Ю. А. Миллер, Ю. И. Донеков, Ф. И. Трофимов, В. А. Чеглаков и В. И. Черемнов (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной иром ы шленности (53) 622.822.22 (088.8) (56) 1. Линденая Н. И. и, др. Г1роисхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах. М., «Недра», 1977, с. 220 — 240..

2. Авторское свидетельство СССР № 976080, кл. Е 21 F 5/00, 1980 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1121457 А

154) (57) СГ10(.ОБ III ОФ|1. !АКТ11К11 ЭНДОГЕ Н Н Ы Х ПОЖАРОВ В OTPA БОТА H.

НЪ|Х ШИТОВЫХ СТОЛЪАХ, включак>щий подачу в выработанное пр<>странство антипирогена, с>тгнчающийся тем, что, с цел>ио повышения эффективности профилактики 3i! счет снижения воздухопроницаемости отработанного столов, после остановки щиl(>8<) го,перекрытия производят секциониров()пи» подгцитово! и пространства и п(трека п«р»мычкачп, и зате)ч в каждуl<) секцик> и кр«з первую стойку íàт щигоч o T()p()!II>l II(> iготавлнва»чоп> столба под(>к>т всп«н(ппый гелеобразукиций с()став, причем .IHII()>ill)ll<>1

»I!a«;Iла по:ццитовое пространство и ill!ð«ê, начl! I!i!ÿ (лil.!ьll(. >! 01 подготавл>I I>iI(. ч<)I (> стол (>(!»(к Ill I I . в I I 0», I». i! I к) к) о I <. 1)»ли

>(п>огп>rll<) II;I.IIIIè (овое пр<>стран TB().

1121457 невозможно гарантировать высокую эффективность профилактики.

Кроме того, на нижнем положении щита эндогенную пожароопасность, представляет не только надщитовая «подушка», но и целики между столбами и над «штреком», однако обработка их не предусматривается.

Цель изобретения — повышение эффективности профилактики за счет снижения воздухопроницаемости отработанного столба

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах, включающему подачу в выработанное пространство антипирогена, после остановки щитового перекрытия производят секционирование подщитового пространства и штрека перемычками, а затем в каждую секцию и через первую стойку над щитом со стороны подготавливаемого столба подают вспененный гелеобразующий состав, причем заполняют сначала подщитовое про40

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам предупреждения эндогенных пожаров при разработке крутых пластов угля, склонного к самовозгоранию, щитовой системой.

Известен способ . профилактики эндогенных пожаров в выработанном пространстве отработанных щитовых столбов, заключающийся в том, что с поверхности или из подземных горных выработок в выработанное пространство бурят скважины и по 11 ним подают глинистую пульпу (1).

Недостатком этого способа является высокая стоимость работ по профилактике, так как требуется бурить значительное число скважин и подавать большие объемы пульпы (на один щитовой столб расходуется 1,5 — 2 тыс. м пульпы или 0,17—

0,25 тыс. мз глины (в целике). Кроме того, способу присуща низкая эффективность профилактики в связи с тем, что пульпа обладает высокой подвижностью и содер- 20 жит примеси, увеличивающие склонность угля к окислению.

Наиболее близким к изобретению является способ профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах, включающий подачу антипирогена в выработанное пространство путем бурения скважин в межгоризонтный целик, заряжения их порошковым антипирогеном (мочевина, сульфат аммония и др.) и обрушение целика на шит. При окислении угля про- 30 исходит нагревание, и порошок антипирогена при 40 С начинает разлагаться с поглощением тепла и выделением соединений (аммиак), которые сорбируются углем и снижают его способность к окислению (2).

Однако при движении щита неопреде- З ленная часть порошка за счет обновления

«подушки» над щитом теряется, поэтому странство и штрек, начиная с дальней от подготавливаемого столба секции, а в последнюю очередь заполняют надшитовое пространство.

В основу предлагаемого способа положена обработка окружающего щит пространства с целью снизить его воздухопроницаемость до таких значений, когда исключается опасность интенсификации процесса окисления разрыхленного угля, т. е. чтобы скорость фильтрации воздуха через отработанный щитовой столб имела бы пожаробезопасные значения (0,5 м/ мин). Для достижения этих условий после остановки щита над откаточным штреком в подщитовом пространстве и в откаточном штреке по длине щитового столба устанавливают перемычки, разбивая все пространство на отдельные секции. Воздухонепроницаемую перемычку устанавливают также в сбойке выше шита, и через все перемычки в каждую секцию укладывают трубопроводы для подачи пены. Основными путями поступления воздуха в отработанный щитовой столб являются откаточный штрек, углеспускные печи, деформированный горным давлением целик угля над штреком, межстолбовой целик со стороны подготавливаемого столба и щитовое перекрытие.

Секционирование окружающего щит пространства путем установки перемычек повышает аэродинамическое сопротивление системы «штрек-надштрековый целик-подщитовое пространство-щитовое перекрытие» разделяет всю указанную систему на независимые друг от друга секции. Кроме того, использование вспененных гелеобразующих составов исключает необходимость перемещения пены по выработкам на длинные расстояния и обеспечивает рассредоточенную подачу пены для качественного заполнения пространства.

Подача вспененного состава через первую сбойку над щитом предусматривает цель создать воздухонепроницаемую завесу со стороны подготавливаемого столба, куда подается большое количество свежего воздуха, а также произвести частичную обработку надщитовой «подушки», так как вдоль этого целика, как правило, происходит зависание обрушенных пород и наблюдается высокая их воздухопроницаемость.

