Способ предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве шахт

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИК 51)5 Е 21 Е 5/""е 1 ИСАН ЗОБ РЕТ АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ ельскии горной Белавеносекина, .П.Троян,ение, пожа,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Восточный научно-исследоваинститут по безопасности работпромышленности(54) СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ В ВЫРАБОТАННОМПРОСТРАНСТВЕ ШАХТ57) Изобретение относится к горному делу. Изобретение относится к го а именно к профилактике эндог ров в выработанном пространс ющих .и отработанных выемо шахт на пластах угля, склонног горению, разрабатываемых, в о стемами с полным обрушениемЦель изобретения - поеыш тивности предупреждения пож интенсификации процесса выде тных газов при разложении ант начальной стадии нагревания уСпособ осуществляют следу рному делу, енных пожатве действучных полей о к самовозсноеном,сикровли.ение эффекаров за счет ления инерипирогена в гля,ющим образом.Смесь диаммоний фосфата с бикарбо натом натрия е соотношеии 1:1,3 оставляют в определенном месте выработанного про 5 Ы 1 б 40442 А Цель изобретения - повышение эффективности предупреждения пожаров за счет интенсификации процесса выделения инертных газов при разложении антипирогена е начальнои стадии нагревания угля, Смесь диаммоний фосфата с бикарбонатом натрия в соотношу ии 1:1,3 оставляют в определенном месте выработанного пространства и подводят к этому месту трубопровод или бурят скважину. Пожароопасность выработанного пространства контролируют по содержанию СО в пробах или по изменению т-ры, При появлении признаков самонагрееания угля в выработанном пространстве по трубопроводу в смесь подают воду 9-9,50 от сухой массы, При использовании данного способа исключаются затраты на бурение скважин и заполнение их, а также повышается эффективность профилактики, особенно в начальной стадии развития пожара, за счет интенсификации процесса инертизации среды, 2 ил., 1 табл,странства и подводят к этому месту трубои ровод или бурят скважину. П ожа роо пас-; г -ность выработанного пространства контро- Слируют известными способами, напримерпо содержанию СО в пробах или по изменению температуры. При появлении призна- с 5ков самонагревания угля в выработанномпространстве (превышение фоновой температуры на 2-3 С, появление СО и т.д.) потрубопроводу в смесь подают воду в количестве 9 - 9,50/О от сухой массы и начинаетсяреакция гидролизайаНСОз+ НгО .: - СОг + НгО+ КаОННСОз + Н 20 . --- Н 2 СОз + ОНРеакция может проходить при нормальной температуре (11 - 17 С), причем вода участия в ней не принимает, а является средой. В результате гидролиза из 1 кг смеси выделяется 0,3 м С 02 и ИНз, которые вытесзняют кислород, инертизируют атмосферу выработанного пространства и образуют на поверхности угля химические соединения, тем самым снижая его способность к окислению. Воды может быть подано меньше 9 - 9,5, при этом начальная стадия реакции гидролиза будет протекать медленнее, но затем, за счет выделения собственной воды, скорость возрастает, Без реакции гидролиза данный состав не обеспечивает повышения эффективности предупреждения пожаров, так как при температуре до 50 С диаммоний фосфат практически не разлагается, а бикарбонат натрия разлагается с выделением всего 0,13 м /кг СО 2. Соотношение компонентов в смеси 1:1,3 выбрано из условия полного участия их в реакции гидролиэа. В противном случае или диаммоний фосфат, или бикарбонат натрия оказываются в избытке, что подтверждается таблицей, где представлено газовыделение 1 кг предлагаемого состава на основе диаммоний фосфата и бикарбоната натрия,На фиг.1 показана схема, поясняющая предлагаемый способ при отработке пласта длинными стобам по простиранию; на фиг.2 - то же, при отработке щитовых столбов.П р и м е р 1. Пласт угля мощностью 2 м с углом падения 12 О, имеющий геологическое нарушение 1, отрабатывается механизированными комплексами системой разработки пласта длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли, Проветривание очистного забоя осуществляется путем подачи свежего воздуха по конвейерному штреку 2 и подсвежающей струи по вентиляционному штреку 3. Исходящая струя отводится по стойкам 4 на дренажный штрек 5. Пожароопасными являются зона 6 в районе геологического нарушения 1 и целик 7 между дренажным штреком 5 и выработанным пространством 8.