SU926324A1

SU926324A1 - Method for preventing explosion of gas, dust and and air mixture in mining workings

Info

Publication number: SU926324A1
Application number: SU792887170A
Authority: SU
Inventors: Василий Иосифович Стикачев; Павел Андреевич Воронин; Александр Павлович Романенко
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1982-05-07

Description

(5) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВА ГАЗОПЫЛЕВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ(5) METHOD OF PREVENTION OF EXPLOSION OF A GAS-DUST-AIR MIXTURE IN MINING OPERATIONS

II

Изобретение относитс к горной промышленности и может быть использовано дл предотвращени взрыва ме- тано-воздушной и пьшевоздушной смесей и дл проведени исследований по изучению степени их флегматизации и инертизации.The invention relates to the mining industry and can be used to prevent an explosion of methane-air and air-to-air mixtures and to conduct studies to study the degree of their phlegmatization and inertization.

Известен способ создани вод ной завесы дл предотвращени взрыва метана и угольной пыли посредством взрывного распылени воды из полиэтиленовых сосудов емкостью 20-25 и tO-50 л, размещенных определенным образом в призабойном участке выработки С 1 3.There is a known method of creating a water curtain to prevent the explosion of methane and coal dust by explosive spraying of water from polyethylene vessels with a capacity of 20-25 and tO-50 liters, placed in a certain way in the bottom-hole section of C 1 3.

Недостатком такого способа влйетс ограниченное врем защитного действи предохранительной завесы, которое не превышает 1 ,.О с,, в то врем , как взрывоопасна среда и источник ее воспламенени могут существовать в течение нескольких минут.The disadvantage of this method is the limited time of the protective action of the safety curtain, which does not exceed 1. O, while the explosive environment and its source of ignition may exist for several minutes.

Известен также способ предотвращени взрыва газопылевоздушной смеси в горных выработках, включающий подачу в призабойное пространство горной выработки по подающим трубопроводам воды и сжатого воздуха и создание в призабойном поостоанстве водовоздушной завесы путем распьшени воды потоком сжатого воздуха через пневматические эжекторы 2.There is also known a method of preventing an explosion of a gas-dust-air mixture in mine workings, which includes supplying water and compressed air to the bottom hole space of a mine workings through the supply pipelines and creating a water-air curtain in the bottom hole position by dispensing water with a stream of compressed air through pneumatic ejectors 2.

Недостатками известного способа вл ютс значительна насыщенность водой завесы дл взрывозащиты и неравномерность ее распределени по поперечному сечению выработки. Наибольша плотность достигаетс в сечении выработки, ограниченной шахтной крепью.В то же врем за крепью, в пустотах куполах и опережающих полост х , примыкаюи их к выработке, т.е. в зонах наиболее опасных по скоплению метана и пыли, плотность-завесы значительно ниже.The disadvantages of this method are the considerable water saturation of the veil for explosion protection and the unevenness of its distribution over the cross-section of generation. The greatest density is achieved in the cross section of the excavation bounded by the shaft support. At the same time, behind the support, in the voids of the domes and leading cavities, they adjoin the excavation, i.e. in the areas most dangerous in the accumulation of methane and dust, the density of the curtain is much lower.

Эта плотность зависит от степени проникновени аэрозол воды в указанные участки выработки, котора , вThis density depends on the degree of penetration of the aerosol of water into the indicated production areas, which, in

вою очередь, зависит от ее дисперснести . Наиболее равномерна плотность завесы по сечению выработки достигатс при образовании тумана, однако, как показывают проведенные исследо- g вани , плотность такой завесы недостаточна дл флегматизации взрывоопасной метанопылевоздушной смеси.Howl turn depends on its dispersion. The most uniform density of the curtain over the cross-section of generation is achieved with the formation of mist, however, as studies show, the density of such a curtain is insufficient to phlegmatize an explosive methane – dust – dust mixture.

Снижение флегматизирующего действи водовоздушной завесы на атмосферу горной в,ыработки в процессе ее создани может происходить также из-за йарушени определенно заданного соотношени расхода воды и сжатого воздуха , вследствие колебаний давлени |5 воды в водопроводе, изменени ее физико-химических свойств, засорени распылителей и др.The phlegmatizing effect of the water-air curtain on the mountain atmosphere can also be reduced by creating a definite ratio of water and compressed air due to pressure fluctuations in the water supply, changing its physicochemical properties, clogging nebulizers and others

Нарушение определённого заданного соотношени расхода воды и сжатого/ 20 воздуха может привести к снижению предохранительных свойств водовоздушной завесы и к воспламенению взрывоопасной среды. Особенно опасны в этом отношении участки выработки, 25 наход щиес вне зоны действи факела распыливаемой жидкости,например пустоты за крепью и опережающие полости, в которых водность завесы вследствие трудности проникновени в них аэро- зо зол воды может быть недостаточна дл предотвращени воспламенени пылеГа зо вой среды.Violation of a certain predetermined ratio of water consumption and compressed / 20 air can lead to a decrease in the safety properties of the air-water curtain and to the ignition of an explosive atmosphere. Particularly dangerous in this respect are areas of production 25 that are outside the sprayed liquid spray area, for example, lulls behind the lining and leading cavities in which the water content of the curtain, due to the difficulty of penetration of aerozol water into them, may not be enough to prevent ignition of the dusty environment .

Целью изобретени вл етс повышение эффективности, предотвращени jj взрыва газопылевоздушной,смеси в особо опасных по газу и пыли горизонталь ных и восстающих горныхвыработках путем флегматизации атмосферы горной выработки за счет создани невзры- о воопасной концентрации компонентов газопылевоздушной рмеси.The aim of the invention is to increase the efficiency, prevent jj explosion of a gas-dust air mixture in highly hazardous gas and dust horizontal and rising mining by phlegmatizing the atmosphere of a mine working by creating a dangerous concentration of gas-air and air mixture components.

Поставленна цель достигаетс тем,. , что предварительно перед распылением воды поток сжатого воздуха пропускают через последовательно установленные между выходным торцом подающего сжатый воздух трубопровода и пневмати мёскими эжекторами емкости, заполненные поглотителем кислорода дли сни- жени концентрации кислорода в потоке сжатого воздуха до взрывобезопасного предела, а водовоздушную завесу с пониженным содержанием кислорода создают путем подачи в пневматичес- S$ кие эжекторы воды и сх атого воздуха под давлением 3 Н/мс расходом воды и сжатого воздуха соответственноThe goal is achieved by that, before spraying water, a stream of compressed air is passed through successively installed between the output end of the compressed air supply pipe and pneumatics ejectors filled with an oxygen absorber to reduce the oxygen concentration in the compressed air flow to the explosion-proof limit, and the air curtain with a reduced oxygen content They create by supplying to the pneumatic S ekjectors of water and air at a pressure of 3 N / ms with the flow of water and compressed air corresponding to venous

0,025 и 0,0016 кг/с на 1 м2 сечени горной выработки с соотношением расходов воды и сжатого воздуха соответственно в пределах от 8:1 до 25:1, при этом в качестве поглотител кислорода используют 5 10%-ный щелочной раствор триацетата 1, ,2, -триоксибензола CijHijOg , который готов т в следующем весовом соотношении компонентов - вода: гидрат окиси кали :триацетат 1,2,-триоксибензола как 3:1:10.025 and 0.0016 kg / s per 1 m2 of mine working section with a ratio of water and compressed air flow rates, respectively, in the range from 8: 1 to 25: 1, while 5-10% alkaline solution of triacetate 1 is used as oxygen scavenger, , 2, -trioxybenzene CijHijOg, which is prepared in the following weight ratio of components - water: potassium hydroxide: triacetate 1,2, -trioxybenzene as 3: 1: 1

На чертеже представлена обща технологическа схема осуществлени способа .The drawing shows a general flow chart of the method.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Концентрацию свободного кислорода в водовоздушной завесе снижают до взрывобезопасного предела, например до 6% путем пропуска распыливающего воду сжатого воздуха через поглотитель кислорода, например щелочный раствор триацетата 1,2, триоксибензола пирогаллола А), при этом расход воды и сжатого воздуха дл достижени снижени концентрации свободного кислорода в завесе до 16 должен быть соответственно равным 0,025 и 0,0016 .The concentration of free oxygen in the water-air curtain is reduced to an explosion-proof limit, for example up to 6% by passing compressed air spraying water through an oxygen absorber, for example an alkaline solution of triacetate 1,2, trioxybenzene pyrogallol A), while reducing the concentration of free air oxygen in the air curtain up to 16 should be 0.025 and 0.0016, respectively.

Снижение концентрации кислорода до 1б выбирают исход из безопасного уровн дл работающих. В специальных услови х, где это необходимо возможно дальнейшее снижение кислорода до 1 4-13%. Такое снижение может быть достигнуто временем работы установки, которое составл ет 180210 с.A decrease in the oxygen concentration to 1b is selected on the basis of a safe level for workers. In special conditions, where it is necessary, a further decrease in oxygen to 1 4-13% is possible. Such a reduction can be achieved by the operating time of the installation, which is 180,210 seconds.

При такой концентрации кислорода расход воды на создание вод ной завесы снижаетс до 0,01 кг/м Однако такое снижение расхода воды нецелесообразно , поскольку назначение водовоздушной завесы сост.оит не только в предотвращении взрыва пылегазовых смесей но также и в подавлении образующейс : при производстве взрывных работ угольно-породной пыли.With such an oxygen concentration, the water consumption for creating a water curtain is reduced to 0.01 kg / m. However, this reduction in water consumption is impractical, since the purpose of the water-air curtain is not only to prevent dust-gas mixtures from exploding, but also to suppress coal-dust works.

Приготовление 10 -ного поглотительного раствора пирогаллола А (триацетата 1,2, -триоксибензола .б) . производ т следующим образом.Preparation of a 10% absorption solution of pyrogallol A (1,2, -trioxybenzene triacetate .b). produced as follows.

8 емкости вливают воду, в которой раствор ют гидрат окиси кали . Затем в приготовленном щелочном растворе раствор ют порошок пирогаллола А. Причем воду, гидрат окиси кали и пиригаллола А берут по весу в соотношении , равном соответственно 3:1:1.8 tanks pour water in which potassium hydroxide is dissolved. Then, pyrogallol A powder is dissolved in the prepared alkaline solution. Moreover, water, potassium hydroxide and pyrigallol A are taken by weight in a ratio equal to 3: 1: 1, respectively.

При этом на снижение 1 кислорода в 1 м сжатого воздуха требуетс 1,01 ,1 л поглотительного раствора. Количество емкостей с по|-лотителем кислорода и их емкость выбирают таким образом, чтобы исход щий из последней (по ходу движени емкости сжатый , воздух имел требуемую концентрацию кислорода.In this case, the reduction of 1 oxygen in 1 m of compressed air requires 1.01, 1 l of absorption solution. The number of tanks with an oxygen oxygen sink and their capacity is chosen so that the compressed air coming out of the latter (as the tank moves, the air has the required oxygen concentration.

8 качестве поглотительного раствора может быть использован также и 5%-ный щелочный раствор пирогаллола А, однако в этом случае количество ёмкостей должно быть увеличено вдвое с тем, чтобы истекаюижй из последней емкости сжатый воздух имел такую же концентрацию кислорода, 4to и при 10%-ном растворе. Естественно, что увеличение количества емкостей в шахтных услови х приводит к усложнению эксплуатации устройства в целом. В то же врем повышение концентрации пирогаллола А в растворе требует значительного увеличени расхода едкого кали , которое приводит к повышенной плотности раствора в целом и значительному сопротивлению движени сжатого воздуха.As an absorption solution, a 5% pyrogallol A alkaline solution can also be used, but in this case the number of tanks must be doubled so that the compressed air flowing out of the last tank has the same oxygen concentration, 4to and at 10% nom solution. Naturally, an increase in the number of tanks in mine conditions leads to the complication of the operation of the device as a whole. At the same time, increasing the concentration of pyrogallol A in the solution requires a significant increase in the consumption of caustic potash, which leads to an increased density of the solution as a whole and a significant resistance to the movement of compressed air.

Реакци соединени кислорода протекает следующим образом. The reaction of the oxygen compound proceeds as follows.

При соединении пирогаллола А с едким калием образуетс пирогалл т кали GS Нз (оЮзWhen pyrogallol A combines with caustic potassium, potassium pyrogall t GS Nz is formed (

С,2 И,2 Og + 6 КОН - 2Се Из (ОК)з +6 который затем соедин етс с кислородом сжатого воздухаC, 2 I, 2 Og + 6 KOH - 2Se Of (OK) s +6 which then combines with oxygen of compressed air.

2 СеН5(ОК)з+ 1/2 (ок)з-CgHaCOK ) + HjiO ,2 CeH5 (OK) s + 1/2 (ok) s-CgHaCOK) + HjiO,

Суммарна реакци сбединени кислорода с щелочным раствором пирогаллона А выгл дит следующим образом:The total reaction of combining oxygen with an alkaline solution of pyrogallon A is as follows:

Cii HfiOe + 6 КОН +1/20j CgH2,(OK)3-CgHa (OK),j-f7 .Cii HfiOe + 6 KOH + 1 / 20j CgH2, (OK) 3-CgHa (OK), j-f7.

Кроме пирогаллола А могут быть использованы и другие химические соединени , например обычный пирогалхюл ()или сульфит натри (MajSOi) однако первый нар ду с поглощением кислорода выдел ет окись углерода или обладает меньшей поглощающей способностью и требует определенной дополнительной технологии их очистки.In addition to pyrogallol A, other chemical compounds can be used, for example, ordinary pyrogalhule () or sodium sulfite (MajSOi), however, the first, along with oxygen absorption, emits carbon monoxide or has a lower absorption capacity and requires some additional purification technology.

В приэабойном участке в й-5 м от забо 1 выработки устанавливают пневматические распылители 2. Распылители 2 с помощью прорезиненных шлангов 3 соедин ют с водопроводом k и емкост ми 5, наполненными not-Pneumatic nozzles 2 are installed in the near-excavation area in the 5-5 m from the bottom of the mine. The nebulizers 2 are connected with the water supply system k and the tanks 5 filled with not-

лотител ми 6 кислорода. Емкости 5 в свою соединены последователно между собой и с магистралью 7 сжатого воздуха.Liters 6 oxygen. Capacities 5 in their own are connected sequentially among themselves and with the air line 7 of compressed air.

При открытии вентилей 8 на водопроводе k и магистрали 7 сжатого воздуха вода и сжатый воздух поступают в распылители 2. При этом сжатый воздух до поступлени в распылитель пропускают через поглотитель 6 кислорода , в результате чего содержание кислорода снижают до необходимого заданного уровн . Истекающий затем из распылител с большой скоростью сжатый воздух распиливает воду и транспортирует ее в призабойное пространство выработки образу предохранительную водовоздушную завесу с пониженным содержанием кийлорода .When the valves 8 on the water line k and the compressed air line 7 are opened, water and compressed air enter the dispensers 2. At the same time, compressed air is passed through oxygen absorber 6 before entering the dispenser, as a result of which the oxygen content is reduced to the required predetermined level. The compressed air flowing out of the nebulizer at high speed then cuts the water and transports it to the bottom-hole production space to form a safety air-water curtain with a reduced content of hydrogen content.

