RU2039291C1

RU2039291C1 - Method for prevention of spontaneous fires in steep seams

Info

Publication number: RU2039291C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Шабловский; Ю.М. Карташов; В.Г. Игишев
Original assignee: Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела
Priority date: 1992-03-20
Filing date: 1992-03-20
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: flexible mass is formed below level pillar by layer excavation, laying on layer floor of flexible metal cover, and its anchoring to enclosing rocks, and hydraulic filling of worked out space. Then, layer of coal is extracted at seam roof to initiate development of cave roof. Coal in lever pillar is treated with antipyrogen after its deformation beyond the elastic and plastic values. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам профилактики эндогенных пожаров, возникающих в отработанной части угольных пластов. The invention relates to mining, and in particular to methods of preventing endogenous fires that occur in the worked out part of coal seams.

Известен способ предупреждения эндогенных пожаров при щитовой системе разработки, в котором обработку потерь угля ведут путем бурения скважин в междуэтажный целик и заполнения их антипирогеном. При этом антипироген используют в порошкообразном виде [1] Недостатком данного способа является невозможность обеспечения надежной изоляции отработанных этажей из-за ослабления целика при обуривании его скважинами, в которых размещают антипироген. There is a method of preventing endogenous fires with a shield development system, in which the processing of coal losses is carried out by drilling wells into the floor between the floors and filling them with flame retardant. At the same time, flame retardant is used in powder form [1] The disadvantage of this method is the inability to ensure reliable isolation of worked floors due to the weakening of the pillar when drilling it with wells in which the flame retardant is placed.

Наиболее близким по технической сущности является способ предупреждения эндогенных пожаров, в котором для уменьшения деформации целика и снижения воздухопроницаемости выработанного пространства по контуру целика в кровлю пласта бурят разгрузочные скважины, по которым производят гидроразрыв перекрывающей толщи пород [2] Недостатком данного изобретения является низкая эффективность при реализации в условиях мощных крутопадающих пластов, когда из-за раздавливания междуэтажного целика происходит механоактивация угля и появляется аэродинамическая связь с поверхностью, приводящая к рецидивам и перепуску потушенных пожаров. The closest in technical essence is a method of preventing endogenous fires, in which, to reduce the deformation of the pillar and to reduce the air permeability of the produced space along the contour of the pillar, unloading wells are drilled into the roof of the formation, which produce hydraulic fracturing of the overburden [2]. The disadvantage of this invention is the low efficiency in the implementation in conditions of powerful steeply falling seams, when due to crushing of the interstore pillar, mechanical activation of coal occurs and air appears dynamic connection with the surface, leading to relapse and bypass extinguished fires.

Целью изобретения является повышение эффективности профилактических работ в действующем этаже и исключения рецидивов пожаров в отработанных этажах. The aim of the invention is to increase the effectiveness of preventive maintenance in the existing floor and the elimination of relapse of fires in worked floors.

Сущность изобретения в том, что в способе, включающем снижение возухопроницаемости выработанного пространства, уменьшение деформации междуэтажного целика и дезактивацию угля антипирогенами, ниже междуэтажного целика путем послойной выемки, укладки на почву слоя гибкого металлического перекрытия, анкерования его к вмещающим породам и гидрозакладки вынутого объема формируют эластичный массив, после чего инициируют развитие свода обрушения путем выемки с закладкой слоя угля у кровли пласта. При этом суммарную мощность слоев эластичного массива устанавливают по условию исключения аэродинамической связи очистного забоя с выработанным пространством и поверхностью, а уголь в междуэтажном целике обрабатывают антипирогеном после его деформации за пределы упругой и пластической. The essence of the invention is that in a method comprising reducing the permeability of the worked out space, reducing the deformation of the floor pillar and deactivating the coal with antipyrogens, lower the floor pillar by layer-by-layer excavation, laying on the soil a layer of flexible metal overlap, anchoring it to the enclosing rocks and hydro-laying of the removed volume form elastic array, after which they initiate the development of the collapse arch by excavation with the laying of a layer of coal at the top of the formation. At the same time, the total thickness of the layers of the elastic massif is established by the condition of eliminating the aerodynamic connection of the face with the worked out space and surface, and the coal in the storey is treated with antipyrogen after its deformation outside the elastic and plastic.

Первый отличительный признак предлагаемого изобретения состоит в том, что ниже междуэтажного целика путем послойной выемки, укладки на почву слоя гибкого металлического перекрытия, анкерования его к вмещающим породам и гидрозакладки вынутого объема формируют эластичный массив, после чего инициируют развитие свода обрушения путем выемки с закладкой слоя угля у кровли пласта. Это позволяет удержать деформированный целик угля от сползания при применении в оконтуренной гидрозакладкой части пласта систем разработки с обрушением кровли и предотвратить перепуск очага потушенного пожара из отработанного этажа. The first distinguishing feature of the present invention is that below the interstore pillar, by layer-by-layer excavation, laying of a layer of flexible metal overlap on the soil, anchoring it to the enclosing rocks and hydraulic filling of the removed volume, an elastic array is formed, after which the collapse arch is developed by excavation with laying of a coal layer at the top of the formation. This allows you to keep the deformed pillar of coal from slipping when using development contouring systems with roof collapse in the contaminated water-filling part of the formation and to prevent the extinguished fire from passing over from the spent floor.

Второй отличительный признак состоит в том, что суммарную мощность слоев эластичного массива устанавливают по условию исключения аэродинамической связи очистного забоя с выработанным пространством и поверхностью. Это позволяет исключить подсосы воздуха с поверхности, активизацию потушенного пожара в пределах отработанного этажа и попадание газообразных продуктов горения в действующие выработки. The second distinguishing feature is that the total thickness of the layers of the elastic array is set by the condition of eliminating the aerodynamic connection of the face with the worked out space and surface. This makes it possible to exclude air leaks from the surface, the activation of the extinguished fire within the exhaust floor and the ingress of gaseous combustion products into the existing workings.

Третий отличительный признак состоит в том, что уголь в междуэтажном целике обрабатывают антипирогеном после его деформации за пределы упругой и пластической. Этот признак позволяет повысить качество профилактических работ, т. к. максимальный эффект дезактивации угля антипирогенами достигается при его высокой сорбционной активности, которая для целиков обусловлена механоактивацией и повышением температуры в процессе деформации. The third distinguishing feature is that the coal in the inter-storey pillar is treated with antipyrogen after its deformation beyond the elastic and plastic. This feature allows you to improve the quality of preventive maintenance, because the maximum effect of coal deactivation with antipyrogens is achieved with its high sorption activity, which for pillars is due to mechanical activation and temperature increase during deformation.

На чертеже представлена технологическая схема предлагаемого способа. The drawing shows a flow chart of the proposed method.

Она включает междуэтажный целик 1, выработанное пространство верхнего этажа 2, очаг потушенного пожара 3, скважину 4 для нагнетания антипирогена, полевой штрек 5, скважину 6 для установки реперов 7, анкеры 8, горизонтальные слои 9, гибкое металлическое перекрытие 10, пласт 11 и наклонный слой 12. It includes the inter-floor pillar 1, the worked-out space of the upper floor 2, the fire extinguishing center 3, the well 4 for injecting flame retardant, the field drift 5, the well 6 for installing benchmarks 7, anchors 8, horizontal layers 9, flexible metal overlap 10, layer 11 and inclined layer 12.

Схема реализуется следующим образом. Из полевого штрека 5 в междуэтажный целик 1 и в выработанное пространство 2 бурят скважины 6 и 4 соответственно для оборудования реперной станции и для обработки целика антипирогеном. Ниже междуэтажного целика 1 формируют эластичный массив, для чего вынимают пласт 11 горизонтальными слоями 9. На почву слоя укладывают гибкое металлическое перекрытие 10, которое анкерами 8 крепится в почве и кровле пласта. После этого производят гидравлическую закладку вынутого объема. The scheme is implemented as follows. Wells 6 and 4 are drilled from field drift 5 to the inter-floor pillar 1 and to the worked-out space 2, respectively, for equipping the reference station and for treating the pillar with antipyrogen. An elastic array is formed below the interstage pillar 1, for which a layer 11 is removed by horizontal layers 9. A flexible metal floor 10 is laid on the soil of the layer, which is anchored in the soil and the roof of the formation with anchors 8. After that produce a hydraulic tab of the removed volume.

Выемку угля горизонтальными слоями с гидрозакладкой прекращают при достижении суммарной мощности Н, обеспечивающей изоляцию действующего этажа от подсосов воздуха с поверхности. Мощность эластичного массива предварительно устанавливают по результатам стендового эксперимента для конкретной величины действующего напора и используемой породы гидрозакладки. The extraction of coal in horizontal layers with hydraulic filling is stopped when the total power N is reached, which ensures isolation of the current floor from air leaks from the surface. The power of the elastic array is preliminarily set according to the results of a bench experiment for a specific value of the effective pressure and the type of hydraulic filling used.

