Способ профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах

(71) Восточный научно-исследовательскийинститут по безопасности работ в горнойиром ы шленности(56) 1. Линденая Н, И. и, др, Происхожление, профилактика и тушение эндогенныхпожаров в угольных шахтах. М., Нелра,1977, с. 220 - 2402, Авторское свидетельство СССР976080, кл. Е 21 Е 5/00, 1980 (про.тотип). 154) (57) СГ 10 СОБ П 1 Оф 1.АКТ 11 К 11 ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ В ОТРАБОТАН НЪХ ШИТОВЫХ СТОЛЪАХ, включдк)гний подачу в выработанное пространство антипирогена,отгичцощийся тм, что, с пел)ио повышения эффективности профилактики зд счет снижения возлуппроницаемости Отработанного столб 1, после Остановки 1 питового,перекрытия произволят секпионировп) иолщитов)1 О ир)стра исти 1 и итрек 1 пр. мычкдчи, и здтеч в кажлую сскпик) и крз первую стойку ндл пигоч со стороны н.1- готавливдчоп) столба ноликт вси)к нный гелеобрдзукнпий Отдв, причем здплня)о сндч;лд пол)пятовонрострднств и .)р к, начиня . лг)л 1 н 1 От иолгота Вл и вдх)О)О ГОЛД КШ 1,; В НОСЛЕЛНКК) ОКРЛЬ и)пл 5)О) н;.пи)овое пр.трднство.невозможно гарантировать высокую эффективность профилактики.Кроме того, на нижнем положении щита эндогенную пожароопасность, представляет не только надщитовая подушка, нои целики между столбами и над штреком, однако обработка их не предусматривается.Цель изобретения - повышение эффективности профилактики за счет снижения воздухопроницаемости отработанного столбаПоставленная цель достигается тем, чтосогласно способу профилактики эндогенных пожаров в отработанных щитовых столбах, включающему подачу в выработанное пространство антипирогена, после остановки щитового перекрытия производят секционирование подщитового пространстваи штрека перемычками, а затем в каждую секцию и через первую стойку над щитом со стороны подготавливаемого столба подают вспененный гелеобразуюший состав, причем заполняют сначала подщитовое про 40455055 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 изподземных 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 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 (моче- вина, сульфат аммония и др.) и обрушение целика на шит. При окислении угля про 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- Зленная 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 шита 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 шитовой 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-подшитовое пространство-щитовое перекрытие разделяет всю указанную систему на независимые друг от друга секции, Кроме того, использование вспененных гелеобразуюших 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.30В качестве гелеобразующего состава используют состав, содержащий следующие компоненты, вес %:Жидкое стекло 2,0Сульфат аммония 2,1Пенообразователь 35ПО2,0Полиакриламид 0,5Вода 93,4Пена имеет кратность 5 - 6.Для определения расхода компонентов принимают следующие исходные данные, 3.Объем штрекаОбъем подщитовогопространства 40Объем углеспускных печей 60Объем пустот в обрабатываемой зоне нар щитовым перекрытием 100Расход пены составит 500 м или в пересчете на компоненты:50Жидкое стекло, т 2,0Сульфат аммония, т 2,1ПенообразовательПО, т 2,0Полиакриламид 0,5Вода, 1 93,4Данный вспененный гелеобразующий состав имеет следующую характеристику: 300 45 55 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 по душке 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 отработан 15 ного столба необходимо увеличить аэродинамическое сопротивление окружающего щитовое перекрытие 4 пространства и произвести его секционирование, для чего в подщитовом пространстве между углеспуск ными печами под каждой секцией щита (т. е, через 6 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.4 Время гелеобразования, минВоздухопроницае- мость 20 При перепадедавления1000 мм вод.ст. практически воздухонепроницаеем Время распадапены (20 об.%) 20 сут, полного разрушения не наблюдаетсяНапряжение сдвига,Па 200Плотность, кг/м 200Вязкость, Па с 12Дисперсность (0,3 - 1)1 ООбъемный вес пены,г/смз 0,18 - 0,22 Подачу пены начинают с дальней от подготавливаемого участка 3 секции. После подачи 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. За счет этого уменьшается растекание пены в пределах сроков гелеобразования и создается подпор для проникновения пены за щитовое перекрытие. После процесса геле- образования 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 надшитовую подушку на высоту до 2 м. В этом случае из-за большого сопротивления образовавшегося под щитовым перекрытием 4 пеногеля пена из сбойки О 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 6, будет заполнено пеногелем и при действующих в шахтах перепадах давления (до 200 мм вод. ст.) будет практически 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 .11245 Составитель И. Федяева Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Тираж 426 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4Редактор А. ДолиничЗаказ 7672/27 Длительный срок стойкости пеногеля (50% его объема разлагается только через 130 в 1 сут) обеспечивает сохранение воздухонепроницаемости,до окончания отработки и аналогичной обработки следующего столба. За 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.