Способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства

/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЩРЫТИ САНИЕ ИЗОЬРЕТ К АВТОРСКО ЕТЕЛЬСТВУ ТР Бюл. У 26, Н. Малышев. и А; С. К и ст та по чно-исследо по безопасн ти во пр . ус пр промышленност 8.8)ое свидетельство ССС21 Р 5/02, 1978 ко,(54)(57) СПОСОПОЖАРООПАСНОСТИ НИЖЕНИЯ ЭНДОГЕННОЙЫРАБОТАННОГО ПРОАНСТВА по авт. св. У 746123, т л и ч а ю щ и й с я тем, что, целью повышения эффективности пролактики за счет увеличения количева воздуха, поступающего в вырабонное пространство, и создания на верхности кусков угля устойчивой . щитной пленки, перед вводом антирогена в выработанное пространстувеличивают аэродинамическое соотивление очистного забоя путем тановки перемычек в призабойном остранстве, а в качестве антипигена используют гелеобразующий став, водные растворы компонентов торого вводят в выработанное проранство поочередно.1 110Изобретение относится к техникебезопасности в угольной промышленнности и может быть использовано дляпредупреждения эндогенных пожаров ввыработанном пространстве действующих очистных забоев при разработкесамовозгорающихся пластов угля системами с обрушением,При современных способах угледобычи в обрушенных породах выемочныхучастков остаются потери угля, Этоприводит к тому, что в выработанномпространстве на путях утечек воздухавозникают очаги самовозгорания угля.По основному авт, св, У 746123известен способ снижения эндогеннойпожароопасности выработанного пространства действующих очистных забоев, заключающийся в том, что антипироген вводят в выработанноепространство в виде аэрозоля с помощью обособленной вентиляционнойструи, которую подают по трубопроводу сонаправлено с путями утечкивоздуха. Данный способ может применяться в действующих очистных забоях, он не создает опасных ситуаций и не требует больших затрат труда и средств, Обработка выработанного пространства проводится параллельно с очистными работами и сиспользованием серийно выпускаемогооборудования 1 .Недостатками известного способаявляется то, что при использованииводных растворов обычных антипирогенов наблюдается интенсивный выносвлаги, в связи с чем для качествен-.ной обработки, особенно при низкихскоростях подвигания очистного забоя, требуется сравнительно большойрасход антипирогена; воздухопроницаемость выработанного пространстване уменьшается в результате обработкантипирогеном и поэтому сохраняетсяопасность возникновения самовозгарания угля в пределах инкубационногопериода; для определения места вводаантипирогена требуется проведениевоздушно-депрессионной съемки послекаждого цикла.Цель изобретения - повышениеэффективности профилактики за счетувеличения количества воздуха, поступающего в выработанное пространство, и создания на поверхности кусков угля устойчивой защитной пленки,Эта цель достигается тем, чтосогласно способу снижения эндогенной 2981 2 пожароопасности выработанного пространства перед вводом антипирогенав выработанное пространство увеличивают аэродинамическое сопротивлениеочистного забоя путем установки перемычек в призабойном пространстве, а в качестве антипирогена используют гелеобразующий состав, водныерастворы компонентов которого вводят 1 О в выработанное пространство поочередно.Способ осуществляют следующим образом.В воздухоподающей выработке выемочного участка, например, в конвейерном штреке, устанавливают емкостипо количеству основных компонентовпринятого гелеобразующего составаи заливают в них водные растворы указанных компонентов в концентрации,обеспечивающей образование геля взаданный промежуток времени с момента смешения компонентов в выработанном пространстве.25 Емкости через насос соединеныс распыляющими устройствами, размещенными в районе сопряжения конвейерного штрека с очистным забоем. Дляобразования аэрозоля могут бытьиспользованы форсунки, туманообразователи и гидрореактивные пылеподавители типа ПГРи др. Предварительно расчетным путем определяютпотребное количество гелеобразующегосостава для обработки выработанного 35пространства, затраты времени на одинцикл, сколько раэ в цикле будет подаваться водный раствор каждого компонента и расход его при этом. Обработка может проводиться в перерывемежду сменами, в начале или концесмены. Перед началом обработки увеличивают аэродинамическое сопротивление очистного забоя с помощью известных средств и методов, например,путем установки временных парусовили перемычек в призабойном пространстве, В результате этого увеличивается количество воздуха, поступающего в выработанное пространство,50увеличивается количество путей фильтрации воздуха и количество воздуха,йроходящего по этим пуТям. Обработканачинается с подачи аэрозоля водногораствора одного из компонентрв состава. После подачи заданного объемапервую емкость от насоса отключаюти начинают подавать второй компонент и так поочередно подают все5 О 3 11029 компоненты заданное количество раз. Аэрозоль первого компонента движется по путям утечки воздуха через выработанное пространство н оседают на кусках разрыхленного угля и породы, обтекает и увлажняет их. В зоне фильтрации воздуха куски покрываются тонкой пленкой водного раствора компонента. При подаче аэрозолей последующих компонентов пленки сме шиваются и в течение заранее определенного промежутка времени образуется стойкая пленка геля, которая длительное вреяя,удерживает воду и не распадается, обладает высокой воэдухонепроницаемостью, что резко снижает способность угля к самовозгоранию. Кроме того, гель не стекает, перекрывает .пути фильтрации воздуха, повышая тем самым аэродинамическое 2 О сопротивление выработанного пространства.Предлагаемый способ может применяться при различных технологических схемах очистных работ с обрушением 75 кровли и различных способах и схемах проветривания выемочных участков.На чертеже представлена схема размещения согласно способу снижения эндогенной пожароопасности вырабо. танного пространства.П р и м е р. Угольный пласт мощностью 2,5 м и углом падения 10 отрабатывается длинными столбами . по простиранию с полным обрушением35 кровли с использованием прямоточной схемы проветривания. Свежую струю воздуха 1 подают в очистной забой 2 по конвейерному штреку 3 и выдают по вентиляционному штреку 4. Исходящая струя подсвежается путем подачи воздуха через перемычку 5 с вентиляционным окном, установленную на вентиляционном штреке, Для проветривания очистного забоя подается 500 м /мин, причем утечки через выработанное пространство составляют 100 м/мин, а аэродинамическое сопротивление очистной выработки - о,а 75 к,. Для обработки выработанного пространства принят гелеобразующий состав включающийр 3Жидкое стекло . 3Сульфат аммония 215 55Вода Остальное до 100Срок гелеобразования данного состава 5 мнн. Расход состава определен 81 4из расчета 10 л на 1 м потерь угля и составляет Я=шф Ь 1 с.10. = 2.5 100 3 0.2 1 О = 1500 л. где Ь = 3 м/сут - подвигание очистного забоя;ш = 2,5 м - мощность пласта;= 100 м - длина лавы;- 0,2 - коэффициент эксплуатационныхпотерь угля.Для осуществления спосооа используется следующее оборудование: бакидозаторы 6 и 7 соответственно для водных растворов жидкого стекла и сульфата аммония, водовод 8, насос 9 типа УНВи форсунки 10 и 11 со-, единенные шлангами 12 и 13 с насосом. Кроме того, на выходах баков- дозаторов и насоса установлена запорная арматура, например вентили и контрольно-измерительная аппаратура. В бак-дозатор б заливают водный раствор жидкого стекла концентрации 2447, а в бак-дозатор 7 - водный раствор сульфата аммония концентрации 243. Конечная концентрация раствора регулируется расходом воды по водоводу 8. Исходя из производительности насоса необходимое время на обработку выработанного пространства составляет 60 мин при подключе" . нии к каждому шлангу по три форсунки типа ГАф гидроакустическая), каждая из которых имеет производительность 10".12 л/мин и образует аэрозоль дисперсностью, .в основном, 10-35 мк. Период обработки расчитан на 6 циклов по 10 мин каждый.Перед началом обработки произво,цят перераспределение воздуха, поступающего в очистной забой, с целью увеличения количества утечек. Для этого у входа в очистной забой устанавливают, например парус 14, имеющий аэродинамическое сопротивление 0,05 кр. В результате этого из общего количества воздуха в очистной забой поступает 300 м /мин, а утечки увеличиваются до 200 м/мин,Обработку начинают с подачи в течение 10 мин водного раствора жидкого стекла из бака-дозатора 6 к форсункам 1 О,которые также, как и форсунки 11 установлены с заглублением в выработанное пространство. форсунки 10 распыляют раствор и образовавшаяся аэрозоль утечками воэ1102981 Составитель И., ФедяеваРедактор И. Касарда Техред Ж. Кастелевич Корректор О. Тигор Заказ 4921/25 Тираж 427 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филилл 11 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 духа ун ос и тся в выраб отан н ое пространство и движется по путям 15утечки воздуха и, в зависимости отдисперсности капель, оседает на кусках угля и породы, обтекает их и 5покрывает тонкой пленкой по всейдлине пути утечки, Экспериментальноустановлено, что при дисперсностикапель 5-35 мк и при пустотностивыраб танного пространства 0,3(свежеобрушенные породы) аэрозольпроникает на расстояние 120-150 м.Через 10 мин перекрывают вентильбака-дозатора 6 и подключают бакдозатор 1 с водным раствором сульфата аммония, который подают к форсункам 11. Аэрозоль этого раствора уносится воздухом по тем же путям утечки и оседает на,ранее образовавшуюсяпленку первого компонента. Через заданное время после их соединения(в данном случае 5 мин) начинаетсяпроцесс гелеобразования и поверхности,контактирующие с воздухом, покрываются тонким слоем устойчивого геля,который прочно удерживается на них.После окончания времени подачи второго компонента (10 мин) снова подключается бак-дозатор 6 с водным раствором жидкого стекла и указанные опе рации повторяются, т,е. производится поочереднал обработка выработанного пространства (по 3 раза каждымкомпонентом), в результате чего защитная пленка на поверхностях наращивается и можно добиться полногоперекрытия гелем путей утечек, Послеокончания всего цикла обработки данной заходки, т.е. через 60 мин,временный парус 14 снимают и восстанавливается нормачьный режим проветривания очистного забоя. Обработка каждой заходки осуществляется один раз в 1 сут после окончания передвижки механизированного комплекса и посадки кровли. Оборудование (баки-дозаторы, насос) может располагаться впереди забоя в нише на расстоянии 100-150 м, а переносятся только форсунки и шланги, При переходе геологических нарушений и при остановке забоя продолжительность обработки можно увеличить.Ю Предлагаемый способ может использоваться в действующих очистных забоях, при этом повышается эффективность профилактической обработки, так как она проводится до начала инкубационного периода развития пожара и носит направленный характер; не требуется бурения скважин и прокладки специальных пульпопроводов; исключается возможность прорыва раствора в действующие выработки. Образовавшаяся пленка более эффективно препятствует тепло- и массо- обмену между утечками воздуха и углем. Например, через 10 сут после обработки угля водным раствором хлористого кальция потери влаги составляют 123, а после обработки гелеобразующнм составом - не более ЗХ.Указанные преимущества позволяют повысить эффективность профилактической обработки выработанного пространства и снизить его пожароопасУ ность. Кроме того, такая обработка снижает газовыделение и запыленность воздуха.