SU1546668A1 - Способ предупреждения эндогенных пожаров при разработке крутых пластов щитовыми агрегатами - Google Patents

Description

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение эффективности профилактики эндогенных · пожаров за счет снижения воздухопроницаемости .и равномерного увлажнения обрушенного массива и атмосферы выра-

2

ботанного пространства путем подачи в него водяного аэрозоля. После монтажа щитового агрегата выработанное пространство (ВП) выше монтажной камеры засыпают породой и заполняют твердеющим составом - возводят изолирующую полосу. В изолирующей полосе оставляют два колодца, в которые вводят трубы для подачи в камеру аэрозоля. После отхода очистного забоя от монтажной камеры на 4-5 м параллельно вентиляционному гезенку возводят

изолирующую полосу из твердеющего материала. В процессе выемки ведут контроль влажности воздуха и обрушенного массива ВП. По истечении времени, равного времени инкубационного периода самовозгорания угля, в ВП подают аэрозоль с диаметром капель 30-50 мкм. Подачу аэрозоля осуществляют сверху вниз равномерно по ширине обрабатываемого столба в течение времени, определяемого аналитически в зависимости от условий выемки, свойств кровли и производительности генератора аэрозоля. Продолжительность обработки определяют по математической формуле. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в выработанных пространствах при разработке крутых пластов щитовыми агрегатами.

Цель изобретения - повышение эффективности профилактики'эндогенных

счет снижения воздухопрои равномерного увлажнения

пожаров за ницаемости обрушенного массива и атмосферы выработанного пространства путем подачи в него водяного аэрозоля.

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления способа,

3

1546668

4

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Для предотвращения утечек воздуха из лавы через выработанное пространство на вентиляционный штрек после монтажа щитового агрегата выработанное пространство выше монтажной камеры засыпают породой и заливают,например, твердеющей пеной, гипсом, фосфорипсом или другим твердеющим материалом. При возведении изолирующей полосы в ней оставляют два колодца, в которые вводят металлические трубы диаметром 0,6 м для подачи в монтажную камеру аэрозоля. К установленным трубам подсоединяют генераторы аэрозоля.

После отхода очистного забоя от монтажной камеры на 4-5 м изолирующую полосу из твердеющего.материала возводят параллельно вентиляционному гезенку. Для возведения полосы по мере подвигания очистного забоя на расстоянии 0,5-0,6 м‘от гезенка в выработанном пространстве устанавливают сплошной органный ряд.из деревянных стоек. В образовавшуюся между гезенком и органным рядом камеру подают твердеющий^ материал, Одновременно с возведением изолирующей полосы из вентиляционного гезенка в выработанное пространство вводят через 10 м замерные патрубки дна' метром 0,1 м для контроля влагосодержания воздуха и влажности обрушенного массива.

После отхода очистного забоя от монтажной камеры на расстояние,соответствующее времени, равному инкубационному периоду самовозгорания угля, рассчитанному в соответствии с известной инструкцией, в выработанное пространство подают аэрозоль с диаметром капель 30-50 мкм.

Аэрозоль такой дисперсности легко переносится конвективными потоками воздуха. Сформированный аэродисперсный поток движется сверху вниз, равномерно по всему объему увлажняет атмосферу и обрушенный массив угля и породы. Эффективная профилактическая обработка угля водяным аэрозолем обуславливает торможение окислительных процессов за счет увеличения продолжительности стадии выпаривания влаги из угля, снижения его сорбционной способности к кислороду воздуха, увеличения коэффициента теплопровод

10

15

20

25

30

ности и более быстрого рассеивания тепла в окружающую среду. Надежная герметизация выработанного пространства препятствует интенсивному влаговыносу и притоку кислорода к скоплениям угля.

Продолжительность подачи аэрозоля устанавливают исходя из увеличения влажности обрушенного массива в выработанном пространстве порядка 2% и рассчитывают по.формуле

35

40

45

50

55

^К _Р

?п

где ΐ - продолжительность подачи аэрозоля в выработанное пространство, мин;

• - коэффициент, учитывающий прирост влаги обрабатываемого аэрозолем обрушенного массива (принимают равным 0,02);
• - коэффициент разрыхления обрушенных пород (принимают для пород средней устойчивости при отсутствии мощных и прочных слоев равным 0,5);

-объем вынутого из отрабатываемого столба угля, м³;

• - плотность пород непосредственной кровли (например, для сланца алевролитового ^>_п = = 3050 Кг/м³);
• - производительность генератора аэрозоля, м³/мин;
• - плотность аэрозоля (определяют инструментально в трубопроводе), кг/м³.