Применение вспененных гелеобразующих составов имеет значительные преимущества перед порошковыми или жидкими антипирогенами, так как позволяет произвести объемную обработку и снизить расход компонентов. Преимуществами перед обычной пеной является высокая устойчивость (100—

160 сут и более против 5 — 6 ч) и инертизация атмосферы выработанного пространства за счет выделения при гелеобразовании аммиака.

1121457

В качестве гелеобразующего состава используют состав, содержащий следующие компоненты, вес О/q.

Жидкое стекло 2,0

Сульфат аммония 2,1

Пенообразователь

ПО-1 2,0

Полиакриламид 0,5

Вода 93,4

Пена имеет кратность 5 — б.

Для Определения расхода компонентов 40 принимают следующие исходные данные, М3.

Объем штрека 300

Объем подщитового пространства

Объем углеспускных пе 45 чей 60

Объем пустот в обрабатываемой зоне над щитовым перекрытием 100

Расход пены составит 500 м или в пересчете на компоненты:

Жидкое стекло, т

Сульфат аммония, т

Пенообразователь

ПО-1, т 2,0

Полиакриламид 0.5

Вода, 1 93,4

Данный вспененный гелеобразующий состав имеет следующую характеристику:

40

2,0

2,1

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления способа.

На выемочном участке закончена отработка щитового столба 1, ранее был отработан столб 2, а в подготовке находится столб 3. Щитовое перекрытие 4 лежит на надштрековом целике 5 (приведена схема отработки столба без параллельного штрека). Наибольшую эндогенную пожароопасность в отработанном столбе представляет разрыхленный уголь в надщитовой «подушке» 6 и деформированный целик 5. Остальные потери угля рассредоточены по выработанному пространству и особой опасности не представляют, хотя при больших прососах воздуха также возможно их самовозгорание. Для профилактики отработан15 ного столба необходимо увеличить аэродинамическое сопротивление окружающего щитовое перекрытие 4 пространства и произвести его секционирование, для чего в подщитовом п ростра нстве между угл ес пуск- у0 ными печами под каждой секцией щита (т. е. через б м) возводят перемычки 7. Воздухонепроницаемые перемычки 8 возводят также в откаточном штреке 9 и в сбойке 10, расположенной выше щитового перекрытия со стороны подготавливаемого столба 3. 25

Каждую секцию, ограниченную перемычками, соединяют трубопроводами 11 с пеногенераторной установкой 12, например, типа ПГУ-1.

Время гелеобразования, мин

Воздухопроницаемость

При перепаде давления

1000 мм вод. ст. практически воздухонепроницаеем

Время распада пены (20 об.о/О) 20 сут, полного разрушения не наблюдается

Напряжение сдвига, Па 200

Плотность, кг/м 200

Вязкость, Па с 12

Дисперсность (0,3 — 1) ° 10

Объемный вес пены, г/смз 0,18 — 0,22

Подачу пены начинают с дальней от подготавливаемого участка 3 секции. Послеподачи расчетного количества пены (100 м ) переключают пеногенератор на следующую секцию и поочередно заполняют их. Перемычки 7 и 8, кроме повышения аэродинамического сопротивления, служат также для ограничения обрабатываемых объемов.

3а счет этого уменьшается растекание пены в пределах сроков гелеобразования и создается подпор -для проникновения пены за щитовое перекрытие. После процесса гелеобразования пена теряет подвижность, превращаясь в устойчивую мелкоячеистую массу, пузырьки которой заполнены воздухом и аммиком. Для приготовления пены можно использовать вместо воздуха инертные газы (азот и т. д.). После заполнения штрека и подщитового пространства подают

100 м пены по сбойке на щитовое перекрытие, чем создают воздухонепроницаемую завесу со стороны подготавливаемого столба 3, а также обрабатывают надщитовую подушку на высоту до 2 м. В этом случае из-за большого сопротивления образовавшегося под щитовым перекрытием 4 пеногеля пена из сбойки 10 распространяется только над шитом. Производительность пеногенераторной уста нов ки обес печи вает возможность произвести обработку в течение одной рабочей смены, т. е. за 6 ч. В результате все пространство от воздухонепроницаемой перемычки 8, включающее штрек

9, целик 5, подшитовое пространство, щитовое перекрытие 4 и надщитовую «подушку» б, будет заполнено пеногелем и при действующих в шахтах перепадах давления (до 200 м м вод. ст. ) будет п ра кти чески воздухонепроницаемым, т. е. потоки воздуха через откаточный штрек, деформированные целики из соседнего рабочего столба 3 не будут проникать к опасным скоплениям угля в отработанном столбе l.

112!457

Составитель И. Федяева

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 426 Подл исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Долинич

Заказ 7672/27

Длительный срок стойкости пеногеля (50 /о его объема разлагается только через

130 — 150 сут) обеспечивает сохранение воздухонепроницаемости,до окончания отработки и аналогичной обработки следующего столба. 3а это время происходит естественное уплотнение обрушенных пород в столбе.

Применение предлагаемого способа профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах по сравнению с базовым объектом (заиливание выработанного пространства глинистой пульпой) позволяет значительно снизить стоимость профилактических работ, так как исключается необходимость бурения скважин с поверхности, в 5 — 6 раз сокра щается расход материалов, обеспечить высокую воздухонепроницаемость обработанного объема, обработка носит направленный характер, так как прекращается доступ воздуха к концентрированным потерям угля (целики «подушка») и производится их обработка.

В предлагаемом способе затраты времени на профилактику (на все работы. включая установку перемычек, затрачивается 1 — 2 рабочих смены против 20—

30 смен), кроме того, исключаются прорывы растворов в действующие горные выработки.