Интенсивность поглощени кислорода зависит от времени контактировйни воздушного потока с раствором поглотител кислорода. Опытным путем установлено, что дл пирогаллола А полное изъ тие из пропускаемого чере 10%-ный раствор сжатого воздуха достигают при общей высоте уровней раствора в емкост х равной 2,5-3,0 м и поперечном сеченми емкостей 0,03 0,35 м . Интенсивное смешение сжатого воздуха с раствором осуществл ют путем пропускани воздуха в нижнюю часть емкостей установкой в ней специальной трубки. Истекающий из трубки воздух под давлением проходит через раствор и поступает во вторую и последующие емкости.The intensity of the oxygen uptake depends on the time the air stream is in contact with the oxygen scavenger solution. It has been established experimentally that for pyrogallol A, a complete removal of a 10% compressed air solution from the passage through at a total height of solution levels in tanks equal to 2.5-3.0 m and cross-sectional tanks 0.03 0.35 m . Intensive mixing of compressed air with a solution is carried out by passing air into the lower part of the tanks by installing a special tube in it. Air flowing out of the tube under pressure passes through the solution and enters the second and subsequent tanks.

Водовоздушную завесу в забое выработки создают непосредственно перед производством взрывных работ. Врм существовани завесы, обеспечи- вающее снижение концентрации свободного кислорода до 16-17% в призабойной зоне выработки длиной 5,0 м и сечении 10 м должно быть не менее 120-90 с. Такое содержание кислорода в водовоздушной завесе достигают при удельных расходах сжатого воздуха и воды, соответственно равных 0,0016 и 0,025 кг/м с выработки при давлении (3-5) , т.е. соотношение воды и сжатого воздуха от 8:1 доWater-air curtain in the mine working out create immediately before the production of blasting. The time of the curtain's existence, which ensures a decrease in the concentration of free oxygen to 16–17% in the wellbore generation zone with a length of 5.0 m and a cross section of 10 m, must be at least 120–90 s. This oxygen content in the water-air curtain is achieved at specific consumption of compressed air and water, respectively, equal to 0.0016 and 0.025 kg / m s output at a pressure (3-5), i.e. water to compressed air ratio from 8: 1 to

25:1.25: 1.

Большее соотношение снижает дисперсность , а меньшее - водность завесы .A larger ratio reduces dispersion, and a smaller ratio reduces the water content of the curtain.

Снижение концентрации кислорода в водовоздушной завесе на 1, позThe decrease in the concentration of oxygen in the air curtain on 1, pos

Claims

Claim

A method of preventing explosion of a gas-dust-air mixture in mine workings, including supplying water and compressed air to the bottomhole space of the mine working through the supply pipelines and creating a water-air curtain in the bottom-hole space by spraying water with a stream of compressed air through pneumatic ejectors, I want you to. that, in order to increase the efficiency of preventing the explosion of a gas-dust mixture in horizontal and uprising mine workings, especially dangerous for gas and dust, by phlegmatizing the atmosphere of the mine working due to the creation of an non-explosive concentration of components of the gas-air curtain, a stream of compressed air is passed through water sequentially installed between the outlet end face before spraying water compressed air supply pipe and pneumatic ejectors containers filled with an oxygen scavenger for In order to reduce the oxygen concentration in the compressed air flow to an explosion-proof limit, a water-air curtain with a low oxygen content is created by supplying water and compressed air to pneumatic ejectors at a pressure of 3 · 10 ⁵ N / m ^g with a flow rate of water and compressed air of 0.025 and 0, respectively , 0016 kg / s per 1 m ² 2,4-trioxybenzene (Cig. Ηι;> Od), which is prepared in the following weight ratio of components - water: potassium oxide hydrate: 1,2,4-trioxybenzene triacetate as .3: 1: 1