RU2406825C1

RU2406825C1 - Method for preventing spontaneous fires in worked-out area of acting mining faces

Info

Publication number: RU2406825C1
Application number: RU2009118662/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Син (RU); Сергей Александрович Син
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Азот Сервис" (ООО "Азот Сервис"
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-12-20

Abstract

FIELD: mining. ^ SUBSTANCE: method for preventing spontaneous fires in the worked-out area of acting mining faces involves drilling of wells to the worked-out area and protective treatment of coal losses. At that, methane-air mixture is first removed in turn in the drilled wells from the mining face. As aerodynamic resistance of the next well increases, protective treatment of the fire zone formed under it is performed. ^ EFFECT: increasing efficiency of protective treatment. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к выемке пластов угля подземным способом, и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующих очистных забоев при выемке пластов угля, опасных по самовозгоранию и проветриваемых через выработанное пространство.The invention relates to mining, namely, the extraction of coal seams underground method, and can be used to prevent endogenous fires in the worked out space of the working faces when mining coal seams that are dangerous for spontaneous combustion and ventilated through the worked out space.

Известно изобретение по авторскому свидетельству СССР №1240915 «Способ предупреждения эндогенных пожаров в шахтах» (кл. E21F 5/00, заявлено 02.10.1984 г., опубликовано в 1986 году, бюллетень №24). Известный способ заключается в том, что определяют объем обрабатываемой зоны выработанного пространства, начальную влажность и плотность обрушенной горной массы, а затем обрабатывают ее воздушно-механической пеной заданной кратности и плотности. При определении необходимых объемов зон обработки используют математическую формулу.The invention is known according to USSR author's certificate No. 1240915 "A method for preventing endogenous fires in mines" (class E21F 5/00, claimed 02.10.1984, published in 1986, bulletin No. 24). The known method consists in determining the volume of the worked-out area of the worked-out space, the initial humidity and density of the collapsed rock mass, and then treating it with air-mechanical foam of a given multiplicity and density. When determining the required volumes of processing zones, a mathematical formula is used.

К основным недостаткам этого способа предупреждения эндогенных пожаров относится низкая точность определения объемов выработанного пространства действующих очистных забоев, подлежащих профилактической обработке воздушно-механической пеной.The main disadvantages of this method of preventing endogenous fires are the low accuracy of determining the volume of the worked out space of the working faces to be prophylactically treated with air-mechanical foam.

Кроме того, указанная профилактическая обработка является неэффективной при наличии в скоплениях составляющих с большой сорбционной способностью.In addition, the indicated prophylactic treatment is ineffective in the presence of components with high sorption ability in the clusters.

В качестве прототипа принят способ профилактики и локализации эндогенных пожаров в выработанном пространстве, заключающийся в том, что через скважину в выработанное пространство подают по трубопроводу инертный газ, насыщенный аэрозолем и водяным паром, чередуя с подачей пены, с инертным газом (авторское свидетельство СССР №1620650, кл. E21F 5/00, заявлено 14.02.1989 г., опубликовано в 1991 году, бюллетень №2).As a prototype, a method for the prevention and localization of endogenous fires in a worked-out space was adopted, which consists in supplying an inert gas saturated with aerosol and water vapor, alternating with foam supply, with an inert gas through a well into the worked-out space (USSR copyright certificate No. 1620650 , CL E21F 5/00, claimed 02.14.1989, published in 1991, Bulletin No. 2).

В результате продувки увлаженным инертным газом уголь и порода увлажняются, а каналы и трещины прочищаются потоком газа. При движении по ним пены практически не происходит потерь пенообразующей жидкости, что приводит к увеличению скорости распространения пены.As a result of purging with a moistened inert gas, coal and rock are moistened, and channels and cracks are cleaned by a gas stream. When the foam moves along them, there is practically no loss of foaming liquid, which leads to an increase in the foam propagation speed.

К недостаткам известного способа следует отнести отсутствие связи его с управлением газовыделением средствами вентиляции, поэтому он не используется в действующих очистных забоях, в частности при столбовых системах разработки пожароопасных пластов.The disadvantages of this method include the lack of connection with the management of gas evolution by ventilation, therefore, it is not used in existing treatment faces, in particular with pillar systems for the development of fire hazardous formations.

Кроме того, профилактические составы подают по всему выработанному пространству, а не только в зоны концентрированных потерь угля, поэтому известный способ весьма трудоемок, т.к. приходится бурить большое число скважин в выработанное пространство и подавать много пены, инертного газа и пара.In addition, prophylactic compositions are served throughout the worked out space, and not only in the zone of concentrated coal losses, therefore, the known method is very laborious, because it is necessary to drill a large number of wells into the developed space and supply a lot of foam, inert gas and steam.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности профилактической обработки за счет отвода метановоздушной смеси по скважинам от очистного забоя через выработанное пространство и осуществление затем через них профилактической обработки.The technical result of the invention is to increase the effectiveness of prophylactic treatment due to the removal of the methane-air mixture through the wells from the working face through the worked out space and then to carry out prophylactic treatment through them.

Способ предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующих очистных забоев включает бурение скважин в выработанное пространство и профилактическую обработку потерь угля.A method for preventing endogenous fires in a mined-out area of operating treatment faces involves drilling wells into a mined-out space and prophylactically treating coal losses.

Отличие заключается в том, что поочередно по пробуренным скважинам сначала производят отвод от очистного забоя метановоздушной смеси, а по мере возрастания аэродинамического сопротивления очередной скважины через нее осуществляют профилактическую обработку сформировавшейся под нею пожароопасной зоны.The difference lies in the fact that alternately drilled wells are first diverted from the face of the methane-air mixture, and as the aerodynamic resistance of the next well increases, preventive treatment of the fire hazard zone formed under it is carried out through it.

Преимуществом предложенного способа является то, что через одни и те же скважины, пробуренные в выработанное пространство выемочного столба, сначала отводят от очистного забоя метановоздушную смесь, создавая при этом под скважинами пожароопасные зоны из обрушенных пород и выпавшей из струи воздуха угольной пыли, и производят профилактическую противопожарную обработку. За счет этого значительно снижается трудоемкость как проветривания и управления газовыделением, так и профилактики эндогенных пожаров. Сформированные под скважинами пожароопасные зоны легко поддаются необходимым расчетам (размеры, объемы, расход материалов и т.д.), и контролируется эффективность их профилактической обработки.The advantage of the proposed method is that through the same wells drilled into the mined-out space of the extraction column, the methane-air mixture is first diverted from the face, creating fire hazard zones from the collapsed rocks and coal dust that has fallen from the air stream under the wells, and preventive fire treatment. Due to this, the laboriousness of both ventilating and controlling gas evolution and preventing endogenous fires is significantly reduced. Fire hazard zones formed under the wells are easily amenable to the necessary calculations (sizes, volumes, material consumption, etc.), and the effectiveness of their preventive treatment is monitored.

Сущность предложенного способа поясняется примером его выполнения и чертежом, где на представленной фиг.1 показана технологическая схема предложенного способа, вид в разрезе I-I, а на фиг.2 - то же, вид в плане (разрез по II-II).The essence of the proposed method is illustrated by an example of its implementation and the drawing, where the presented figure 1 shows the technological scheme of the proposed method, a sectional view I-I, and figure 2 is the same plan view (section along II-II).

С поверхности на угольный пласт 1 бурят вертикальные скважины 2, из которых скважины, попавшие на кровлю неотработанного пласта, т.е. впереди очистного забоя 3, перекрывают. На скважинах устанавливают вентиляционные установки 4 и производят по ним отсос части воздушной струи с метаном, выделяющимся из угля, и угольной пылью, образующейся при выемке угля.Vertical wells 2 are drilled from the surface onto the coal seam 1, of which the wells that have fallen on the roof of the untreated seam, i.e. in front of the face 3, overlap. Ventilation units 4 are installed in the wells and a part of the air stream is sucked off with methane released from coal and coal dust generated during coal extraction.

Скважины бурят на расстоянии 1/3 длины очистного забоя от борта выработки (штрека), по которой должна двигаться исходящая струя. Часть исходящей струи под действием разрежения, создаваемого вентиляторной установкой 4, уходит в выработанное пространство к скважине 2, и из нее выпадает большая часть угольной пыли, которая отлагается под скважиной, образуя в обрушенных породах «пятно» диаметром L=15-30 м. По мере перемещения очистного забоя 3 в выработанном пространстве оказывается очередная пробуренная скважина 2 с вентилятором, а «пятно» под ранее использованной для проветривания скважиной увеличивается, и аэродинамическое сопротивление ее резко увеличивается, в связи с чем отводимый через выработанное пространство поток воздуха с примесью метана замыкается на новую скважину 2. На ранее использованной скважине устанавливают противопожарный комплекс 5 и производят через нее противопожарную обработку, которая может включать, например, поочередную подачу по скважине в «пятно» (пожароопасную зону) инертного газа и инертной пены. Профилактическую обработку продолжают до закачки расчетного объема пены и прекращения движения воздуха по скважине.Wells are drilled at a distance of 1/3 of the length of the working face from the side of the mine (drift), along which the outgoing stream should move. Part of the outgoing jet under the influence of the vacuum created by the fan unit 4 goes into the worked-out space to the well 2, and most of the coal dust falls out of it, which is deposited under the well, forming a “spot” with a diameter of L = 15-30 m in the collapsed rocks. as the working face 3 moves, the next drilled well 2 with a fan appears in the worked-out space, and the “spot” under the well previously used for ventilation increases, and its aerodynamic drag sharply increases, due to and with which the air flow discharged through the worked-out space with an admixture of methane is closed to a new well 2. On a previously used well, a fire complex 5 is installed and fire treatment is carried out through it, which may include, for example, alternately supplying a well to a “spot” (fire hazard zone) ) inert gas and inert foam. Preventive treatment is continued until the calculated volume of foam is injected and the air moves down the well.

Аналогичная профилактическая обработка производится и через последующие скважины после прекращения отвода по ним метановоздушной смеси от очистного забоя.A similar preventive treatment is also carried out through subsequent wells after the cessation of the removal of methane-air mixture through them from the working face.

Предложенный способ профилактики эндогенных пожаров при проветривании очистных забоев через выработанное пространство прошел испытания на ряде шахт Кузбасса и рекомендован к использованию.The proposed method for the prevention of endogenous fires when ventilating treatment faces through the developed space has been tested at a number of Kuzbass mines and is recommended for use.

Claims

A method for preventing endogenous fires in a mined-out area of operating production faces, including drilling wells into a mined-out space and prophylactically treating coal losses, characterized in that the methane-air mixture is first diverted from the bottom of the drilled wells in turn, and as the aerodynamic resistance of the next well increases through it carry out preventive treatment of the fire hazard zone formed under it.