RU2700142C1 - Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя - Google Patents
Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700142C1 RU2700142C1 RU2018142020A RU2018142020A RU2700142C1 RU 2700142 C1 RU2700142 C1 RU 2700142C1 RU 2018142020 A RU2018142020 A RU 2018142020A RU 2018142020 A RU2018142020 A RU 2018142020A RU 2700142 C1 RU2700142 C1 RU 2700142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lava
- mined
- space
- air
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005065 mining Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 24
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK 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
- E21F5/08—Rock dusting of mines; Depositing other protective substances
- E21F5/12—Composition of rock dust
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя. Техническим результатом является прогноз потенциальной взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя. Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя включает измерение расхода воздуха, концентрацию газов гибридной смеси и температуру их воспламенения. По длине лавы выделяют пункты определения газодинамических параметров с интервалом размещения. Интервал размещения кратен минутной скорости подвигания очистного комбайна по отбойке угля. Измеряют расход воздуха, протекающего по лаве в проходах между секциями крепи. По разности потоков воздуха на поступающей и исходящей струях определяют утечки воздуха из лавы в выработанное пространство. По объему утекающего из лавы воздуха и показателю опасности гибридной смеси устанавливают потенциальную взрывоопасность выработанного пространства. Показатель опасности гибридной смеси представляет собой произведение содержания наиболее опасной компоненты в газовой пробе на энергию связи этой компоненты.
Description
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано при очистной отработке опасных по газу и пыли угольных пластов очистными забоями.
Изобретение направлено на прогноз потенциальной взрывоопасности выработанного пространства лавы с учетом состава гибридной смеси (метана, водорода, сероводорода, тонкодисперсной угольной и пиритной пыли), способной взрываться в смеси с кислородом воздуха или в смеси с воздухом, метаном и другими газами. Цель достигается путем измерения компонентов гибридной смеси, расхода и запыленности воздуха, утекающего из призабойного пространства лавы в выработанное пространство действующего очистного забоя.
Известен способ определения аэрологических параметров призабойного пространства действующей лавы, включающий проведение газопылевых съемок в призабойном пространстве очистного забоя и утечек воздуха из лавы в выработанное пространство (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Макеевка-Донбасс, 1989. - 319 с; стр. 39, 61-64, 108, 129, 156).
Недостатком способа является невозможность определения газовых компонентов, составляющих гибридную смесь, и запыленности воздуха, утекающего из призабойного пространства лавы в выработанное пространство.
Известен другой способ определения аэрогазодинамических параметров лавы и запыленности горных выработок, включающий измерение расхода воздуха и его запыленности путем проведения газопылевоздушных съемок при участковом комплексе обеспылевающих мероприятий с целью выбора средств по снижению запыленности рудничного воздуха до нормативной величины (Рубан А.Д. Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов. ИПКОН РАН. - М.: Наука, 2007. - 279 с; стр. 51).
К недостаткам этого способа можно отнести отсутствие операций по определению компонентов, составляющих газовую гибридную смесь, и запыленности воздуха, утекающего из призабойного пространства лавы в выработанное пространство.
Наиболее близким по технической сути и по достигаемому результату является техническое решение, изложенное в патенте RU №2536544 С1, на способ прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и рудниках, включающий измерение расхода воздуха, объемов и концентрации газов гибридной смеси.
И этому способу присущи недостатки, заключающиеся в том, что 1) область его применения ограничена временным периодом снижения расхода воздуха и, следовательно, ростом концентрации газов и 2) исключено его использование для прогноза взрыве-опасности выработанного пространства во время нормального режима работы очистного забоя по добыче угля.
Цель изобретения - прогноз потенциальной взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя путем измерения аэрогазодинамических параметров призабойного пространства действующей лавы с учетом минутной скорости подвигания очистного комбайна по отбойке угля, геометрических параметров призабойного пространства лавы, расхода воздуха и его компонентов, утечек воздуха в выработанное пространство.
Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя, включающем измерение расхода воздуха, концентрации газов гибридной смеси и температуры их воспламенения, по длине лавы выделяют пункты измерения газодинамических параметров лавы с интервалом их размещения кратным минутной скорости подвигания очистного комбайна по отбойке угля, в полосе очистного забоя, примыкающей к выработанному пространству, измеряют расходы воздуха, протекающего по лаве в проходах между секциями (стойками) крепи, по разности потоков воздуха в выделенной полосе на поступающей и исходящей струях определяют утечки воздуха из призабойного пространства лавы в выработанное пространство, по объему утекающего из лавы воздуха и показателю опасности гибридной газовой составляющей устанавливают потенциальную взрывоопасность выработанного пространства.
Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя осуществляют следующим образом.
