Способ добычи угля

О П И С А Н И Е (щ 853 ЮИЗОБРЕТЕН И Я 6 авз Осевтскик Социалистических Республик(22) Заявлено 30.07.79 (21) 2803484/22-03 21 С 41/О 21 В 43/2 исоединеннем заяв рссударствеииый намите СССР(45) Дата опубликования описания 07.08.8 53) УДК 622,234,4;:622.33 (088.8) делам изобрете открытии т, Я. Воронков, О. И. Гусев и Н. ф Ку Ордена Октябрьской Революции и орд Трудового Красного Знамени нститут горного дела им, А, А, Скочинсов н 71) Заявитель СОБ ДОБЪЧИ УГЛ 54) Изобретение относится к горному делуи может быть использовано при разработке угольных пластов, залегающих в сложных горногеологических условиях: крутогопадения, малой мощности, газо- н взрывоопасных,Известен способ добычи угля, включающий вскрытие пласта скважиной, оборудование ее двумя коаксиальными трубами,подачу раствора химических реагентов через внутреннюю трубу и отвод образовав.шейся суспензии по межтрубному пространству Ц,Известен способ добычи угля, включающий вскрытие угольного пласта скважиной, закачку в полость, образованную вуказанном пласте через скважину под давлением раствора химических реагентов,снижающих межфазную поверхностнуюэнергию угля н выдачу разрушенного угляв виде суспензии на поверхность черезскважину 2).Такие способы добычи угля не позволяют вести процесс достаточно интенсивноособенно на углях высокой стадии метаморфизма. Самопроизвольное разрушениелюбого тела, в том числе угля, происходящее вследствие понижения межфазнойэнергии в результате действия среды,может протекать достаточно быстро при 2весфма низком снижении поверхностной энергии. Так, истинное самопроизвольное (энтропийное) диспергирование, обуслов.ленное 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 химиче ские вещества - разрушающие реагенты(растворы спиртов, гидроокись аммония, амины, различные ПАВ и др.) - не могут сильно понизить поверхностную энергию угля, Как показали эксперименты и рас четы, скорость разрушения угля при обработке его поверхности смесью известных реагентов в зависимости от стадии метаморфизма составляет для высокометаморфизованных углей 3,510- см/ч, а для щ малометаморфизованных - 1510-з см/ч.Это значит, что производительность такого способа составит соответственно 0,050 в 0,150 кг/ч с 1 м поверхности.Важную роль в ускорении и повышении 25 эффективности самопроизвольного разрушения угля играет напряженность разру.шаемого материала и наличие дефектов структуры твердого тела, В угольном веществе достаточно много дефектов струк- ЗО туры, которые при создании соответству 8531055 10 15 20 25 ОО 35 40 45 50 55 3Ющих условий, повышающих напряженность в угольном веществе, обеспечатблагоприятные условия для интенсивногои эффективного протекания процесса самопроизвольного разрушения угля под действием химических жидких сред, При этомособенно важно отметить, что такие средства, повышающие напряженность в разрушающем материале, должны обеспечиватьсвое воздействие как на уголь, находящийся в пласте, так и на отделенные отмассива большие куски и находящийся вполости 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 - интенсификацияпроцесса разрушения угля.Это достигается тем, что после закачки раствора химических реагентов в массиве угля создают, по меньшей мере, однократную волну разгрузки путем сбросадавления в полости, а выдачу разрушенного угля на поверхность осуществляютпосле сброса давления полости,На фиг, 1 изображена добычная скважина, продольный разрез; на фиг. 2 данразрез газодианмического патрона.Способ осуществляют следующим образом.Добычу угля ведут следующим обра.зом.Пласт угля вскрывают скважиной, вкоторую вводят две концентрично расположенные трубы 1 и 2. Пространство между трубами 1 и 2 со стороны устья скважины соединяется с задвижкой 3, соо 5 щающей его с атмосферой или изолирующей от нее.На конце центральной трубы 2 смон:тирован газодинамический патрон 4. Призакрытой задвижке 3 через обратный клапан 5 газодинамического патрона 4 поддавлением подается в полость 6 рабочеетело - смесь химических реагентов, Придостижении заданного давления или спустя определенный промежуток времени, необходимый для обработки реагентом поверхности угля в образовавшейся полости6, через вентиль 7 производят сброс давления в подводящей к патрону мапстрали8, в результате чего золотник 9 газодинамического патрона 4 смещается, открываявыхлопные отверстия 10 патрона, что обуславливает формирование в массиве и полости волны разгрузки, которая и производит удаление с поверхности забоя диспергированных частиц угля,4Затем 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 экспертизе1. Патент США Мо 38702373, кл, 299 -5, опублик. 1975. 2, Патент США Мо 3850477, кл. 299 в ,опублик. 1974,.Корректор О, Тюрина Изд.500 Тираж 634 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушсмая наб д. 4/5Заказ 5481 Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома