RU2620687C1 - Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям - Google Patents
Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620687C1 RU2620687C1 RU2016110450A RU2016110450A RU2620687C1 RU 2620687 C1 RU2620687 C1 RU 2620687C1 RU 2016110450 A RU2016110450 A RU 2016110450A RU 2016110450 A RU2016110450 A RU 2016110450A RU 2620687 C1 RU2620687 C1 RU 2620687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- dust
- briquettes
- face
- suction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/103—Dams, e.g. for ventilation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
- E21F5/20—Drawing-off or depositing dust
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Abstract
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям. В забое производят отделение потоков газа от взрывоопасной пыли, подготавливают изолированную выработку, изолируя ее от выработанного пространства забоя перемычкой с люк-лазом и выпуклой ударостойкой заслонкой. Сопло всасывающего газопровода крепят на кровле у забоя выработки, а сопло пылепровода устанавливают в нижней части выработанного пространства на его почве. Вентиляторы местного проветривания включают на отсос от забоя, на всасывание в изолированную выработку, где, смешивая потоки газа с шахтной пылью, изготавливают газонасыщенные пылегазоугольные брикеты, перемешивая продукты разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород, уплотняя их давлением. Прочность полученных брикетов повышают добавлением вяжущих веществ, например нефтебитумов, а полученную смесь выдавливают через калибровочные отверстия в контейнер-брикетосборник. Затем брикеты сушат и герметизируют. Обеспечивается предотвращение взрывов газа и шахтной пыли, образующихся при добыче полезных ископаемых и проходке горных выработок современными высокопроизводительными комплексами, использование этих газов и пыли для изготовления энергоемких брикетов и исключение выбросов в атмосферу вредных веществ. 2 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа.
Известен способ разработки газонасыщенных угольных пластов с применением опережающей подземной отработки защитных пластов – не опасных или наименее опасных по выбросам пластов, залегающих под или над опасным пластом [Дегазация угольных шахт. Российская угольная энциклопедия. М.-СПб. Издательство Санкт-Петербургской картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2004. С. 496-497].
Недостатком данного способа является опасное скопление газов и пыли в горных выработках газонасыщенного пласта, поскольку выделение газа из деформирующегося пласта (десорбция) происходит значительно быстрее, чем его удаление из выработанного пространства через техногенные трещины в массиве горных пород и даже через дегазационные скважины.
Известен способ дегазации и разупрочнения горных пород, включающий бурение пластовых скважин и скважин в породу кровли, их гидрообработку жидкостью в статическом и гидроимпульсном режимах [Патент РФ №2373398 М.Кл. E21F 7/00 от 15.04.2008 г.].
Недостатком данного способа является то, что отсасывание газа, находящегося в массиве в сорбированном состоянии, занимает долгий по продолжительности период времени, что вызывает существенную отсрочку проведения очистных работ. При этом в атмосферу выбрасывается большое количество газов и угольной пыли.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства сжиженного метана из шахтного газа, заключающийся в создании технологии и установок для выработки сжиженного природного газа из шахтного газа, выдаваемого на поверхность дегазационными скважинами угольных шахт [Ст. Захаров В.Н., Забурдяев B.C., Артемьев В.Б. Углепородные массивы: прогноз, устойчивость, риски, безопасность. Изд. «Горное дело», 2013. - 280 с.].
Недостатком данного способа является сложность и большая трудоемкость технологий получения сжиженного природного газа из шахтного газа, а также неполное использование энергетических ресурсов угольных месторождений, в частности энергии взрыва мелкодисперсной пыли, образующейся при разрушении угля и породы, особенно при увеличении нагрузки на забой и применении современных высокопроизводительных машин и механизмов.
Технической задачей изобретения является повышение безопасности и эффективности ведения горных работ при разработке газоносных угольных пластов путем максимального использования энергетических ресурсов горнодобывающих предприятий и создания на базе угольных месторождений производств по изготовлению энергоемких продуктов из газов и шахтной пыли.
Указанная цель достигается сбором и отводом вредных продуктов разрушения полезного ископаемого из мест их образования и присутствия людей отсасывающей вентиляцией, при этом вместо выброса этих продуктов в атмосферу они транспортируются по герметичным трубам в специально оборудованные изолированные выработки-помещения, где используются для изготовления высокоэнергоемких пылегазоугольных брикетов, удобных и безопасных для хранения, транспортировки и употребления, основным компонентом которых является шахтная пыль и газ, количество которых растет пропорционально росту производительности применяемой добычной и проходческой техники. Для удобства и безопасности хранения, транспортировки и употребления брикеты герметизируют, например: в полиэтиленовую пленку. Сбор и отвод вредных продуктов разрушения полезного ископаемого из мест их образования и присутствия людей достигается путем установки сопел всасывающих трубопроводов в непосредственной близости от мест выделения метана и мест образования шахтной пыли при разрушении угля и породы горнодобычными и горнопроходческими агрегатами и отдельной транспортировки газа и угольной пыли по этим трубопроводам к месту изготовления пылегазоугольных брикетов. При этом сопло газопровода крепят в верхней части выработанного пространства, поскольку метан легче воздуха, а сопло пылепровода устанавливают в нижней части этого пространства, так как пыль скапливается и оседает на почву выработок.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано положение на вертикальном разрезе всасывающих газо- и пылепроводов; на фиг. 2 показано место сбора газа и пыли с устройством для изготовления брикетов и брикетосборником, установленными в глухой изолированной выработке.
На чертежах показано выработанное пространство забоя - 7, глухая изолированная выработка - 2, перемычка - 3, газопровод - 4 с соплом - 5, пылепровод - 6 с соплом - 7, трубы - 8 газопровода - 4 и трубы - 9 пылепровода – 6, выполненные телескопическими или гофрированными, устройство для изготовления брикетов - 10 с контейнером-брикетосборником - 11 устанавливают в глухой изолированной выработке - 2 или на земной поверхности, в перемычке - 3 выполнен люк-лаз - 12, который закрывается выпуклой ударостойкой заслонкой - 13 с крепежными заушинами – 14, в которых выполнены отверстия с резьбой для крепежных шпилек - 15.
Способ реализуется следующим образом.
При разработке месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям, и максимального использования энергетических ресурсов горнодобывающих предприятий и создания на базе производств энергоемких продуктов из газа и шахтной пыли в выработках производят разделение потоков газов и взрывопасной пыли, а для изготовления брикетов в шахте подготавливают глухие, изолированные выработки – 2, в которых предполагается изготовление угольных брикетов и насыщения их газом под давлением. Глухую выработку - 2 изолируют от выработанного пространства забоя - 1 перемычкой – 3, в которой выполняют люк-лаз - 12, закрываемый выпуклой ударостойкой заслонкой - 13 с крепежными заушинами – 14, в которых выполнены отверстия с резьбой для крепежных шпилек - 15. Перед работой в забое заслонку - 13 крепят к люк-лазу - 12 крепежными шпильками - 15. Сопло - 5 всасывающего газопровода - 4 крепят на кровле у забоя выработки, а сопло - 7 пылепровода - 6 устанавливают в нижней части выработанного пространства на его почве.
При нагнетательном проветривании в забой газ и шахтная пыль, скапливаясь в выработке, создают опасные взрыво-пожароопасные концентрации. Для исключения данных концентраций вентиляторы местного проветривания (на чертежах не показаны) включают на отсос из забоя, на всасывание в изолированную выработку - 2, где, смешивая потоки газа и шахтной пыли, изготавливают газонасыщенные угольные брикеты. Высокая энергоемкость брикетов обеспечивается сорбцией (поглощением) газа угольным веществом в период изготовления.
При использовании брикетов происходит десорбция (выделение) газа из угольного вещества, обеспечивая горение с повышенной температурой. Прочность брикетов существенно повышают применением вяжущих веществ, особенно нефтебитумов.
