RU2371583C2 - Prevention method of explosions of methane in mines - Google Patents

Prevention method of explosions of methane in mines Download PDF

Info

Publication number
RU2371583C2
RU2371583C2 RU2007144721/03A RU2007144721A RU2371583C2 RU 2371583 C2 RU2371583 C2 RU 2371583C2 RU 2007144721/03 A RU2007144721/03 A RU 2007144721/03A RU 2007144721 A RU2007144721 A RU 2007144721A RU 2371583 C2 RU2371583 C2 RU 2371583C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
mines
concentration
values
explosions
Prior art date
Application number
RU2007144721/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007144721A (en
Inventor
Вячеслав Алексеевич Портола (RU)
Вячеслав Алексеевич Портола
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ)
Priority to RU2007144721/03A priority Critical patent/RU2371583C2/en
Publication of RU2007144721A publication Critical patent/RU2007144721A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371583C2 publication Critical patent/RU2371583C2/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: method includes insulation of mines, in which it is extracted methane, from air inflow and increasing of methane concentration ensured by extraction of it from excavated coil, open area and containing rocks up to values, exceeding top limit of methane explosibility. After insulation of mines it is filled by inert gas, reducing concentration of oxygen up to explosion-proof values. After that it is increased concentration of methane ensured by natural influx up to values, exceeding top limit of methane explosibility.
EFFECT: effectiveness increase of prevention method of methane explosions, and safety increasing of mining.
2 cl

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с взрывами метана в шахтах.The invention relates to the mining industry and can be used to combat methane explosions in mines.

Известен способ предупреждения взрывов метана в шахтах путем подачи в газовую смесь ингибиторов, например хладона 114В2 (Умнов А.Е., Голик А.С., Палеев Д.Ю. и др. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. М., Недра, 1990. - 286 с.).There is a method of preventing methane explosions in mines by feeding inhibitors, for example, HFC 114B2, into the gas mixture (Umnov A.E., Golik A.S., Paleev D.Yu. et al. Prevention and localization of explosions in underground conditions. M., Nedra , 1990. - 286 p.).

Недостатком известного способа является невозможность заполнения и поддержания необходимой концентрации ингибитора во всем объеме горных выработок, где может появиться метан, из-за подачи свежего воздуха в шахту.The disadvantage of this method is the inability to fill and maintain the required concentration of inhibitor in the entire volume of mine workings, where methane may appear, due to the supply of fresh air to the mine.

Известен также способ предупреждения взрывов метана в шахтах, включающий изменение концентрации метана до взрывобезопасных значений путем разбавления вентиляционным потоком воздуха (Охрана труда: Учебник для вузов / К.3.Ушаков, Б.Ф.Кирин, Н.В.Ножкин и др. Под ред. К.З.Ушакова. М.: Недра, 1986. - 624 с.).There is also a method of preventing methane explosions in mines, including changing the concentration of methane to explosion-proof values by diluting it with an air flow (Labor protection: Textbook for universities / K.3. Ushakov, B.F. Kirin, N.V. Nozhkin, etc. Under Edited by K.Z. Ushakov, Moscow: Nedra, 1986.- 624 p.).

Недостатком известного способа является его низкая эффективность в шахтах с высокой интенсивностью выделения метана, суфлярными выделениями, выбросами угля и горючего газа.The disadvantage of this method is its low efficiency in mines with a high methane emission rate, soufflare emissions, coal and combustible gas emissions.

Наиболее близким техническим решением является способ предупреждения взрывов метана в шахтах, включающий изоляцию горных выработок, в которых выделяется метан, от притока свежего воздуха и повышение концентрации метана за счет выделения его из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости метана (RU 2189448 С1 (Носенко В.Д. и др.), опубл. 20.09.2002).The closest technical solution is a method for preventing methane explosions in mines, including isolation of the mine workings in which methane is released from the influx of fresh air and increasing methane concentration by extracting it from the mined coal, the mined space and the surrounding rocks to values exceeding the upper explosive limit methane (RU 2189448 C1 (Nosenko V.D. et al.), publ. 09/20/2002).

Недостатком известного способа является низкая эффективность в период повышения концентрации метана в изолированных горных выработках, когда образуется взрывоопасная смесь.The disadvantage of this method is the low efficiency in the period of increasing methane concentration in isolated mines when an explosive mixture is formed.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа предупреждения взрывов метана в шахтах.The objective of the invention is to increase the efficiency of the method of preventing methane explosions in mines.

Поставленная задача достигается тем, что в способе предупреждения взрывов метана в шахтах, включающем изоляцию горных выработок, в которых выделяется метан, от притока свежего воздуха и повышение концентрации метана за счет выделения его из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости метана, согласно изобретению после изоляции горных выработок их заполняют инертным газом, снижая концентрацию кислорода до взрывобезопасных значений, а затем повышают концентрацию метана за счет естественного притока до значений, превышающих верхний предел взрываемости метана.The problem is achieved in that in a method for preventing methane explosions in mines, including isolating the mine workings in which methane is released from the influx of fresh air and increasing the methane concentration by extracting it from the mined coal, the mined-out space and the surrounding rocks to values exceeding the upper the methane explosive limit, according to the invention, after isolation of the mine workings, they are filled with an inert gas, reducing the oxygen concentration to explosion-proof values, and then increasing the concentration of m due to natural influx up to values exceeding the upper explosive limit of methane.

Указанную задачу достигают также тем, что метановую атмосферу изолированных горных выработок откачивают, постоянно поддерживая небольшое избыточное давление газа по сравнению с атмосферным давлением на земной поверхности.This problem is also achieved by the fact that the methane atmosphere of isolated mining is pumped out, constantly maintaining a small excess gas pressure compared with atmospheric pressure on the earth's surface.

Применяемый способ предупреждения взрывов метана в шахтах (Охрана труда: Учебник для вузов / К.3.Ушаков, Б.Ф.Кирин, Н.В.Ножкин и др. Под ред. К.З.Ушакова. М.: Недра, 1986. - 624 с.) предусматривает постоянную подачу в горные выработки свежего воздуха для снижения концентрации выделяющегося метана до значений, меньших нижнего предела взрываемости. Однако в условиях высоких нагрузок на очистной забой и ограничениях по скорости движения воздуха в горных выработках в шахтах зачастую образуются взрывоопасные скопления метана. Этому способствуют также внезапные выбросы угля и газа, суфлярные выделения метана, крупноблочное обрушение пород кровли и т.п. Кроме того, подаваемый в шахту воздух разбавляет метан, что затрудняет использование этого горючего газа, например, для получения тепла, энергии.The applied method of preventing methane explosions in mines (Labor protection: Textbook for high schools / K.3. Ushakov, B.F. Kirin, N.V. Nozhkin and others. Edited by K.Z. Ushakov. M .: Nedra, 1986 - 624 p.) Provides for a constant supply of fresh air to the mine workings to reduce the concentration of methane emitted to values lower than the lower explosive limit. However, under conditions of high loads at the face and restrictions on the speed of air movement in mines, explosive accumulations of methane are often formed in mines. Sudden emissions of coal and gas, soufflare methane emissions, large-block collapse of roof rocks, etc. also contribute to this. In addition, the air supplied to the mine dilutes methane, which makes it difficult to use this combustible gas, for example, to produce heat and energy.

Известный способ предупреждения взрывов метана в шахтах (RU 2189448 С1 (Носенко В.Д. и др.), опубл. 20.09.2002) предусматривает изоляцию горных выработок и повышение в них концентрации метана до значений, превышающих верхний предел взрываемости. Повышение концентрации метана происходит за счет выделения его из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород. Метан взрывается при его концентрации в воздухе в пределах 5-15%. Если концентрация метана в воздухе превышает 15%, то такая смесь не горит и не взрывается. Однако при реализации известного способа возникает опасность взрыва из-за образования взрывоопасных скоплений метана в процессе роста концентрации метана после изоляции горных выработок.The known method of preventing methane explosions in mines (RU 2189448 C1 (Nosenko V.D. et al.), Published on September 20, 2002) provides for isolation of mine workings and an increase in their methane concentration to values exceeding the upper explosive limit. An increase in methane concentration occurs due to its separation from the mined coal, the worked out space and the host rocks. Methane explodes at its concentration in the air in the range of 5-15%. If the concentration of methane in the air exceeds 15%, then such a mixture does not burn and does not explode. However, when implementing the known method, there is a danger of explosion due to the formation of explosive accumulations of methane in the process of increasing methane concentration after isolation of mine workings.

Для предотвращения образования взрывоопасных концентраций газа на первом этапе после изоляции горных выработок, когда происходит увеличение содержания метана в воздухе, эти горные выработки заполняют инертным газом, снижая концентрацию кислорода до взрывобезопасных значений. Затем происходит рост концентрации метана за счет его естественного выделения из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород, но взрывоопасной смеси не образуется из-за низкой концентрации кислорода.To prevent the formation of explosive gas concentrations in the first stage after isolation of the mine workings, when there is an increase in methane content in the air, these mine workings are filled with inert gas, reducing the oxygen concentration to explosion-proof values. Then there is an increase in the concentration of methane due to its natural emission from the mined coal, the mined-out space and the surrounding rocks, but an explosive mixture is not formed due to the low oxygen concentration.

С целью использования горючего газа выделяющийся метан откачивают. Однако для предотвращения поступления свежего воздуха в изолированные горные выработки в них постоянно поддерживают небольшое избыточное давление газа метана по сравнению с давлением атмосферного воздуха на земной поверхности.In order to use combustible gas, the evolved methane is pumped out. However, to prevent fresh air from entering isolated mines, they are constantly supported with a slight excess pressure of methane gas compared to atmospheric air pressure on the earth's surface.

Применение предложенного способа позволит избежать опасности образования взрывоопасных концентраций в действующих горных выработках. В процессе добычи угля в горных выработках формируют газовую среду, содержание метана в которой за счет постоянного его выделения достигает 100%, что позволит предотвратить возникновение эндогенных и экзогенных пожаров. В условиях образованной взрывобезопасной атмосферы в горных выработках создаются условия неограниченного увеличения темпов угледобычи.The application of the proposed method will avoid the danger of the formation of explosive concentrations in existing mine workings. In the process of coal mining, a gas medium is formed in the mine workings, the methane content of which due to its constant emission reaches 100%, which will prevent the occurrence of endogenous and exogenous fires. Under the conditions of a well-formed explosion-proof atmosphere, mining conditions create an unlimited increase in the rate of coal mining.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Перед началом очистных или проходческих работ в шахтах с интенсивным выделением метана действующие горные выработки, в которые возможно выделение метана, изолируют от притока свежего воздуха. Затем изолированный объем заполняют инертным газом, например азотом, из условия снижения концентрации кислорода до взрывобезопасных значений, например, до 8%. Для доставки людей и грузов в изолированные выработки используют специальные шлюзы. Работа людей в метановой или инертной газовой среде происходит в изолирующей дыхательной аппаратуре.Before the start of treatment or tunneling work in mines with intensive methane emission, the existing mine workings, into which methane can be released, are isolated from the influx of fresh air. Then the insulated volume is filled with an inert gas, for example nitrogen, from the condition of decreasing the oxygen concentration to explosion-proof values, for example, up to 8%. To deliver people and goods to isolated workings, special gateways are used. People work in a methane or inert gas environment in insulating breathing apparatus.

После снижения концентрации кислорода до заданного значения, например, менее 8%, осуществляют очистные или проходческие работы, сопровождающиеся выделением метана. Концентрация метана в изолированном объеме начинает повышаться, а содержание кислорода падает. После того, как за счет выделения метана давление смеси газов в изолированном объеме превысит атмосферное давление на земной поверхности, начинают откачивать из изолированного объема метановую смесь при условии поддержания избыточного давления газа в этом объеме. По мере выделения метана его концентрация в изолированном объеме повышается, достигая 100%. Откачиваемый метан используют, например, для получения тепловой и электрической энергии в двигателях внутреннего сгорания, турбинах.After reducing the oxygen concentration to a predetermined value, for example, less than 8%, treatment or sinking operations are carried out, accompanied by the release of methane. The methane concentration in the isolated volume begins to increase, and the oxygen content decreases. After the methane pressure in the isolated volume exceeds the atmospheric pressure on the earth’s surface, the methane mixture is pumped out of the isolated volume, provided that the excess gas pressure is maintained in this volume. As methane is released, its concentration in the isolated volume increases, reaching 100%. Evacuated methane is used, for example, to produce thermal and electrical energy in internal combustion engines and turbines.

В созданной газовой среде из-за отсутствия кислорода невозможны взрывы метана и угольной пыли, эндогенные и экзогенные пожары. Преимуществом предложенного способа является экономия средств за счет снижения затрат на вентиляцию горных выработок, на профилактику самовозгораний угля, на проведение горных выработок за счет уменьшения их поперечного сечения. Отпадет необходимость в предварительной дегазации угольных пластов. В создавшихся условиях значительно упрощается использование шахтного метана.In the created gas environment, due to the lack of oxygen, methane and coal dust explosions, endogenous and exogenous fires are impossible. The advantage of the proposed method is cost savings by reducing the cost of ventilation of mine workings, to prevent spontaneous combustion of coal, to conduct mining workings by reducing their cross section. There will be no need for preliminary degassing of coal seams. Under these conditions, the use of mine methane is greatly simplified.

Применение предложенного способа позволяет снизить экономический ущерб, наносимый взрывами метана, повысить безопасность горных работ.The application of the proposed method allows to reduce the economic damage caused by methane explosions, to increase the safety of mining.

Claims (2)

1. Способ предупреждения взрывов метана в шахтах, включающий изоляцию горных выработок, в которых выделяется метан, от притока свежего воздуха и повышение концентрации метана за счет выделения его из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости метана, отличающийся тем, что после изоляции горных выработок их заполняют инертным газом, снижая концентрацию кислорода до взрывобезопасных значений, а затем повышают концентрацию метана за счет естественного притока до значений, превышающих верхний предел взрываемости метана.1. A method of preventing methane explosions in mines, including isolating the mine workings in which methane is released from fresh air and increasing methane concentration by extracting it from the mined coal, the mined space and the surrounding rocks to values exceeding the upper methane explosive limit, differing the fact that after isolation of the mine workings they are filled with inert gas, reducing the oxygen concentration to explosion-proof values, and then increasing the methane concentration due to the natural influx to values exceeding the upper explosive limit of methane. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что метановую атмосферу изолированных горных выработок откачивают, постоянно поддерживая небольшое избыточное давление газа по сравнению с атмосферным давлением на земной поверхности. 2. The method according to claim 1, characterized in that the methane atmosphere of the isolated openings is pumped out, constantly maintaining a slight excess gas pressure compared to atmospheric pressure on the earth's surface.
RU2007144721/03A 2007-11-30 2007-11-30 Prevention method of explosions of methane in mines RU2371583C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144721/03A RU2371583C2 (en) 2007-11-30 2007-11-30 Prevention method of explosions of methane in mines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144721/03A RU2371583C2 (en) 2007-11-30 2007-11-30 Prevention method of explosions of methane in mines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007144721A RU2007144721A (en) 2009-06-10
RU2371583C2 true RU2371583C2 (en) 2009-10-27

Family

ID=41024230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007144721/03A RU2371583C2 (en) 2007-11-30 2007-11-30 Prevention method of explosions of methane in mines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371583C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448256C1 (en) * 2010-10-01 2012-04-20 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет Method for preventing explosions of flammable gases in wells
RU2462597C1 (en) * 2011-04-06 2012-09-27 Георгий Владимирович Гриша Breathing apparatus for work performance safe from fire and explosions, in mines with exhalation of methane, coal dust, technologically filled with carbon dioxide
RU2543244C2 (en) * 2012-11-16 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of preventing explosion of combustible gases in mines

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448256C1 (en) * 2010-10-01 2012-04-20 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет Method for preventing explosions of flammable gases in wells
RU2462597C1 (en) * 2011-04-06 2012-09-27 Георгий Владимирович Гриша Breathing apparatus for work performance safe from fire and explosions, in mines with exhalation of methane, coal dust, technologically filled with carbon dioxide
RU2543244C2 (en) * 2012-11-16 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of preventing explosion of combustible gases in mines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007144721A (en) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8397829B2 (en) Coal fire extinguishment method and apparatus
CN105735993B (en) A kind of method of the preventing and treating tight roof type bump based on carbon dioxide explosion
Kurlenya et al. Methane explosions and causes of their origin in highly productive sections of coal mines
US7565930B2 (en) Method and apparatus for stimulating wells with propellants
CN104234739B (en) A kind of gas blastingfracture coal body enhanced gas extraction method in boring
Brune The methane-air explosion hazard within coal mine gobs
RU2371583C2 (en) Prevention method of explosions of methane in mines
US9724548B2 (en) Terminating expansion of underground coal fires and protecting the environment
CN103787801B (en) For the priming explosive of reservoir aerodynamic force volume increase
US2508949A (en) Collection and removal of mine gas
RU2448256C1 (en) Method for preventing explosions of flammable gases in wells
CN116398106B (en) Shale reservoir in-situ analysis methane high-efficiency utilization and multistage energy-gathering combustion explosion fracturing method
CN104612747B (en) A kind of high methane stope tight roof collapses and emits the prevention and controls causing combustion gas
Trenczek Study of influence of tremors on combined hazards. Longwall mining operations in co-occurrence of natural hazards. A case study
US9441473B2 (en) On-site generation of a fracturing fluid stream and systems and methods utilizing the same
RU2540750C2 (en) Complex method of preliminary degassing of working coal bed, worked-out area and accompanying beds and controlled caving of heavy roof
Chundong et al. Inert technology application for fire treatment in dead end referred to high gassy mine
RU2152518C1 (en) Method of outgassing of chipped coal-bearing thickness
RU2254469C1 (en) Method for extracting coal beds
Golubev Influence of technological factors on the formation of spontaneous combustion centers in underground mining
UA148385U (en) METHOD OF EXTINGUISHING UNDERGROUND FIRE
RU2543244C2 (en) Method of preventing explosion of combustible gases in mines
RU2189448C1 (en) Method of creating artificial atmosphere in coal mine
SU1657654A1 (en) Method for fighting underground fires
UA131424U (en) METHOD OF COAL PRODUCTION FROM GAS-SUNNY COAL COALS DANGEROUS TO SELF-EMPLOYMENT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121201