Эксперименты показали, что при увлажнении углей Донбасса на 1,5-2% эффект торможения окислительных процессов наблюдается в течение 40-45 сут, а при относительной влажности окружающего воздуха, близкой к единице ( ψ = 0,96-1,0), этот эффект сохраняется неограниченное время, при этом скорость сорбций кислорода углем снижается в 4-5 раз и на этом уровне стабилизируется, обеспечивая окислительную дезактивацию угля. Объясняется это тем, что каменный уголь согласно принятой классификации является капиллярно-пористым телом, внутренняя поверхность микрокапилляров (^г кап <Ю~⁷ м) которого очень велика по сравнению с поверхностью макрокапипляров (г_квп 710'⁷м)„ Причем внутренняя поверхность микрокапилляров в зависимости от петрографического сос-

5

1546668

тава угля меняется от 40 до 200 м^г/г»,· а макрокапнлляров она не превышает 2,5-3,0 м^?/г.

Через сутки после профилактической обработки выработанного пространства аэрозолем определяют в каждом замерном патрубке влагосодержание воздуха в выработанном пространстве. Повторные замеры влагосодержания выработанного пространства производят через интервал, равный инкубационному периоду самовозгорания угля. Одновременно с замерами-влагосодержания воздуха отбирают в 20 м от очистного забоя (в предпоследнем по падению патрубке) пробу на влажность обрушенных пород. В случае обнаружения повышения влагосодержания воздуха хотя бы в одном из замерных патрубков по сравнению с предыдущими замерами осуществляют обработку выработанного пространства водяным аэрозолем, продолжительность подачи которого рассчитывают с учетом полученного прироста влажности отобранной пробы обрушенного массива.После доработки выемочного столба и демонтажа щитового агрегата демонтажлические патрубки 13с1 = 0,1 м для контроля влагосодержания атмосферы выработанного пространства, а также влажности обрушенного массива.

После обработки столба на всю высоту этажа и демонтажа щитового агрегата демонтажную камеру 14, показанную на отработанном и изолированном ед столбе 1, заполняли твердеющим материалом, что создало надежную герметизацию выработанного пространства и предотвратило вынос из него влаги,

Для расчета продолжительности обед работки выработанного пространства аэрозолем был определен объем вынутого угля, т.е, объем обрабатываемой зоны = 14740 м³. Приростом влаги обработанного аэрозолем обрушенного 20 массива задавались в количестве 2% (К = 0,02). Коэффициент разрыхления обрушенных вмещающих пород средней крепости был выбран по справочнику К_р = 0,5. Плотность пород непосред25 ственной кровли - сланца алевролитового принимаем р_п= 03050 кг/м³.Производительность генераторов аэрозоля составляет 100 м³/мин. Плотность аэную камеру заполняют твердеющим материалом, чем обеспечивают надежную герметизацию выработанного пространства отработанного столба и предотвращают влаговынос,

Пример. На выемочном участке была закончена отработка столба 1, в работе находился выемочный столб 2. Работы велись по пласту 1 . Мазур мощностью 1,8 м, угол наклона пласта _ 60°, наклонная высота разрабатываемого столба - 126 м. Выработанное прост-, ранство 3 отрабатываемого столба 2. было ограничено сверху вентиляционным штреком 4, снизу лавой 5, со стороны отработанного столба 1 углеспуск-’ ным гезенком 6, а со стороны целика - , вентиляционным гезенком 7,

После монтажа щитового агрегата в монтажной камере 8 выработанное пространство выше монтажной камеры 9 засыпали породой и заливали твердею- < щим материалом. Для обработки выработанного пространства аэрозолем на вентиляционном штреке установили два генератора 10 аэрозоля и по металлическим трубам 11ά = 0,6 м аэрозоль _е подавали в монтажную камеру 9. При возведении изолирующей полосы 12 со стороны вентиляционного гезенка устанавливали через 10 м замерные метал

розоля , создаваемая одновременной работой десятитуманообразователей типа ТЗ-1 с расходом воды 25 л/мин составляет 3,79 кг/м³.

Продолжительность подачи аэрозоля в выработанное пространство по приведенной формуле составила ~ 20 ч.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ предупреждения эндогенных пожаров при разработке крутых пластов щитовыми агрегатами, включающий герметизацию выработанного пространства вдоль вентиляционного и углеспускного гезенков и увлажнение обрушенного массива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности профилактики эндогенных пожаров за счет снижения воздухопроницаемости и равномерного увлажнения обрушенного массива и атмосферы выработанного пространства путем подачи в него водяного аэрозоля, выработанное пространство дополнительно герметизируют выше монтажной камеры щитового агрегата, при этом в процессе выемки угля в монтажную камеру подают аэрозоль и формируют направленный сверху вниз равномерный поток азровзвеси на ширину обрабатываемого столба,” а про7

   1546668

   8

   должительность обработки определяют из математического выражения

   " ₅

   где 6 - время подачи аэрозоли в выработанное пространство, мин; .

   К - коэффициент, учитывающий при- щ

   .рост влаги в массиве, отн.ед,;·

   К - коэффициент разрыхления обрушенных пород, зависящий от устойчивости кровли, отн.ед,;

   V - объем угля, вынутого из столба, м³;

   • - Плотность пород непосредственной кровли, кг/м³;
   • - производительность генератора аэрозоля, м³/мин;

   р_п — плотность аэрозоля кг/м .