На подготовленном к отработке участке угольного пласта, оборудованном с заданными параметрами механизированным комплексом (КМЗ), измеряют геометрические размеры крепи для прохода воздуха, включая высоту и ширину проходов для комбайна (проход 1), горнорабочих (проход 2) и полосы, примыкающей к выработанному пространству (проход 3). Определяют сечение в свету упомянутых проходов, скорость потока воздуха в них, расходы воздуха, протекающего в поперечном сечении выделенных проходов очистного забоя. Постоянными сечениями являются сечения на поступающей в лаву струе воздуха и на исходящей из нее. В основной части длины очистного забоя выделяют обычно 4-5 пунктов, в сечениях которых измеряют газодинамические параметры лавы (сечение в свету, скорость воздуха, концентрации газов, составляющих гибридную смесь, содержание в воздухе общей и тонкодисперсной угольной и пиритной пыли). Отбирают в герметичные сосуды заданного объема пробы воздуха в каждом проходе и проводят газовый анализ его состава в лабораторных условиях (концентрации и содержание компонентов гибридной смеси). При этом пункты измерения газодинамических параметров лавы размещают с интервалом, кратным минутной скорости подвигания комбайна по отбойке угля.
Измеренные показатели в проходах и в целом в поперечных сечениях лавы сопоставляют между собой и определяют долю их в сечении прохода вблизи выработанного пространства, в том числе и и по длине лавы.
Концентрации газов, составляющих газовую гибридную смесь, определяют на высокочувствительных лабораторных установках. По концентрации газов, содержащихся в гибридных смесях, устанавливают компоненты смеси и удельное их содержание в отобранной пробе, принимая газовую смесь в сечении лавы за 100%. При этом учитывают величину энергии связи компонентов (кДж/моль), равной для метана 420, сероводорода - 363, водорода - 433, сероводорода - 538, окиси углерода - 1076. Выделяют по температуре воспламенения наиболее опасную компоненту гибридной смеси с учетом того, что температура воспламенения метана равна 650-750°С, его период индукции - 2 мс, пределы взрывоопасных концентраций - 5,3…14% по объему. Угольная пыль воспламеняется при 575-850°С, ее период индукции - 40-120 мс, взрывоопасность по массе - 5…300 г/м3.
Определяют показатель взрывоопасности как произведение содержания наиболее опасной компоненты (в газовых угольных шахтах это метан) в отобранной пробе на ее энергию связи (кДж/моль). Эта величина является показателем опасности гибридной смеси.
По объему утекающего из лавы воздуха в выработанное пространство и показателю опасности компоненты гибридной смеси устанавливают потенциальную взрывоопасность выработанного пространства очистного забоя. За критерий принимают, как правило, показатель наиболее опасной газовой компоненты гибридной смеси.
Количество тонкодисперсной угольной и/или пиритной пыли в воздухе, утекающем из забоя лавы в выработанное пространство, усиливает последствие аварии, если она имела место. Измеренные объемы этой пыли в примыкающем к выработанному пространству проходу для воздуха (проход 3) суммируют и умножают на время работы комбайна в минутах в течение суток по отбойке (разрушению) угля в лаве.
Применительно к негазовым шахтам полученную величину (объем пыли) от такого произведения и по расходу воздуха, утекающего из лавы в выработанное пространство, определяют количество пыли, поступившей в течение суток в выработанное пространство очистного забоя. При этом учитывают суточное подвигание лавы, площадь обнажения почвы пласта и определяют удельное пылеотложение в выработанном пространстве лавы. Витающую (тонкодисперсную) в воздухе пыль, которая в первую очередь может взорваться в негазовой шахте, устанавливают с учетом ее доли в отобранных пылевых пробах.
Внедрение способа прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя позволит оценить фактическую газопылевую ситуацию на выемочном участке и рекомендовать эффективные технологические решения по предотвращению условий для формирования взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя.
