Спосіб попередження самонагрівання вугілля у підземних гірничих виробках

Спосіб попередження самонагрівання вугілля в підземних гірничих виробках, що включає виймання гірських порід і вугілля, зведення кріпи, заповнення закріпного простору податливим ізолюючим вогнетривким матеріалом, який відрізняється тим, що у порушеній ділянці вугільного пласта бурять свердловину, у яку через газорозділюючий пристрій подають стиснене повітря. (19) (21) u200602370 (22) 03.03.2006 (24) 15.08.2006 (46) 15.08.2006, Бюл. № 8, 2006 р. (72) Костенко Віктор Климентійович, Зав`ялова Олена Леонідівна (73) ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 якому шляхом введення додаткових конструктивних ознак забезпечується стабільне, надійне та ефективне зниження находження повітря крізь тіло ізолюючої споруди і навколишні її гірничі породи, це дозволяє істотно знизити вміст кисню в газової суміші, що надходить до вугілля, і, тим самим, прискорити й здешевити технологічні операції профілактики ендогенних пожеж. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб попередження самонагрівання вугілля у підземних гірничих виробках, що передбачає виймання гірничих порід та вугілля, зведення кріплення, заповнення закріпного простору ізолюючим податливим вогнетривким матеріалом, в якому, згідно корисної моделі, у порушену ділянку вугільного пласту бурять свердловину, у яку через газорозділюючий пристрій подають стиснене повітря. Виймання гірничих порід та вугілля призводить до зсуву гірського масиву до порожнечі виробки, величину зсуву розраховують заздалегідь керуючись нормативним документом, або іншими джерелами інформації. Буріння свердловини у порушену ділянку вугільного пласту дозволяє одержати доступ до роздрібненої маси; подача стисненого повітря до газорозділюючого пристрою дозволяє спрямувати в свердловину потік газоподібного азоту; поступаючий з газорозділюючого пристрою азот заповнює порожнечі між вугільними частинами, попереджуючи виникнення умов для появи в тріщинуватому вугільному масиві зон з підвищеним змістом кисню і, як наслідок цього, осередків самонагрівання вугілля. Приклад. Сутність корисної моделі пояснюється прикладом конкретного виконання способу попередження самонагрівання вугілля у підземних гірничих виробках, де на фігурі 1 представлена схема реалізації способу, а на фігуру 2 винесений вузол А з газорозділюючим пристроєм, де 1 - кріп гірничої виробки; 2 - вогнетривкий податливий ізолюючий матеріал; 3 - свердловина; 4 - вугільний пласт; 5 - газорозділюючий пристрій; 6 - магістраль стиснутого повітря; 7 - мембранний блок. Спосіб попередження самонагрівання вугілля в підземних гірничих виробках реалізовано таким чином. Проводили підготовчі гірничі виробки, при цьому виймали вугілля та породу комбайном. Кріп виробок була металева арочної форми піддатлива, затяжка залізобетонна. При перетинанні підготовчими виробками раптово викритих зон геологічних порушень вугільного пласту 4 зводили кріп 1, 16674 4 а закріпний простір заповнювали податливим ізолюючим вогнетривким матеріалом 2. Свердловини 3 бурили у стінки гірничих виробок на глибину до 3м. У свердловини уставляли газорозділюючий пристрій 5, що приєднували до магістралі стиснутого повітря 6. Стиснене повітря подавали з магістралі 6 у газорозділюючий пристрій 5. Кисень, що міститься в повітрі, проникав через стінки волокон, азот проходив по капілярах, виходив з іншої сторони мембранного блоку 7 у свердловини 3 і далі по тріщинах надходив у вугільний пласт 4. Газорозділюючий пристрій забезпечував чистоту азоту 95% при тиску газу 0,6МПа, втіки повітря становили близько 15%. Таким чином, не створюються умови для появи в тріщинуватому вугільному масиві зон з підвищеним змістом кисню і як наслідок цього осередків самонагрівання вугілля. Подачу повітря здійснювали періодично з інтервалом не більш інкубаційного періоду самозаймання вугілля, що складав 18 діб. Кількість подаваного азоту визначали з формули: Vазот=4Ктп·m·uб·bн, де: Ктп - середній коефіцієнт тріщинної порожнечості; m - потужність пласту в зоні геологічного порушення, м; uб - величина бічного зсуву стінки виробки, м; bн - ширина зони геологічного порушення, м. Потужність пласту складала 1,7м, ширина зон геологічних порушень складала в різних випадках 2,5; 1,4; 0,9; 0,4м; величину бічного зсуву стінки виробки розраховували, користуючись діючими нормативними документами, вона складала відповідно 0,84; 0,65; 0,55; 0,42м. Середнє значення коефіцієнту тріщинної порожнечості встановлено згідно маркшейдерських вимірювань складало Ктп=10-2. Результати розрахунків подавання азоту в свердловину і повітря до газорозділюючого пристрою наведені у таблиці. Після буріння свердловин у порушені ділянки вугільного пласту одержали доступ до роздрібненої маси; подача стисненого повітря до газорозділюючого пристрою дозволила спрямувати в свердловини потік газоподібного азоту; який заповняв порожнечі між вугільними частинами, попереджуючи виникнення умов для появи в тріщинуватому вугільному масиві зон з підвищеним змістом кисню і, як наслідок цього, осередків самонагрівання вугілля не було виявлено. Таблиця Результати розрахунків подавання азоту в свердловину і повітря до газорозділюючого пристрою Номер геологі- Ширина зон геоВеличина бічного Об'єм подавання Об'єм подавання повітря чного порушен- логічних пору- зсуву стінки виробки, азоту в свердловину, до газорозділюючого приня шень, м м м3 строю, м3 1 2,5 0,84 0,144 0,20 2 1,4 0,65 0,06 0,084 3 0,9 0,55 0,032 0,045 4 0,4 0,42 0,012 0,017 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 16674 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601