Спосіб одержання складу для профілактики самозаймання горючих корисних копалин

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и направлено на повышение пожарной безопасности горных работ. Известен способ предотвращения самовозгорания сыпучих материалов, в котором этот материал обрабатывают химреагентом красталлогидратами карбоната натрия формулы (А.с. СССР №1521884, кл. E21F5/06, заявл. 1989). Использование данного химреагента ограничено весьма узким интервалом температур: от 32°C (выделение связанной воды) до 200°C (разложение с выделением Известен способ получения состава для профилактики и тушения эндогенных пожаров, включающий измельчение доломитсодержащей породы и перемешивание ее с портландцементом и водой (А.с. СССР №1275095, кл. E21F5/02, заявл. 1985, прототип). Однако, составы, полученные известным способом, недостаточно эффективны в связи с тем, что их полезное действие также ограничено весьма узким интервалом температур диапазоном 400 - 600°C, в пределах которого происходит снижение теплонакопления в смеси в результате эндотермического эффекта при термической диссоциации доломитсодержащей породы, а также образования Предложенное изобретение решает задачу повышения эффективности профилактики самовозгорания. Поставленная задача решается тем, что в способе получения состава для профилактики самовозгорания горючих полезных ископаемых, включающем измельчение и смешение карбонатов натрия и магния с термически неустойчивыми минералами, в качестве неустойчивых минералов используют мирабилит, эпсомит, маллардит, бишофит и сакхит, которые разлагаются или плавятся в интервале температур 32,4 - 884°C. Именно широкий интервал используемых температур делает предложенный состав универсальным. Составы, полученные этим способом, в зависимости от природы и склонности к самовозгоранию конкретного полезного ископаемого могут компоноваться таким образом, чтобы критической температуре его самовозгорания отвечало максимальное содержание минерала с аналогичной температурой разложения или плавления. Широкий интервал температур как бы "страхует" полезное ископаемое от повторных самовозгораний. Например, если использовать только способ (А.с. 1521884, кл. E21F5/06), то профилактические ресурсы исчерпываются при температуре 200°C. Поэтому при повторном повышении температуры и, особенно, свыше 200°C, полезное ископаемое уже лишено профилактических возможностей. При использовании предложенного способа вступают в действие химреагенты с блокирующими температурами 250 - 300°C, затем 300 - 500°C и т.д. С другой стороны, использование способа (А.с. №1275095, кл. E21F5/02) никак не обеспечивает профилактики самовозгорания многих полезных ископаемых, так как он действует только в интервале 400 - 600°C. Например, критическая температура самовозгорания торфа 60 - 100°C, уже при 60°C многие разности торфа превращаются в кокс, активно окисляющийся кислородом. Торф может гореть, но пока не будет достигнута температура 400 - 500°C, состав по способу-прототипу никак не отреагирует на это горение. Заявленный способ полностью исключает подобного рода ситуации. Оптимальное и наиболее равномерное распределение температур разложения и плавления по интервалу от 32,4 до 884°C обеспечивает набор из пяти минералов: мирабилита эпсомита маллардита бишофита и сакхита Ме ханизм "вступления в действие" этих минералов охарактеризован в табл.1. Таким образом, при реализации предложенного способа протекают следующие реакции, тормозящие самовозгорание горючих полезных ископаемых: дегидратация минералов, поглощение тепла при этом и тушение высвободившейся влагой; разложение безводных солей с эндотермическим эффектом и выделением инертизирующей газовую среду; поглощение тепла при фазовых переходах; ингибирование горения хлоридами, сульфатами и карбонатами. Для оценки способности составов, полученных различными способами, предупредить самовозгорание горючих полезных ископаемых использован метод материального баланса. В качестве исходного условия принято, что относительная способность каждого состава в сумме равна 100% (подчеркиваем, что речь идет об относительной, а не абсолютной способности). Затем оценивался вклад каждого температурного интервала в профилактику самовозгорания на основе реакций, приведенных в табл.1, как доля от 100%, т.е. сумма вкладов всех интервалов должна быть не ниже и не выше 100%. Состав №1 - это состав по способу-аналогу по а.с. СССР №1521884, кл. E21F5/06, он представлен одной солью - кристаллогидратом Состав №2 - состав по способу-прототипу, он представлен смесью при следующи х соотношениях компонентов, мас.%: Следующие три состава получены предложенным способом. Состав №3 представляет собой смесь минералов при следующи х соотношениях компонентов, мас.%: Состав № 4 представляет собой смесь минералов при следующи х соотношениях компонентов, мас.%: Состав № 5 представляет смесь минералов при следующих соотношениях компонентов, мас.%: Кроме того, так как известны составы, использующие минерал бишофит (а.с. СССР №1260532 и др.), дополнительно изучен состав №6 представленный одной солью кристаллогидратом Результаты балансовых расчетов приведены в табл.2. Как видно из таблицы, известный состав №1 не работает выше 300°C, состав №2 неэффективен в третьем и четвертом температурных интервалах, а состав №6 - в интервале до 100°C. Кроме того их профилактическая роль в остальных температурных интервалах весьма неравноценна. Например, максимум активности состава №1 приходится на интервал 32 - 100°C, состав №2 - на интервал 501 - 700°C и состава №6 - на интервал 101 - 200°C, а в остальных интервалах их профилактическая активность незначительна. Что касается составов №3, 4, 5, полученным предложенным способом, то они активно действуют во всех температурных интервалах, причем некоторое количественное варьирование компонентных составов позволяет усилить или ослабить их профилактическую роль в том или ином интервале в зависимости от типа горючего полезного ископаемого. Например, для профилактики самовозгорания торфа более эффективен состав №5, а для профилактики самовозгорания каменного угля - составы №3 и №4. Способ промышленно осуществим, так как необходимые для его реализации вещества встречаются в природе, а их выпуск в очищенном виде освоен химической промышленностью. Измельчение и смешение составов может быть осуществлено даже в кустарных условиях.