При выемке угля в указанных зонах (вдоль нарушения и целика) на почве в выработанном пространстве оставляют порошковую смесь диаммоний фосфата и бикарбоната натрия при соотношении компонентов 1;1,3 в количестве, достаточном для инертизации среды в пожароопасной зоне. Например, для обработки зоны б в районе геологического нарушения 1 количество антипирогена (в килограммах) определяется из выражения М= Ь Ь 0,3 0,3,где= 110 м - длина нарушения в выработанном пространстве отрабатываемогостолба;Ь=4 м. - ширина пожароопасной зоны;5 Ь = 3 а=6 м - высота зоны обрушения;0,3 - коэффициент пустотности выработанного пространства:0,3 м /кг - количество инертных газов,выделяющихся из 1 кг антипирогена,10 М = 2640 кг,Для получения среды с содержанием10 окислорода достаточно израсходовать1320 кг смеси, в которой содержится 574 кгдиаммоний фосфата и 746 кг бикарбоната15 натрия,Развод воды на выемочном участке производится с помощью трубопровода 9, проложенного по дренажному штреку, и егоотростков 10 и 11, выведенных через стойки20 4 в пожароопасные зоны. Контроль пожароопасности в выработанном пространствеосуществляют путем забора проб воздухаиз-за перемычек и по датчикам нагрева, оставленным в пожароопасных зонах,25 При появлении признаков самонагревания, например по датчикам в зоне 6, в выработанное пространство по трубопроводу 10подают воду, например из расчета 9,9,5 отсухой массы антипирогена, и в пожароопас 30 ной зоне начинается процесс гидролиэа, сопровождающийся выделением 396 минертных газов (аммиак и углекислый газ),В результате этого происходит вытеснениекислорода и в пожароопасной зоне создает 35 ся инертная среда с содержанием кислорода менее 10%. Образовавшиеся инертныегазы сорбируются на поверхности угля, образуя химические соединения, тем самымснижая его способность к окислению.40 П р и м е р 2, Пласт угля вынимаемоймощностью 6 м с углом падения 75 отрабатывается щитами на высоту 90 м. Обьемвыработанного пространства при длине щита 24 м составляет 12960 м . Наибольшуюз45 пожароопасность в действующем щитовомстолбе представляет разрушенный уголь взоне 12 над щитовым перекрытием 13, Примонтаже щита на его перекрытие укладывают смесь антипирогена, состоящую из диам 50 мония фосфата и бикарбоната натрия всоотношении по масса 1;1,3. Количествосмеси выбирается, исходя из необходимости инертизации всего объема выработанного пространства, При коэффициенте55 пустотности 0,3 и содержании кислорода винертной среде не более 10% необходимополучить 1944 м инертных газов,.для чегопотребуется 6480 кг антипирогена, в томчисле 2818 кг.диаммония фосфата и 3662 кгбикарбоната натрия, 1640442Контроль пожароопасности проводят путем забора проб воздуха из-за перемычек, При появлении признаков самонагревания в выработанное пространство щитового столба по трубопроводу 14 подают воду для начала реакции гидролиза, Выделившиеся инертные газы заполняют выработанное пространство над щитом, и за счет дезактивации угольной массы процесс окисления затормаживается и самовозгорания не происходит.Для профилактики отработанного щитового столба смесь располагают в участке откаточного штрека 15 до изоляции его перемычками, а после изоляции по трубопроводу 16 подают воду и инертизируют атмосферу отработанного столба.При применении предлагаемого способа предупреждения эндогенных пожаров исключаются затраты на бурение скважин и их заполнение, повышается эффективность профилактики, особенно в начальной стадии развития пожара за счет интенсификации процесса инертизации среды,появляется возможность оперативного управления процессом профилактики, т.е, задавать скорость и сроки разложения антипирогена за счет подачи разного коли чества воды в зависимости от интенсивности процесса самоокисления,Формула изобретения Способ предупреждения эндогенных 10 пожаров в выработанном пространствешахт, включающий обработку порошковыми антипирогенами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности предупреждения пожаров за счет интенси фикации процесса выделения инертных газов при разложении антипирогена в начальной стадии нагревания угля, в качестве антипирогена используют смесь диаммоний фосфата с бикарбонатом натрия в 20 соотношении 1:1.3, при этом осуществляютконтроль пожароопасности и при появлении признаков самонагревания в выработанное пространство в места нахождения антипирогена подают воду,251640442 о г 7 б в Редактор Н,Туп 1008 Тираж 300 ПодписноеаказВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям росу . тиям и и ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводст вен но-издательский комбинат "Патент". г, ужгород, ул, Гагарина; 101 оставитель И.фе ехред М.Моргент Г ,орректор Л,Пилипен