Изготовление брикетов производят в два этапа. На первом этапе осуществляют перемешивание продуктов разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород и их уплотнения под давлением 4,5-10 кг/см2 в герметичном бункере. На втором этапе производят выдавливание полученной смеси в виде пылегазоугольных брикетов через калибровочные отверстия под давлением 45-95 кг/см2 в контейнер-брикетосборник - 11 и их сушку. Для более удобного длительного хранения и транспортировки брикеты заплавляют в герметичные емкости, например в полиэтиленовую пленку.
Полученные брикеты могут использоваться как энергетическое и химическое сырье, так и как составляющие взрывчатых веществ, применяемых в горнодобывающей промышленности.
Таким образом, способ позволяет не только повысить безопасность горных работ на месторождениях, склонных к газодинамическим явлениям, но и повысить эффективность освоения таких месторождений путем использования потенциальной энергии газа и шахтной пыли в полезных целях.
Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям, позволит предотвратить взрывы газа и шахтной пыли, образующихся при добыче полезных ископаемых и проходке горных выработок современными высокопроизводительными комплексами, использовать эти газы и пыль для изготовления энергоемких брикетов и исключить выбросы в атмосферу упомянутых вредных веществ.
Claims (1)
- Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям, предусматривающий сбор и отвод вредных продуктов разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород из мест их образования и присутствия горнорабочих, отличающийся тем, что в забое производят отделение потоков газа от взрывоопасной пыли, подготавливают изолированную выработку, изолируя ее от выработанного пространства забоя перемычкой с люк-лазом и выпуклой ударостойкой заслонкой, сопло всасывающего газопровода крепят на кровле у забоя выработки, а сопло пылепровода устанавливают в нижней части выработанного пространства на его почве, вентиляторы местного проветривания включают на отсос от забоя, на всасывание в изолированную выработку, где, смешивая потоки газа с шахтной пылью, изготавливают газонасыщенные пылегазоугольные брикеты, при этом, перемешивая продукты разрушения полезного ископаемого и вмещающих пород, уплотняя их давлением, прочность полученных брикетов повышают добавлением вяжущих веществ, например нефтебитумов, а полученную смесь выдавливают через калибровочные отверстия в контейнер-брикетосборник, затем брикеты сушат и герметизируют.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110450A RU2620687C1 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110450A RU2620687C1 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620687C1 true RU2620687C1 (ru) | 2017-05-29 |
Family
ID=59031837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016110450A RU2620687C1 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620687C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107842366A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-03-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种掘进工作面中的防尘掘进系统 |
CN109899111A (zh) * | 2017-12-11 | 2019-06-18 | 南京梅山冶金发展有限公司 | 一种地下矿山溜井防尘密闭的方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU688645A1 (ru) * | 1978-05-22 | 1979-09-30 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Устройство дл отвода взрывоопасной газовой смеси |
SU855231A1 (ru) * | 1978-04-25 | 1981-08-15 | За витель | Способ дегазации выемочного участка,разрабатывающего угольный пласт,склонный к самовозгоранию |
SU989101A1 (ru) * | 1981-08-21 | 1983-01-15 | Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе | Устройство дл обеспыливани вентил ционных потоков в горных выработках |
US5251458A (en) * | 1991-08-19 | 1993-10-12 | Tchernev Dimiter I | Process and apparatus for reducing the air cooling and water removal requirements of deep-level mines |
RU2373398C1 (ru) * | 2008-04-15 | 2009-11-20 | Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) | Способ дегазации и разупрочнения горных пород |
RU2388911C2 (ru) * | 2008-08-05 | 2010-05-10 | Валентин Витаутасович Сенкус | Комплексный способ разработки пластов опасных по газу и пыли, склонных к горным ударам и внезапным выбросам |
