SU1731962A1

SU1731962A1 - Method of preventing rock self-ignition

Info

Publication number: SU1731962A1
Application number: SU904801547A
Authority: SU
Inventors: Михаил Павлович Зборщик; Владимир Васильевич Осокин; Владимир Иосифович Кузяра; Александр Михайлович Рудь
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Использование: дл предотвращени самовозгорани твердых горючих ископаемых , пиритсодержащих руд и Отвальных пород . Сущность изобретени : горные породы вначале насыщают 1-3%-ными растворами или Са(НСОз)2+Са(ОН)2, после чего открытую поверхность горных пород омывают №2504,ИЛИ (NH4)2S04, ИЛИ N32C03, ИЛИ (NH 4)2СОз. Если на первой стадии горную породу обрабатывали раствором Са(НСОз)2+Са(ОН)2. дл смывани ее открытой поверхности на второй стадии можно также использовать (504)з.Use: to prevent spontaneous combustion of solid combustible minerals, pyrite-containing ores and waste rocks. The essence of the invention: the rocks are first saturated with 1-3% solutions or Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2, after which the open surface of the rocks is washed in No. 2504, OR (NH4) 2S04, OR N32C03, OR (NH 4 2SO3. If at the first stage the rock was treated with a solution of Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2. (504) can also be used to flush its open surface in the second stage.

Description

Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано дл предотвращени самовозгорани твердых горючих ископаемых , пиритсодержащих руд и отвальных пород.The invention relates to mining and can be used to prevent spontaneous combustion of solid combustible minerals, pyrite-containing ores and loose rocks.

Цель изобретени - повышение эффективности профилактики самовозгорани горных пород за счет образовани на их поверхности защитного сло антиоксидан- та.The purpose of the invention is to increase the effectiveness of the prevention of spontaneous combustion of rocks due to the formation on their surface of a protective layer of antioxidant.

Сущность способа состоит в том, что воздействуют на горные породы 1...3%-ны- ми растворами веществ-антагонистов в две стадии, при этом на первой стадии породу насыщают раствором CaCl2 или Са(НСОз)2+Са(ОН)2, а на второй - омывают ее открытую поверхность растворамиThe essence of the method is that they act on rocks with 1 ... 3% solutions of antagonistic substances in two stages, while in the first stage the rock is saturated with a solution of CaCl2 or Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 , and on the second - wash its open surface with solutions

N32304, ИЛИ (NH4)2S04, ИЛИ МЭ2СОз, ИЛИN32304, OR (NH4) 2S04, OR ME2COz, OR

(МН4)2СОз, или (504)з, причем последнее из указанных веществ используют при воздействии на горную породу на первой стадии раствором Са(НСОз)+Са(ОН)2.(МН4) 2СОз, or (504) з, the latter of which is used when the rock is treated in the first stage with a solution of Ca (HCO3) + Ca (OH) 2.

Защитный слой антиоксиданта создаетс последовательным воздействием на горнуюпородурастворами веществ-антагонистов, взаимодействующих между собой спонтанно на самой защи- щаемой поверхности с выделением сплошного твердого осадка, имеющего к ней адгезию. Образование защитного сло на поверхности горной породы при взаимодействии растворов веществ-антагонистов обусловлено протеканием химических реакций:The protective layer of the antioxidant is created by successive effects on the mountain surfaces of antagonist substances that interact spontaneously on the most protected surface with the release of a solid solid sediment adhering to it. The formation of a protective layer on the surface of the rock during the interaction of solutions of antagonistic substances is due to the occurrence of chemical reactions:

CaCl2+Na2S04+2H20-2NaCI + +CaS04-2H2Qj.;CaCl2 + Na2S04 + 2H20-2NaCI + + CaS04-2H2Qj .;

CaCl2+(NH4)2S04+2H20 2NH4CI+CaS04X Х2Н204CaCl2 + (NH4) 2S04 + 2H20 2NH4CI + CaS04X X2H204

СаС12+№2СОз 2№С1+СаСОз CaCI2+ (N H4) H4CI+CaC03J.CaC12 + No. 2CO3 2HC1 + CaCO3 CaCI2 + (N H4) H4CI + CaC03J.

ЗСа(НСОз)2+6Са(ОН)2+А12(504)з 2А1(ОН)з1+6СаСОз1+3(СаЗСм -2H20U ,ZSa (NSOz) 2 + 6Sa (OH) 2 + A12 (504) s 2A1 (OH) s1 + 6SaCOz1 + 3 (SaZSm -2H20U,

Образующийс таким образом на поверхности горной породы защитный слойThus formed on the surface of the rock protective layer

ЈJ

ч|h |

CJCJ

ю оyoo o

NDND

антиоксиданта исключает доступ к ней внешних агентов выветривани - влаги, растворенного кислорода и тионовых бактерий . Согласно стехиометрии приведенных уравнений реакций, при 1...3%-ной концентрации CaCfc, концентраци в воде других веществ, используемых на второй стадии обработки горной породы, должна быть: N32S04 - 1,3...3.8%; (NN4)2804 - 1.2...3.6; Ыа2СОз - 1,0...3.0%; (МНфСОз - 3,8...11,3% (учтен гидролиз в растворе) и при 1...3%-ной концентрации Са(НСОз)2+Са(ОН)аконцентраци An antioxidant prevents access to it by external weathering agents — moisture, dissolved oxygen, and thionic bacteria. According to the stoichiometry of the above reaction equations, at 1 ... 3% CaCfc concentration, the concentration in water of other substances used in the second stage of rock treatment should be: N32S04 - 1.3 ... 3.8%; (NN4) 2804 - 1.2 ... 3.6; Na2COz - 1.0 ... 3.0%; (MNFSO3 - 3.8 ... 11.3% (hydrolysis in solution is taken into account) and at 1 ... 3% concentration of Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) aconcentration

А12(504)з-0,5...174%. При коэффициенте пористости горной породы 0,2...0,3 и условии разбавлени растворов вдвое расход жидкости на 1 м3 ее составл ет 400...600 л (половина этого количества жидкости может тер тьс ). Расходы реагентов на тот же объем горной породы (с учетом потерь растворов ) согласно приведенным уравнени м реакций и полученным расчетом концентраци м их (при 3%-ной концентрации растворов , используемых на первой стадии): CaCl2A12 (504) s-0.5 ... 174%. With a rock porosity ratio of 0.2 ... 0.3 and the condition of doubling the solution, the fluid flow rate per m3 is 400 ... 600 l (half of this amount of liquid may be lost). The costs of reagents for the same volume of rock (taking into account the loss of solutions) according to the above reaction equations and the resulting calculation of their concentrations (at 3% concentration of solutions used in the first stage): CaCl2

-6..9кг, NaS047,6...11,4 кг, (МЩ)28О4 7 ,2...10,8 кТ, Na2COs - 6...Э кг, ( - 22,6...33,9 кг (учтен гидролиз в растворе), Са(НСОз)2+Са(ОН)2 - 6...9 кг, А12(804)з - 2,8...4,2 кг. Если избытки растворов проникают из обрабатываемого объема породы в среду, обработка которой также необходима , потребные расходы жидкости и реагентов на 1 м3 объема горной массы снижаютс вдвое. Толщина защитного сло антиоксиданта на поверхности горной породы 15...50 мкм.-6..9kg, NaS047.6 ... 11.4 kg, (MS) 28O4 7, 2 ... 10.8 kT, Na2COs - 6 ... E kg, (- 22.6 ... 33 , 9 kg (hydrolysis in a solution is taken into account), Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 - 6 ... 9 kg, A12 (804) h - 2.8 ... 4.2 kg. If excess solutions penetrate from the volume of rock being processed into the medium, which is also necessary to be treated, the required consumption of liquid and reagents per 1 m3 volume of the rock mass is reduced by half.The thickness of the protective layer of antioxidant on the surface of the rock is 15 ... 50 microns.

При комбайновой выемке угл его орошают 1...3%-ным раствором хлорида кальци CaCl2 в технической воде. Раствор приготавливают в вагонетке, расположенной вблизи очистного забо . С помощью насоса его подают по трубопроводу к оросительным форсункам выемочного комбайна . Отбитый от пласта уголь интенсивно орошают этим раствором до насыщени . Показателем насыщени угл раствором вл етс содержание в нем внешней влаги 3...5%, что устанавливают анализом. В одном из пунктов перегрузки увлаженного угл его повторно орошают - омываютWhen combining coal, it is irrigated with 1 ... 3% solution of calcium chloride CaCl2 in process water. The solution is prepared in a trolley located near the clearing site. With the help of a pump, it is fed through a pipeline to the irrigation nozzles of a excavation combine. The coal recovered from the formation is intensively irrigated with this solution until saturation. Indicator of carbon saturation with a solution is the content of external moisture in it 3 ... 5%, which is determined by analysis. In one of the wet coal reloading points it is re-irrigated - washed

открытую поверхность 1,3...3,98%-ным раствором сульфата натри N32S04. На открытой поверхности угл взаимодействуют растворы хлорида кальци и сульфата натри с выделением в течение 5...7 мин гипса CaS04 2H20, создающего защитный слой.open surface of 1.3 ... 3.98% solution of sodium sulfate N32S04. On the open surface of the coal, solutions of calcium chloride and sodium sulfate interact with the release of CaS04 2H20 gypsum for 5 ... 7 minutes creating a protective layer.

В призабойную часть пласта угл , склонного к газодинамическим про влени м и самовозгоранию, нагнетают 1-3%-ныйIn the bottomhole part of the coal seam, which is prone to gas-dynamic manifestations and spontaneous combustion, 1-3% is injected

раствор бикарбоната кальци Са(НСОз)2 в технической воде. Этот раствор приготавливают на поверхности шахты пропусканием углекислого газа через известковую суспензию Са(ОН)2+2С02 Са(НСОз)2. Воду, содержащую Са(НСОз)2 и Са(ОН)2, нагнетают через шпуры в призабойную часть пласта высоконапорным насосом до полного увлажнени , при котором в угле содержитс 3-5%. Влажность угл в массиве определ ют путем анализа штыба, образующегос при бурении контрольного шпура Затем этим же насосом через те же шпуры нагнетают в призабойную часть предварительно увлажненного пласта 0,5...1;4%-ный раствор сульфата алюмини А12(504)з. Вследствие взаимодействи указанных веществ на поверхности угл образуетс защитный слой антиоксиданта, состо щий из гипса, карбоната кальци и гидроксида алюмини .Calcium bicarbonate Ca (HCO3) 2 solution in process water. This solution is prepared on the surface of the mine by passing carbon dioxide through a lime suspension of Ca (OH) 2 + 2C02 Ca (HCO3) 2. Water containing Ca (HCO3) 2 and Ca (OH) 2 is pumped through the holes in the bottom-hole part of the formation with a high-pressure pump until fully moistened, which contains 3-5% in the coal. The moisture content of the coal in the array is determined by analyzing the shtab formed during the drilling of the control hole. Then the same pump is pumped through the same holes into the bottom-hole part of the pre-moistened formation of 0.5 ... 1; 4% aluminum sulfate A12 (504) g . As a result of the interaction of these substances, a protective antioxidant layer is formed on the surface of the coal, consisting of gypsum, calcium carbonate and aluminum hydroxide.

Claims

Claim Method for Preventing Spontaneous Ignition of Rocks, Including Exposure of 1-3% CaCl2 Solution or

Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2, characterized in that, in order to increase the effectiveness of prevention of spontaneous combustion due to the formation on the rock surface of a protective layer of antioxidant, the effect

for rock, the solutions are carried out in two stages; in the first stage, the rock is saturated with a solution of CaCl2 or Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2, and the second stage is washed around its open surface with solutions

N32S04, or (NH4) 2 $ 04 or Na2COz, or (, or A12 (504) h., The latter of which is used when the rock is treated in the first stage with a solution of Ca (HCO3) g + Ca (OH) 2.