RU2513790C1 - Method to prevent ignition of methane and air mixture - Google Patents

Method to prevent ignition of methane and air mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2513790C1
RU2513790C1 RU2012152714/03A RU2012152714A RU2513790C1 RU 2513790 C1 RU2513790 C1 RU 2513790C1 RU 2012152714/03 A RU2012152714/03 A RU 2012152714/03A RU 2012152714 A RU2012152714 A RU 2012152714A RU 2513790 C1 RU2513790 C1 RU 2513790C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
air
gas
ignition
concentration
Prior art date
Application number
RU2012152714/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Трубицын
Сергей Владимирович Шатиров
Вилен Вагаршович Азатян
Юрий Михайлович Филатов
Сергей Иванович Голоскоков
Дарья Анатольевна Трубицына
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" (ООО "ВостЭКО")
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 Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" (ООО "ВостЭКО") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" (ООО "ВостЭКО")
Priority to RU2012152714/03A priority Critical patent/RU2513790C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2513790C1 publication Critical patent/RU2513790C1/en

Links

Landscapes

  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: method to prevent ignition of a methane and air mix includes pneumatic hydraulic irrigation of a coal breaking area, automatic control of methane content by sensors and introduction of an inhibiting gas into a mine atmosphere. Besides, the inhibiting gas is introduced under pressure automatically via a system of pneumatic hydraulic irrigation with achievement of methane concentration in air from 1.9 to 2%, with concentration of inhibiting gas from 0.1 to 2% of the protected volume and the specified content of oxygen in the mine atmosphere. As the methane level drops below 1%, supply of inhibiting gas is automatically stopped.
EFFECT: neutralisation of produced methane and air mixes of explosive concentrations and prevention of their ignition.
2 cl

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к области предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей, и может быть использовано при разработке угольных месторождений подземным способом.The invention relates to mining, and in particular to the field of preventing ignition and explosion of methane-air mixtures, and can be used in the development of coal deposits by underground mining.

Известен способ инертизации для предотвращения пожаров или взрывов посредством снижения содержания кислорода в защищаемой зоне до базового уровня инертизации по сравнению с окружающим воздухом. При этом содержание кислорода сравнивают с его пороговой величиной и затем в случае если содержание кислорода опускается ниже пороговой величины, то подается свежий воздух (патент РФ №2372954, кл. A62C 2/00, A62C 39/00, заявлен 03.11.2005 г., опубликован 20.11.2009 г.). Существенным недостатком известного технического решения является то, что в определенный момент может происходить понижение уровня кислорода в шахтной атмосфере.There is a method of inertization to prevent fires or explosions by reducing the oxygen content in the protected zone to a basic level of inertization compared to ambient air. In this case, the oxygen content is compared with its threshold value, and then if the oxygen content falls below the threshold value, fresh air is supplied (RF patent No. 2372954, class A62C 2/00, A62C 39/00, filed November 3, 2005, published November 20, 2009). A significant drawback of the known technical solution is that at a certain moment a decrease in the level of oxygen in the mine atmosphere may occur.

Известен процесс инертизации атмосферы угольной шахты при работе комбайна в забое, включающий в себя введение инертных газов, например азота, в поток добываемого угля на режущий инструмент горной машины (патент US №5273344, кл. 299/12, заявлен 21.12.1992, опубликован 28.12.1993). Целью известного способа является предотвращение возгорания метановоздушной смеси путем подачи инертного газа в место работы режущего инструмента комбайна, и за счет нагнетания в эту область большого количества газа происходит снижение концентрации кислорода. Недостатком известного изобретения является то, что производится непрерывная подача газа для инертизации защищаемой зоны. Это приводит к увеличению затрат на производстве.There is a known process of inertization of the atmosphere of a coal mine during operation of the combine in the face, including the introduction of inert gases, for example nitrogen, into the stream of produced coal onto a cutting tool of a mining machine (US patent No. 5273344, class 299/12, filed December 21, 1992, published December 28, 1992 .1993). The aim of the known method is to prevent ignition of the methane-air mixture by supplying an inert gas to the place of operation of the cutting tool of the combine, and due to injection of a large amount of gas into this area, the oxygen concentration decreases. A disadvantage of the known invention is that a continuous gas supply is made to inertize the protected zone. This leads to an increase in production costs.

В качестве прототипа принят известный способ ликвидации пожара в закрытых помещениях, система его реализации и пневмоакустическое распылительное устройство (патент РФ №2130328, кл. A62C 3/00, A62C 35/00, заявлен 03.08.1999 г., опубликован 20.05.1999 г.). В предлагаемом способе ликвидации пожара в закрытых помещениях подают смесь инертного газа и воды пневмоакустическим способом в зону горения. Соотношение газа и воды берут 0,7-1,5 вес.ч. Способом предполагается использование значительного объема инертного газа, что может быть эффективно на стадии горения, а не на стадии предупреждения возгорания.As a prototype, a well-known method of eliminating a fire in enclosed spaces, a system for its implementation and a pneumatic-acoustic spraying device (RF patent No. 2130328, class A62C 3/00, A62C 35/00, claimed on 08/03/1999, published on 05/20/1999, was adopted. ) In the proposed method for eliminating fire in enclosed spaces, a mixture of inert gas and water is supplied by a pneumoacoustic method to the combustion zone. The ratio of gas to water is 0.7-1.5 parts by weight. The method involves the use of a significant amount of inert gas, which can be effective at the combustion stage, and not at the stage of preventing fire.

Все известные на сегодня способы обеспечения пожаробезопасности при производстве горных работ (огнепреградители, искрогасители, сильное разбавление инертными газами и др.) не всегда эффективны. Как показала практика, известные способы использования инертных газов требуют применения в больших количествах газов-разбавителей, что не всегда эффективно и удобно для предотвращения процесса возгорания. Кроме того, могут возникать проблемы безопасности людей в защищаемой зоне.All currently known methods of ensuring fire safety in mining operations (flame arresters, spark arresters, strong dilution with inert gases, etc.) are not always effective. As practice has shown, known methods of using inert gases require the use of large amounts of diluent gases, which is not always effective and convenient to prevent the ignition process. In addition, there may be problems with the safety of people in the protected area.

В основу изобретения положена задача совершенствования превентивных мер предотвращения риска воспламенения и взрыва метановоздушной смеси.The basis of the invention is the task of improving preventive measures to prevent the risk of ignition and explosion of methane-air mixture.

Техническим результатом заявляемого изобретения является нейтрализация образовавшихся метановоздушных смесей взрывоопасных концентраций и предотвращение их воспламенения.The technical result of the claimed invention is the neutralization of the resulting methane-air mixtures of explosive concentrations and the prevention of their ignition.

Для решения поставленной задачи предложен способ предотвращения воспламенения метановоздушной смеси, включающий пневмогидроорошение зоны разрушения угля, автоматический контроль содержания метана датчиками и введение в шахтную атмосферу ингибирующего газа.To solve this problem, a method for preventing the ignition of a methane-air mixture is proposed, including pneumohydro-irrigation of the coal destruction zone, automatic monitoring of the methane content by sensors and the introduction of an inhibiting gas into the mine atmosphere.

Отличием является то, что ингибирующий газ вводят под давлением автоматически через систему пневмогидроорошения при достижении концентрации метана в воздухе от 1,9 до 2%, с концентрацией ингибирующего газа от 0,1% до 2% от защищаемого объема и заданном содержании кислорода в шахтной атмосфере.The difference is that the inhibitory gas is injected automatically under pressure through a pneumohydrothermal irrigation system when the methane concentration in the air reaches 1.9 to 2%, with the inhibitory gas concentration from 0.1% to 2% of the protected volume and the specified oxygen content in the mine atmosphere .

Другим отличием является то, что при снижении уровня метана ниже 1% подача ингибирующего газа автоматически прекращается.Another difference is that when the methane level drops below 1%, the supply of inhibitory gas automatically stops.

В качестве ингибирующего газа могут быть использованы, например, комплексные составы на основе фторированных углеводородов, которые вступают в химическую реакцию с метаном, приводящую к образованию малоактивных продуктов и обрыву реакционных цепей процесса горения на начальной стадии их возникновения, что значительно затрудняет и предотвращает процесс воспламенения метана. Химические методы ингибирования описаны в статьях: «О промотировании и ингибировании фторированными углеводородами горения метана в окислительных средах с различным содержанием кислорода» В.В.Азатян, Ю.Н.Шебеко, А.Ю.Шебеко, В.Ю.Навценя, ж-л «Химическая физика», 2010 г., №9, с.42-51, и «Химические методы ингибирования взрывоопасных сред» В.В.Азатян, Т.Р.Тимербулатов, А.А.Трубицын, Н.В.Трубицына, Ю.М.Филатов, С. В.Шатиров., Вестник НЦ ВостНИИ, 2012 г., №2, с.38-46.As an inhibiting gas, for example, complex compositions based on fluorinated hydrocarbons that react chemically with methane can be used, leading to the formation of low-activity products and termination of the reaction chains of the combustion process at the initial stage of their occurrence, which greatly complicates and prevents the ignition of methane . Chemical methods of inhibition are described in the articles: “On the Promotion and Inhibition of Methane Combustion by Fluorinated Hydrocarbons in Oxidizing Media with Different Oxygen Content” V.V. Azatyan, Yu.N. Shebeko, A.Yu. Shebeko, V.Yu. Navtsenya, w- l “Chemical Physics”, 2010, No. 9, pp. 42-51, and “Chemical Methods of Inhibition of Explosive Atmospheres” V.V. Azatyan, T.R.Timerbulatov, A.A. Trubitsyn, N.V. Trubitsyna , Yu.M. Filatov, S. V. Shatirov., Bulletin of the SC VostNII, 2012, No. 2, p. 38-46.

Проведение горных работ характеризуется опасностью воспламенения метана и угольной пыли. При этом интенсификация процессов добычи угля значительно увеличивает риск возгорания и взрыва метановоздушной смеси. В настоящее время применение известных защитных мер не позволяет полностью нейтрализовать и предупредить воспламенение метана в горных выработках на разных этапах работ. Поэтому вопрос предупреждения взрывов газопылевоздушных смесей и обеспечения безопасности работающих людей остается актуальным.Mining operations are characterized by the danger of ignition of methane and coal dust. At the same time, the intensification of coal mining processes significantly increases the risk of fire and explosion of methane-air mixture. Currently, the use of known protective measures does not allow to completely neutralize and prevent the ignition of methane in mine workings at different stages of work. Therefore, the issue of preventing explosions of gas-dust mixtures and ensuring the safety of working people remains relevant.

Предлагаемый способ предотвращения воспламенения метановоздушной смеси включает использование при определенных условиях ингибирующего газа для своевременной нейтрализации газопылевоздушных смесей и предупреждения их образования в дальнейшем.The proposed method for preventing ignition of a methane-air mixture involves the use of an inhibiting gas under certain conditions to timely neutralize gas-dust mixtures and prevent their formation in the future.

Проводится орошение мелкодиспергированной водовоздушной смесью под давлением зоны разрушения угля. Мощность напора водовоздушного потока может изменяться в зависимости от объема и вида горных работ. Водовоздушная мелкодиспергированная завеса нейтрализует источник воспламенения. Таким образом, осуществляется процесс пылеподавления в опасной по возгоранию области.Irrigation is carried out with a finely dispersed water-air mixture under pressure from the coal destruction zone. The pressure head of the water-air flow can vary depending on the volume and type of mining. A fine-dispersed water-air curtain will neutralize the ignition source. Thus, the process of dust suppression is carried out in a hazardous area on fire.

При этом для своевременного автоматического ввода в шахтные выработки ингибирующего газа, в местах наиболее вероятного прорыва и скопления метана, обеспечивается контроль датчиками, например, МГМ-1 (ТУ 4215-015-05798310-2004) уровня содержания метана в шахтной атмосфере вблизи работающей техники и местах предполагаемого скопления метана. При достижении концентрации метана в воздухе от 1,9 до 2% автоматически через систему пневмогидроорошения вводится под давлением дополнительно ингибирующий газ с концентрацией его от 0,1% до 2% от защищаемого объема. Ингибирующий газ вводят с опережением до момента образования опасной по взрыву концентрации метановоздушной смеси, нейтрализуя при этом метан в атмосфере горной выработки. Создается малоактивная для процесса горения атмосфера непосредственно в месте производства горных работ, прерывается процесс формирования опасной по воспламенению метановоздушной среды.At the same time, for the timely automatic injection of inhibitory gas into mine workings, in the places of the most probable breakthrough and accumulation of methane, sensors are monitored, for example, MGM-1 (TU 4215-015-05798310-2004), the methane content in the mine atmosphere near operating equipment and locations of alleged methane accumulation. When the methane concentration in the air reaches from 1.9 to 2%, an additional inhibitory gas with a concentration of 0.1% to 2% of the protected volume is automatically injected through the pneumohydro irrigation system under pressure. The inhibitory gas is introduced ahead of the time until the formation of an explosive concentration of methane-air mixture, while neutralizing methane in the atmosphere of the mine. An atmosphere that is inactive for the combustion process is created directly in the place of mining, the process of formation of a methane-air environment hazardous for ignition is interrupted.

