Способ добычи угля

Способ добычи угля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<» 853IO5

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cage Оопетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.07.79 (21) 2803484/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (51) М. Кл.

Е 21 С 41/04

Е 21 В 43/28 уесудорстееииый комитет

СССР по Полам изобретеиий и открытий (53) УДК 622.234.4:

:622.33 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Я. Воронков, |О. И. Гусев и Н. Ф. Кусов

Ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДОБЪ|ЧИ УГЛЯ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов, залегающих в сложных горногеологических условиях: крутого падения, малой мощности, газо- и взрывоопасных.

Известен способ добычи угля, включающий вскрытие пласта скважиной, оборудование ее двумя коаксиальными трубами, подачу раствора химических реагентов через внутреннюю трубу и отвод образовавшейся суспензии rro межтрубному пространству (1).

Известен способ добычи угля, включающий вскрытие угольного пласта скважиной, закачку в полость, образованную в указанном пласте через скважину под давлением раствора химических реагентов, снижающих межфазную поверхностную энергию угля н выдачу разрушенног0 угля в виде суспензии на поверхность через скважину (21.

Такие способы добычи угля не позволяют вести процесс достаточно интенсивно особенно на углях высокой стадии метаморфнзма. Самопроизвольное разрушение любого тела, в том числе угля, происходящее вследствие понижения межфазной энергии в результате действия среды, может протекать достаточно быстро при

2 весфма низком снижении поверхностной энергии. Так, истинное самопроизвольное (энтропийное) диспергнрование, обусловленное ростом энтропии системы привключении частиц дисперсной фазы в тепловое движение, возможно лишь при снижении межфазной энергии в результате адсорбции среды до сотых эрг/см . Однако применяемые для разрушения угля химиче10 ские вещества — разрушающие реагенты (растворы спиртов, гидроокись аммония, амины, различные ПАВ и др.) — не могут сильно понизить поверхностную энергию угля. Как показали эксперименты и расчеты, скорость разрушения угля при обработке его поверхности смесью известных реагентов в зависимости от стадии метаморфизма составляет для высокометаморфизованных углей 3,5 10- см/ч, а для

gp малометаморфизованных — 15 ° 10- см/ч.

Это значит, что производительность такого способа составит соответственно 0,050 и

0,150 кг/ч с 1 м поверхности.

Важную роль в ускорении и повышении

25 эффективности самопроизвольного разрушения угля играет напряженность разрушаемого материала и наличие дефектов структуры твердого тела. В угольном веществе достаточно много дефектов струкЗо туры, которые при создании соответству853105

il0

ОО

55

Ющих условий, повышающих напряженность в угольном веществе, обеспечат благоприятные условия для интенсивного и эффективного протекания процесса самопроизвольного разрушения угля под действием химических жидких сред. При этом особенно важно отметить, что такие средства, повышающие напряженность в разрушающем материале, должны обеспечивать свое воздействие как на уголь, находящийся в пласте, так и на отделенные от массива большие куски и находящийся в полости уже освобожденный уголь. Б противном случае будет создаваться выборочное разрушение угля, а крупные куски угля, обладающие наибольшей прочностью, не будут разрушены достаточно быстро.

Цель изобретения — интенсификация процесса разрушения угля.

Это достигается тем, что после закачки раствора химических реагентов в массиве угля создают, по меньшей мере, однократную волну разгрузки путем сброса давления в полости, а выдачу разрушенного угля на поверхность осуществляют после сброса давления полости.

На фиг, 1 изображена добычная скважина, продольный разрез; на фиг. 2 дан разрез газодианмического патрона.

Способ осуществляют следующим образом.

Добычу угля ведут следующим образом.

Пласт угля вскрывают скважиной, в которую вводят две концентрично расположенные трубы 1 и 2. Пространство между трубами 1 и 2 со стороны устья скважины соединяется с задвижкой 3, соо5щающей его с атмосферой или изолирующей от нее.

На конце центральной трубы 2 смон= тирован газодинамический патрон 4. При закрытой задвижке 3 через обратный клапан 5 газодинамического патрона 4 под давлением подается в полость 6 рабочее тело — смесь химических реагентов. При достижении заданного давления или спустя определенный промежуток времени, необходимый для обработки реагентом поверхности угля в образовавшейся полости

6, через вентиль 7 производят сброс давления в подводящей к патрону мапстрали

8, в результате чего золотник 9 газодинамического патрона 4 смещается, открывая выхлопные отверстия 10 патрона, что обуславливает формирование в массиве и по.лости волны разгрузки, которая и производит удаление с поверхности забоя диспергированных частиц угля, 4

Затем открывают задвижку 3, подают через магистраль 8 и патрон 4 рабочее тело-жидкость и разрушенный уголь транспортируют по пространству 11 между трубами 1 и 2 для его последующего отделения от жидкости 2 и т. д. После выкачки суспензии угля из полости б задвижку 3 закрывают и рабочий процесс начинают сначала. При необходимости откачку разрушенного угля можно делать после формирования двух и более волн разгрузки.

Предлагаемый способ добычи угля обеспечивает полное и достаточно равномерное разрушение угля, что позволяет эффективно вести весь процесс добычи и приводит к более интенсивному разрушению. Это происходит потому, что в известном способе основным и единственным механизмом разрушения является понижение поверхностной энергии и связанное с этим включение частиц угля в тепловое движение, а в предлагаемом способе помимо указанного механизма, дополнительно имеет место рост трещин, который значительно ускоряется за счет создания растягивающих усилий, обусловленных формированием волны разгрузки, а также связанное с этим быстрое обнажение груди забоя (полости) от диспергированных частиц и перевод их в суспензию.

Формула изобретения

Способ добычи угля, включающий вскрытие угольного пласта скважиной, закачку в полость, образованную в указанном пласте, через скважину под давлением раствора химических реагентов, снижающих межфазную поверхностную энергию угля, и выдачу разрушенного угля в виде суспензии на поверхность через скважину, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса разрушения угля, после закачки раствора химических реагентов в массиве угля создают, по меньшей мере, однократную волну разгрузки путем сброса давления в полости, а выдачу разрушенного угля на поверхность осуществляют после сбоса давления в полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 38702373, кл. 299—

5, опублик. 1975.

2. Патент США № 3850477, кл. 299 вЂ, опублик. 1974.

853105

Составитель B. Петрищев

Техред М. Гайдамак

Редактор С. Суркова

:Корректор 0. Тюрина

Изд. № 500 Тираж 634

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушсмая наб,, д. 4/5

Заказ 5481

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома