Состав для профилактической обработки целиков угля

Изобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в целиках. угля, при подземной разработке пластов углясклонных к самовозгоранию,Основным способом борьбы с эндогенными пожарами в целиках являетояликвидация путей фильтрации воздухапо трещинам, снижение сорбционнойактивности угля к кислороду и охлаждение нагретых масс угля. Дляэтой.цели используют тампонажныесоставы и антипирогены.Известны тампонажные составы дляпредупреждейия самовозгорания угляв целиках, состоящие иэ вяжущеговещества (цемент, глина, известь)и воды. Наиболее часто для тампонажа используют цементный раствор сводоцементным отношением (1:5) в (1:4)Для приготовления раствора в мешалкузагружают цемент и заливают воду,а затем перемешивают до полученияоднородной массы 3-5 мин. Раствор,очищенный на сите,. перегружают вбункер, к которому подключен всасрастворонасоса, и .по шлангу подаютв шпур, пробуренный в целике угля Ш.Однако эти составы, обладаютвысокой вязкостью и состоят из частиц значительной крупности (0,051 мм), что ограничивает их проникновение в трещины угля и не ликвидирует фильтрацию воздуха черезтрещины, при затвердевании (схватывании) они теряют пластичность,затрудняя их проникновение во вновьобразующиеся трещины, имеют низкуюохлажденную способность и слабовоздействуют на снижение химическойактивности угля к окислению,Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав 23 для профилактической обработки угольного, целина, включающий следующие компоненты, вес,:Жидкое стекло 0,6-5,0 Соль сильной кислоты и слабогооснования 0,7-2, 5 Соль галогеноводородной кислоты 0,001-0,10Наполнитель 1,0-8,0Вода Остальноедо 100Однако для применения его при обработке целиков необходимо устра нить ряд недостатков: малая адгеэия к стенкам трещин в целиках иэ-эа плохой смачиваемости пыли, заполняющей пустоты и,трещины в угле, недостаточная пластичность (состав, обладающий высокой пластичностью не мажет быть использован в выработанном пространстве из-за опасности его прорыва в действующие выработ"5 10 15 20 с 30 35 40 45 50 55 60 65 ки, наоборот, применение пластично=го состава для целиков угля позволит заполнить Образующиеся под действием горного давления новые трещины в целике), длительное время гелеобразования позволит составу распространяться по выработанному пространству, при использовании же вцеликак угля приведет к выносу егоиз трещин.Целью изобретения является повышение эффективности обработки целиков угля эа счет лучшего заполнения трещин.Эта цель достигается тем, чтосостав для профилактической обработки целиков угля, включающий жидкоестекло и воду, дополнительно содержит хлористый аммоний, смачивательи полиакриламид при следующем соотношении компонентов, вес,:Жидкое стекло 2,0-5,0Хлористый аммоний 1,3-2,5Смачиватель 0,1-1,0Полиакриламид 0,2-1,0Вода Остальноедо 100Основойпредлагаемого составаявляются водные растворы жидкогостекла,и хлористого. аммония, времягелеобразования смеси которых за-висит от концентрации и соотношениярастворов.При нагнетайии предлагаемого состара в сильно деформированные целики угля (удельное водопоглощениеугля 0,6 10 м/с м МПа и менее,а выход воды из трещин в действующие горные выработки 750 с) необходимо испольэовать состав с временемгелеобразования 425 с, При нагнетании состава в относительно прочныецелики .угля (удельное водопоглощениеугля 17010 м/с м МПа и более, авыход воды в выработку 70 с) следует применять состав с временем гелеобразования 50 с. Таким образом,состав для предупреждения самовозгорания угля в целиках должен иметьвремя гелеобразования 50-425 с.В составе с указанным временемгелеобразования в растворе содержится 2-5 вес. жидкого стекла и 1,32,5 .вес, хлористого аммония, Дляприготовления раствора используетсятехническое натриевое жидкое растворимое стекло с удельным весом 1,31,4 г/смф и модулем 2,3-3,0. Смачиватель.(синтанол, ДБ и др.) вводятдля смачивания угольной пыли, находящейся в трещинах, и повышения адгезии состава к углю. Оптимальнаядобавка смачивателя составляет 0,11,0 от веса состава. При введениив раствор менее 0,1 смачивателяувеличения адгезии не происходит, апри введении более 1 существенногороста адгезии не установлено,50126 Технология приготовления и подачи состава.45В бак-дозатор, состоящий иэ двух частей, заливают воду. В одну часть загружают хлористый аммоний, смачиватель и полиакриламид, которые перемешивают 2-3 мин до полного раст" ворения реагентов. В другую часть бака-доватора заливают и перемешивают 1-2 мин жидкое стекло. Обе части бака-дозатора отдельными шлангами соединены с гелегенератором (ГГ). Вгелегенератор от противопожарно го .водопровода под давлением 50- 80 Па подают воду, которая создает в.нем разрежение. Из бака-доэатора в гелегенератор засасываются растворы реагентов, количество которых бО автоматически регулируется гелеге" нератором, Смесь растворов и воды с помощью насоса (УНВ) по шлангу подается через герметиэатор (ГР) в шпур, пробуренный в целике угля, 65 Полиакриламид придает составу,после его превращения в гель повы-шенную вязкость и пластичность. Привведении полиакриламида менее 0,2. эффекта не наблюдается, а содержаниеего всоставе более 1% существенноне меняет пластические свойства состава, но значительно увеличивает егостоимость.П р и м е р 1. Целик угля с наибольшей трещиноватостью характеризуется удельным водопоглощением0,610 м/с.м ИПа и выходом водыв действующую выработку через 750 с.Для предупреждения самовозгоранияугля в целике должен быть применен 15состав, имеющий время гелеобразования, равное 425 с. Состав перед егоприменением приготавливают в видедвух растворов с максимальной концентрацией н них веществ, В гелегенераторе они смешиваются с водой дозаданных концентраций. Такой способполучения состава упрощает технологию его приготовления, позволяетрегулировать в широких пределах со"отношения компонентов и время обра 25эования геля,и дает воэможность использовать гелегенератор для подачисостава в целики угля. Йля приготовления состава израсходованосаедующие количество компонентов,кг/1 т состава:Раствор 1Хлористый аммоний 13Смачиватель 1Полиакриламид 10 35Вода 152Раствор 11Жидкое стеклоВодаВода, подаваемая 40непосредственно. вгелегенератор 64830 75 Состав поступает в шпур под давлением 0,5 МПа и проникает в трещины, где он через 425 с превращается в устойчивый гель.Полученный состав имеет следующие характеристики:Воздухопроницаемость, мф/чм Па 0.,05Пластичность, Па150Срок действия, мес. 20Адгезия к углю, Па 10 ф 10П р и м е р 2. Целик угля со средней трещиноватостью имеет удельное водопоглощение 310 м/см ИПа и выход воды в горную выработку 376 с, Для этих условий необходимо применятьсостав, имеющий время гелеобразования 277 с, на приготовление которого расходуются следующие количества компонентов, кг/1 т состава:Раствор 1Хлористый аммоний 15Смачиватель 5Полиакриламид 5Вода 80Раствор 11жидкое стеклоВодаВода, подаваемаянепосредственно вгелегенератор 790Технология приготовления и при" менения состава аналогична описанной в примере 1.Состав, приготовленный по укаэанной технологии и при соблюдении соотношения компонентов в нем, имеет следующие характеристики:Воздухопроницаемость м/ч м 1 Па 0,05Пластичность, Па 85Срок действия, мес, 20Адгеэия к углю Па 18 10П р и м е,р 3. Целик угля с на" именьщей трещиноватостью имеет удельное водопоглощение 17010 ф мф/смИПа и выход воды в горные выработки 70 с. Для этих условий должен быть использован состав с временем гелеобразования 50 с и следующим содержанием компонентов, кг/1 т состава:.Раствор 1Хлористый аммоиий 25Смачиватель 10Полиакриламид 2Вода 33Раствор 11.Жидкое стекло 20Вода 50Вода, подаваемаянепосредственно вгелегенератор 860.Технология приготовления и применения состава аналогична списанной в примерах 1 и 2.Полученный состав имеет следующие характеристики:1071765 Составитель И. ФедяеваТехред Т,Маточка Корректор Ь. Ильин Редактор Н. Рогулич Заказ 97/27 Тираж 427 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал П 11 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Воздухпроницаемость,мэ/ч м Па 0,5 Пластичность, Па 60 Срок действия, мес. 20 7 щгезия к углю, Па 25 10 При использовании предлагаемого состава повышается эффективность профилактической обработки целиков угля, так как состав после гелеобразования приобретает высокую вязкость и пластичность, прочно удерживается в существующих трещинах и легко проникает во вновь образующиеся трещины, воздухопроницаемостьпредлагаемого состава составляет0,05 мэ/чем Па, в то время каквоэдухопроницаемость раствора хлористого кальция составляет 2,0 м/чм . Па, не требуются повторные обработки целиков, так как гель сохраняется в течение 20 мес., в то времякак продолжительность водного раствора хлористого кальция 4-5 мес, 10 защитная пленка иэ геля препятствует испарению воды иэ угля.