RU2531313C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2014-10-20 | Виктор Михайлович Павловец | Способ очистки газов от пыли |
-
2016
- 2016-03-22 RU RU2016110450A patent/RU2620687C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU855231A1 (ru) * | 1978-04-25 | 1981-08-15 | За витель | Способ дегазации выемочного участка,разрабатывающего угольный пласт,склонный к самовозгоранию |
SU688645A1 (ru) * | 1978-05-22 | 1979-09-30 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Устройство дл отвода взрывоопасной газовой смеси |
SU989101A1 (ru) * | 1981-08-21 | 1983-01-15 | Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе | Устройство дл обеспыливани вентил ционных потоков в горных выработках |
US5251458A (en) * | 1991-08-19 | 1993-10-12 | Tchernev Dimiter I | Process and apparatus for reducing the air cooling and water removal requirements of deep-level mines |
RU2373398C1 (ru) * | 2008-04-15 | 2009-11-20 | Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) | Способ дегазации и разупрочнения горных пород |
RU2388911C2 (ru) * | 2008-08-05 | 2010-05-10 | Валентин Витаутасович Сенкус | Комплексный способ разработки пластов опасных по газу и пыли, склонных к горным ударам и внезапным выбросам |
RU2531313C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2014-10-20 | Виктор Михайлович Павловец | Способ очистки газов от пыли |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107842366A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-03-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种掘进工作面中的防尘掘进系统 |
CN109899111A (zh) * | 2017-12-11 | 2019-06-18 | 南京梅山冶金发展有限公司 | 一种地下矿山溜井防尘密闭的方法 |
CN109899111B (zh) * | 2017-12-11 | 2021-03-12 | 南京梅山冶金发展有限公司 | 一种地下矿山溜井防尘密闭的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Brodny et al. | Analysis of methane emission into the atmosphere as a result of mining activity | |
Kong et al. | A sequential approach to control gas for the extraction of multi-gassy coal seams from traditional gas well drainage to mining-induced stress relief | |
Karacan et al. | Coal mine methane: a review of capture and utilization practices with benefits to mining safety and to greenhouse gas reduction | |
AU2015377024B2 (en) | Complete non-coal-pillar continuous depressurized mining method for short-distance coal seam group | |
CN104234739B (zh) | 一种钻孔内瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 | |
Brune | The methane-air explosion hazard within coal mine gobs | |
Pivnyak et al. | New developments in mining engineering 2015: Theoretical and practical solutions of mineral resources mining | |
CN103334790A (zh) | 基于高压气体爆破的煤层顶板超前预裂方法 | |
RU2620687C1 (ru) | Способ отработки месторождений полезных ископаемых, опасных по газо- и геодинамическим явлениям | |
Wang et al. | Practice and prospects of fully mechanized mining technology for thin coal seams in China | |
Saki et al. | CFD study of the effect of face ventilation on CH4 in returns and explosive gas zones in progressively sealed longwall gobs | |
CN102102536A (zh) | 一种利用废弃巷道贮存瓦斯的方法 | |
Klimov | Geomechanical feasibility of underground coal mining technology using control systems of electro-hydraulic shield supports for longwall mining | |
RU2310073C1 (ru) | Безопасная угольная шахта золотарева для отработки газоносных пожароопасных пластов | |
Bulat et al. | Development of classification procedure for gas-dynamic events in coal mines | |
CN107387164A (zh) | 一种无煤柱开采巷帮密闭装置及其施工方法 | |
CN104612747B (zh) | 一种高瓦斯采场坚硬顶板垮冒致燃瓦斯的防治方法 | |
RU2616954C2 (ru) | Система вентиляции угольной шахты и устройство для извлечения метана из рудничного воздуха (варианты) | |
Fryanov et al. | Prospects for application of robotic mechano-hydraulical excavation of gas-bearing coal layers at great depths | |
CN105507902A (zh) | 煤岩同采工作面分级开采方法 | |
Mahdevari | Coal mine methane: Control, utilization, and abatement | |
RU2439485C2 (ru) | Способ ведения взрывных работ в шахтах, опасных по нефтегазоносности (варианты) | |
RU2513731C1 (ru) | Способ пылеподавления при взрывных работах на карьерах | |
Shirjaev | Assessment of Effectiveness of Methods and Techniques for Degassing Methane-containing Coal Seams | |
Gavrilov et al. | Influence of hydrodynamic impact on degassing of steep coal seam at the top of the overhead longwall |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190323 |