Учитывая, что подача ингибирующего газа производится периодически и концентрация его колеблется в незначительных пределах, кислородовоздушный баланс, необходимый для жизнедеятельности человека, не нарушается.Considering that the supply of inhibitory gas is carried out periodically and its concentration varies insignificantly, the oxygen-air balance necessary for human life is not disturbed.

При снижении концентрации метана до уровня ниже 1% подача ингибирующего газа отключается, что предотвращает излишний и ненужный его расход.When the methane concentration is reduced to below 1%, the supply of inhibitory gas is turned off, which prevents its excessive and unnecessary consumption.

Существенным преимуществом предлагаемого способа предотвращения воспламенения метановоздушной смеси является его экономичность, а также обеспечение безопасности персонала в течение всего периода проведения работ в подземных условиях и поддержание уровня кислорода при этом в обычных пределах.A significant advantage of the proposed method for preventing the ignition of a methane-air mixture is its efficiency, as well as ensuring the safety of personnel throughout the entire period of work in underground conditions and maintaining the oxygen level in this case within normal limits.

Claims (2)

1. Способ предотвращения воспламенения метановоздушной смеси, включающий пневмогидроорошение зоны разрушения угля, автоматический контроль содержания метана датчиками и введение в шахтную атмосферу ингибирующего газа, отличающийся тем, что ингибирующий газ под давлением вводят автоматически через систему пневмогидроорошения при достижении концентрации метана в воздухе от 1,9 до 2%, с концентрацией ингибирующего газа от 0,1 до 2% от защищаемого объема и заданном содержании кислорода в шахтной атмосфере.1. A method of preventing ignition of a methane-air mixture, including pneumohydrothermal irrigation of the coal destruction zone, automatic monitoring of methane content by sensors and introducing an inhibitory gas into the mine atmosphere, characterized in that the inhibitory gas is injected under pressure automatically through a pneumatic irrigation system when the methane concentration in the air reaches 1.9 up to 2%, with an inhibitory gas concentration of 0.1 to 2% of the protected volume and a given oxygen content in the mine atmosphere. 2. Способ по п.1. отличающийся тем, что при снижении уровня метана ниже 1% подача ингибирующего газа автоматически прекращается. 2. The method according to claim 1. characterized in that when the methane level drops below 1%, the flow of inhibitory gas automatically stops.
RU2012152714/03A 2012-12-06 2012-12-06 Method to prevent ignition of methane and air mixture RU2513790C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152714/03A RU2513790C1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Method to prevent ignition of methane and air mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152714/03A RU2513790C1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Method to prevent ignition of methane and air mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2513790C1 true RU2513790C1 (en) 2014-04-20

Family

ID=50481066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012152714/03A RU2513790C1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Method to prevent ignition of methane and air mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2513790C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558068C1 (en) * 2014-06-27 2015-07-27 Дарья Анатольевна Трубицына Method of prevention of ignition of methane-air mixture
RU2818826C1 (en) * 2023-06-21 2024-05-06 Тимур Рафкатович Тимербулатов Method of preventing ignition and explosion of methane-dust-air mixture and inhibitor gas mixture for implementing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1321834A1 (en) * 1985-11-10 1987-07-07 Восточное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горноспасательного Дела Method of fighting coal spontaneous ignition
US5273344A (en) * 1992-12-21 1993-12-28 Volkwein Jon C Process for inerting a coal mining site
RU2003120825A (en) * 2003-07-07 2005-02-27 ФГУП Новокузнецкий отдельный военизированный горноспасательный отр д (НОВГСО) (RU) METHOD FOR COMBATING ENDOGENOUS FIRE IN THE SPACE
CN1590708A (en) * 2003-09-01 2005-03-09 杜志刚 Method of preventing and controlling mining working surface gas explosion
RU2329777C2 (en) * 2006-08-28 2008-07-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационная Компания "Сфинкс" Method of preventing ignition and explosion of methane-air mixtures
RU2452862C1 (en) * 2010-12-08 2012-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Технологии Пожаротушения" Method to prevent explosion of methane-coal-air mixture

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1321834A1 (en) * 1985-11-10 1987-07-07 Восточное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горноспасательного Дела Method of fighting coal spontaneous ignition
US5273344A (en) * 1992-12-21 1993-12-28 Volkwein Jon C Process for inerting a coal mining site
US5273344B1 (en) * 1992-12-21 1995-05-30 Volkwein Jon C. Process for inerting a cool mining site.
RU2003120825A (en) * 2003-07-07 2005-02-27 ФГУП Новокузнецкий отдельный военизированный горноспасательный отр д (НОВГСО) (RU) METHOD FOR COMBATING ENDOGENOUS FIRE IN THE SPACE
CN1590708A (en) * 2003-09-01 2005-03-09 杜志刚 Method of preventing and controlling mining working surface gas explosion
RU2329777C2 (en) * 2006-08-28 2008-07-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационная Компания "Сфинкс" Method of preventing ignition and explosion of methane-air mixtures
RU2452862C1 (en) * 2010-12-08 2012-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Технологии Пожаротушения" Method to prevent explosion of methane-coal-air mixture

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОДЯГИН М.Н., Рудничная вентиляция, Москва, изд. "Недра", 1967, с.33-35 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558068C1 (en) * 2014-06-27 2015-07-27 Дарья Анатольевна Трубицына Method of prevention of ignition of methane-air mixture
RU2818826C1 (en) * 2023-06-21 2024-05-06 Тимур Рафкатович Тимербулатов Method of preventing ignition and explosion of methane-dust-air mixture and inhibitor gas mixture for implementing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2400633C1 (en) System for confinement and suppression of methane-air mixtures and/or coal dust explosions in mines network
RU2539194C1 (en) Automatic system of pneumatic hydro-sprinkling and inhibition of highly explosive methane-air mixture (versions)
AU2017370096A1 (en) Stoping method for oxygen-free working face of high gassy mine
CN103174451A (en) Fire prevention and extinguishing technology for high-gas-content fully mechanized caving face coal seam prone to spontaneous combustion and in suspension state
RU2513790C1 (en) Method to prevent ignition of methane and air mixture
Babushok et al. Modeling of synergistic effects in flame inhibition by 2-H heptafluoropropane blended with sodium bicarbonate
CN118273760B (en) Underground mining explosion-proof intelligent control system
Sobik et al. Analysis of methane hazard in longwall working equipped with a powered longwall complex
RU2452862C1 (en) Method to prevent explosion of methane-coal-air mixture
RU2558068C1 (en) Method of prevention of ignition of methane-air mixture
Szurgacz et al. Inter gases as one of the ways to reduce the risk of endogenous fires in hard coal mines
CN106609677A (en) A gas extraction and discharge construction method
Dursun An analysis and countermeasures of fatal accidents caused by firedamp explosions in underground coal mines in Turkey
RU2573493C1 (en) Method of prevention of endogenous fires break-out
RU2818826C1 (en) Method of preventing ignition and explosion of methane-dust-air mixture and inhibitor gas mixture for implementing method
RU138710U1 (en) AUTOMATIC SYSTEM OF PNEUMATIC HYDRAULIC IRRIGATION AND INHIBITION OF EXPLOSIVE METHOD-AIR MIXTURE (OPTIONS)
Goertz et al. Identifying improved control practices and regulations to prevent methane and coal dust explosions in the United States
RU2435962C1 (en) Phlegmatisation method of methane-air mixture in complex mechanised mining face, and system for its implementation
RU2321437C1 (en) Fire-extinguishing gas composition to prevent methane-air mixes ignition and explosion
RU2536540C1 (en) Method of excavation in outburst-prone seam
DRIZHD et al. TECHNOLOGY PERFECTION FOR SUPPRESSION OF SULFUR-CONTAINING GAS AT UNDERGROUND MINING WORKS
CN202017489U (en) Safe active explosion suppression development machine
RU2406825C1 (en) Method for preventing spontaneous fires in worked-out area of acting mining faces
SU926324A1 (en) Method for preventing explosion of gas, dust and and air mixture in mining workings
Zhongli et al. Mine Fire

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20141128

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171207