После формирования эластичного массива у кровли пласта по принятой в горизонтальных слоях технологии вынимают наклонный слой 12. Затем в оконтуренной гидрозакладкой части пласт отрабатывают системой разработки с обрушением кровли. Из-за усадки пород гидрозакладки, достигающей 25-27% в кровле пласта формируется свод обрушения, который исключает перепуск междуэтажного целика 1 и обрушенных пород 2 с очагом потушенного пожара 3. After the formation of an elastic array at the roof of the formation, the inclined layer 12 is removed according to the technology adopted in horizontal layers. Then, in the contoured hydro-laying part, the formation is worked out by a development system with roof collapse. Due to the shrinkage of the rocks of the water bed, reaching 25-27%, a collapse arch is formed in the formation roof, which eliminates the bypass of the interstore pillar 1 and the collapsed rocks 2 with the center of the extinguished fire 3.

На полевом штреке 5 по смещению реперов 7, закрепленных в почве и кровле пласта, ведут наблюдения деформацией целика. При смещении реперов на величину 0,05 М (М мощность пласта) деформации оценивают как разрушающие. После этого по скважине 4 подают антипироген, например инертную пену с добавкой жидкого стекла, для дезактивации разрушенной массы угля. At the field drift 5 according to the displacement of the benchmarks 7 fixed in the soil and the roof of the formation, observations are made of the deformation of the pillar. When the benchmarks are shifted by 0.05 M (M formation thickness), the deformations are evaluated as destructive. After that, a flame retardant, for example an inert foam with the addition of liquid glass, is fed through well 4 to deactivate the destroyed mass of coal.

Изобретение иллюстрируется примером его реализации в условиях крутопадающего пласта мощностью 9,0 м. Выемочное поле подготовлено на третьем этаже на глубине 300 м от поверхности. На вышеотработанных этажах имели место два эндогенных пожара. Способ проветривания всасывающий. Действующий напор на уровне откаточного штрека равен 650 Па. Подсосы воздуха с поверхности в аналогичных условиях достигали 80 м³/мин.The invention is illustrated by an example of its implementation in a steeply falling formation with a thickness of 9.0 m. A mining field is prepared on the third floor at a depth of 300 m from the surface. There were two endogenous fires on the above floors. The ventilation method is suction. The effective pressure at the level of the recoil drift is 650 Pa. Air leaks from the surface under similar conditions reached 80 m ³ / min.

Стендовыми испытаниями установлено: увлажненные дробленные породы гидрозакладки при перепаде давления 650 Па воздухонепроницаемы при мощности изоляционной полосы 8 м. Эластичный массив формировался путем выемки четырех горизонтальных слоев мощностью 2,0 м каждый. Наклонный слой у кровли пласта отработан по принятой в горизонтальных слоях технологии. Оконтуренная гидрозакладкой часть пласта отрабатывалась системой подэтажной гидроотбойки с обрушением кровли. Bench tests found: moist crushed rocks of a waterbed with a pressure drop of 650 Pa are airtight with an insulation strip power of 8 m. An elastic array was formed by excavating four horizontal layers with a thickness of 2.0 m each. The inclined layer at the top of the reservoir is worked out according to the technology adopted in horizontal layers. The part of the reservoir contoured by hydraulic filling was worked out by a system of sub-floor hydraulic pumping with roof collapse.

При отработке первого подэтажа деформация междуэтажного целика достигла 0,45 м. После этого целик был обработан инертной пеной кратностью 60 с добавкой 3% жидкого стекла. Обработка произведена из расчета подачи 5% жидкой фазы пены к объему угля в междуэтажном целике. Выемочное поле размером 100 м по падению и 300 м по простиранию отработано без перепуска и активации пожаров верхних этажей. Эффективность способа оценивалась по отсутствию окиси углерода и подсосов воздуха с поверхности в контрольных точках. During the development of the first substage, the deformation of the pillar reached 0.45 m. After that, the pillar was treated with an inert foam with a multiplicity of 60 with the addition of 3% liquid glass. The treatment was carried out on the basis of the supply of 5% of the liquid phase of the foam to the volume of coal in the inter-floor pillar. A excavation field of 100 m in dip and 300 m in strike has been worked out without bypassing and activating fires on the upper floors. The effectiveness of the method was assessed by the absence of carbon monoxide and air leaks from the surface at control points.

Claims

1. METHOD FOR PREVENTING ENDOGENOUS FIRES ON STEPS AND STEEL-INCLINED FALLS, including the formation of a collapse arch in the rocks of the hanging side, drilling holes into the whole storey and treating the coal pillar with fire-retardant, characterized in that a layer is layered of coal below the storey pillar with a layer of coal flexible overlapping, anchoring it to the enclosing rocks and hydrofossing the excavated volume to obtain an airtight array with an actual pressure head, and the collapse arch in the rocks in syachego sides formed by the subsequent laying of the recess with the formation of coal in the roof layer.

2. The method according to claim 1, characterized in that the coal in the floor is treated with antipyrogen after its deformation beyond the elastic and plastic.