Claims (1)
- Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя, включающий измерение расхода воздуха, концентрации газов гибридной смеси и температуру их воспламенения, отличающийся тем, что по длине лавы выделяют пункты измерения газодинамических параметров лавы с интервалом их размещения, кратным минутной скорости подвигания очистного комбайна по отбойке угля, в полосе очистного забоя, примыкающей к выработанному пространству, измеряют расход воздуха, протекающего по лаве в проходах между секциями крепи, по разности потоков воздуха в выделенной полосе на поступающей и исходящей струях определяют утечки воздуха из призабойного пространства лавы в выработанное пространство, по объему утекающего из лавы воздуха и показателю опасности гибридной смеси, представляющему собой произведение содержания наиболее опасной компоненты в газовой пробе на энергию связи этой компоненты, устанавливают потенциальную взрывоопасность выработанного пространства.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142020A RU2700142C1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142020A RU2700142C1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700142C1 true RU2700142C1 (ru) | 2019-09-12 |
Family
ID=67989576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018142020A RU2700142C1 (ru) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700142C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114295675A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 中南大学 | 一种用于硫化矿尘爆炸危险性评价的装置与方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1167355A1 (ru) * | 1983-11-25 | 1985-07-15 | Институт Геотехнической Механики Ан Усср | Способ определени скорости газа в газоугольном потоке выброса |
| SU1479677A1 (ru) * | 1987-08-18 | 1989-05-15 | Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР | Способ прогноза выбросоопасных зон угольных пластов |
| UA45805A (uk) * | 2001-07-10 | 2002-04-15 | Державний Макіївський Науково-Дослідний Інститут По Безпеці Робіт В Гірничій Промисловості | Спосіб прогнозу викидонебезпечності |
| CN102979579A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-20 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 实时分析煤与瓦斯突出危险性的方法 |
| RU2528807C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах |
| RU2536544C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и рудниках |
| CN104832157A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-12 | 开滦(集团)有限责任公司技术中心 | 基于煤层钻孔气体参数检测的突出预测预报装置 |
| CN204627584U (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-09 | 开滦(集团)有限责任公司技术中心 | 基于煤层钻孔气体参数检测的突出预测预报装置 |
-
2018
- 2018-11-29 RU RU2018142020A patent/RU2700142C1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1167355A1 (ru) * | 1983-11-25 | 1985-07-15 | Институт Геотехнической Механики Ан Усср | Способ определени скорости газа в газоугольном потоке выброса |
| SU1479677A1 (ru) * | 1987-08-18 | 1989-05-15 | Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР | Способ прогноза выбросоопасных зон угольных пластов |
| UA45805A (uk) * | 2001-07-10 | 2002-04-15 | Державний Макіївський Науково-Дослідний Інститут По Безпеці Робіт В Гірничій Промисловості | Спосіб прогнозу викидонебезпечності |
| CN102979579A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-20 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 实时分析煤与瓦斯突出危险性的方法 |
| RU2528807C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах |
| RU2536544C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и рудниках |
| CN104832157A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-12 | 开滦(集团)有限责任公司技术中心 | 基于煤层钻孔气体参数检测的突出预测预报装置 |
| CN204627584U (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-09 | 开滦(集团)有限责任公司技术中心 | 基于煤层钻孔气体参数检测的突出预测预报装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114295675A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 中南大学 | 一种用于硫化矿尘爆炸危险性评价的装置与方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wasilewski | Influence of barometric pressure changes on ventilation conditions in deep mines | |
| RU2700142C1 (ru) | Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя | |
| Ray et al. | Assessing the status of sealed fire in underground coal mines | |
| Portola et al. | Detection and location of places of spontaneous combustion of coal in mines due to gas anomalies on the earth’s surface | |
| RU2528807C1 (ru) | Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах | |
| Gamiy et al. | Identifying sources of coal spontaneous heating in mine workings using aerogas control automatic systems | |
| RU2536544C1 (ru) | Способ прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и рудниках | |
| RU2543238C2 (ru) | Способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах | |
| PL235596B1 (pl) | Sposób oceny zagrożenia i przewidywania wyrzutów gazów i skał w przestrzeni geologicznej | |
| Yuan et al. | CFD modelling of sampling locations for early detection of spontaneous combustion in long–wall gob areas | |
| RU2533482C1 (ru) | Способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля | |
| RU2684257C1 (ru) | Способ прогноза запыленности выработанного пространства | |
| RU2340776C1 (ru) | Способ прогноза эндогенной пожароопасности при подземной разработке пластов угля, склонных к самовозгоранию | |
| RU2022125221A (ru) | Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя | |
| Olkhovskiy et al. | Study of gas hazard pattern in underground workings after blasting | |
| Rudniev et al. | Moisture as an indicator of the manifestation of hazardous properties of coal seams | |
| RU2741935C1 (ru) | Способ прогноза взрывоопасных серосодержащих веществ в угольном пласте | |
| PL225384B1 (pl) | Sposób i układ do wykrywania pożarów endogenicznych w górnictwie podziemnym węgla kamiennego | |
| Tutak | Application of Model-Based Tests for Analysing the Consequences of Mine Fires | |
| RU2811321C1 (ru) | Способ определения пористости горючей массы угля | |
| RU2751027C1 (ru) | Способ прогноза пирита в пласте угля | |
| SU1276830A1 (ru) | Способ контрол за ходом тушени пожара в угольных шахтах | |
| Landman | Ignition and initiation of coal mine explosions | |
| Brune et al. | Explosion prevention in United States coal mines | |
| SU1270363A1 (ru) | Способ обнаружени эндогенных пожаров в угольных шахтах |