Спосіб провітрювання гірничих виробок

Спосіб провітрювання гірничих виробок під час проведення їх переважно по вугільних плас тах, схильних до газодинамічних явищ, що полягає в подачі в привибійний простір основної та додаткової кількості повітря по самоскладаному трубопроводу, який відрізняється тим, що визначають час виникнення газодинамічного явища чи запланованого руйнування масиву, здійснюють відведення самоскладаної частини трубопроводу з вибою підготовчої виробки, а після завершення процесів повертають її в привибійний простір, причому відведення і повернення у вихідне положення проводять дистанційно. Запропоноване технічне рішення належить до гірничої промисловості і може бути використане для запобігання загазуванню експлуатованих гірничих виробок, а також під час будівництва шахт і підземних споруджень переважно на викидонебезпечних вугільних пластах і породах. Відомий спосіб провітрювання гірничих виробок при газодинамічних явищах, який полягає в подачі свіжого струменя по нагнітальному трубопроводу й відсмоктування із привібійного простору суміші повітря та газу зі швидкістю, що перевищує швидкість утворення вибухонебезпечної зони за рахунок створення розрядження в трубопроводі за допомогою перекриття устя всмоктувального трубопроводу [див. авт. свід. №318710 СРСР, МКИ Е21 F 1/100, опубл. 28.10.71. Бюл. №32]. Недоліком цього способу, є обмежена область його використання - тільки при газовиділенні у вигляді незначних суфлярів чи вільному витіканні газу (метану) у виробку з поверхні вугілля (породи). Під час проведення виробок у породах, небезпечних за газодинамічними явищами, використання способу неможливо внаслідок того, що швидкопротікаюче газодинамічне явище (викид вугілля, породи, газу) руйнує кінці всмоктувального та нагнітального трубопроводів і, тим самим, порушує процес провітрювання привибійного простору підготовчої виробки. Відомий пристрій для самопрокладки шахтного вентиляційного трубопроводу, що містить джерело пневмоенергії, з'єднане з одним кінцем вен тиляційного трубопроводу, другий кінець якого з'єднано з насадкою. Усередині трубопроводу розміщена гнучка тяга, з'єднана одним кінцем з тяговим механізмом. Усередині насадки закріплено блок. При цьому кінець шахтного вентиляційного самоскладаного трубопроводу з'єднано з насадкою через гофрований патрубок з другим кінцем тяги через блок. Насадка має стопори, розміщені по її периметру. Завдяки наявності стопорів тяга рухається тільки вперед. Тому при підтягуванні тяги насадка залишається на місці, а трубопровід максимально підтягнуто до неї. У цьому положенні патрубок зібрано. Після цього реверсують механізм і послабляють тягу. Напір, створюваний джерелом, розтягує патрубок і переміщає насадку вперед. Після повного випрямлення патрубка механізм реверсується і процес повторюється [див. авт. свід. №1530786, СРСР, Е21F1/04, опубл. 23.12.89, бюл. №47]. До недоліків способу, реалізованого в відомому пристрої і визначеного за прототип, необхідно віднести те, що його неможливо використовувати, по-перше, на пластах, схильних до газодинамічних явищ, тобто, раптових викидів вугілля, породи та газу, тому що газопровід буде пошкоджено викинутою масою вугілля й дальше провітрювання виробки не буде забезпечено, і, подруге, при проходженні виробок струсним висадженням, тому що в цьому разі необхідно видаляти людей на безпечну відстань, а через це не забезпечується обслуговування трубопроводу. СО 00 If} (0 6583 У основу корисної моделі поставлене завдання зі створення способу провітрювання гірничої виробки, у якому контроль стану привибійної зони й зміна положення самоскладаної частини трубопроводу дозволяє підвищити безпеку робіт після виникнення газодинамічного явища внаслідок зменшення часу на відновлення провітрювання виробки. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в способі провітрювання гірничих виробок під час проведення їх переважно по вугільних пластах, схильних до газодинамічних явищ, який полягає в подачі в привибійпий простір основної та додаткової кількості повітря по самоскладаному трубопроводу, відповідно до корисної моделі, визначають час виникнення газодинамічного явища чи запланованого руйнування масиву, здійснюють відведення самоскладаної частини трубопроводу з вибою підготовчої виробки, а після завершення процесів повертають її в привибійний простір, причому відведення і повернення у вихідне положення проводять дистанційно. Запропонований спосіб провітрювання здійснюють так. Під час проведення підготовчої виробки по вугільних (породних) пластах, небезпечних за ГДЯ, вибій якої провітрюється шляхом безперервної подачі в привибійний простір основної та додаткової кількості повітря по самоскладаному трубопроводу, будь-яким відомим методом, наприклад, по початковій швидкості газовиділення зі шпурів, установлюють викидонебезпечну зону. Для цього при руйнуванні порід вибою контролюють концентрацію газу в привибійній зоні пласта. Якщо протягом 20 с концентрація досягає гранично допустимих норм, здійснюють відведення самоскладаної частини трубопроводу з вибою. Після досягнення максимальних значень концентрацій газу чи їх стабілізації самоскладаную частину трубопроводу повертають у колишнє положення, причому відведення і повернення самоскладаної частити трубопроводу проводиться без присутності людей у виробках, тобто дистанційно. Відведення самоскладаної частини трубопроводу із привибійного простору підготовчої виробки і повернення його у початкове положення здійснювали дистанційно, з пульта встановленого за межами викидонебезпечної зони. Для цього, на найближчому до вибою сполучному кільці ланки вентиляційного трубопроводу кріплять симетрично чотири троси, другі кінці яких через систему блоків закріплено на барабані. Барабан установлено на відстані, що відповідає розрахунковій відстані відкиду гірської маси від вибою плюс 50м і в захищеному від ударної хвилі місці (ніші). На барабані кріплять один з кінців гальмового троса, який під час відсування ланки розмотувався на таку ж величину. Кінець гальмового троса через систему блоків протягають в укриття майстра-підривника, де й закріплюють. При відсуванні ланки від вибою повітря, що нагнітається, сприяє стисненню гнучкого повітронепроникного матеріалу вентиляційної труби «гармошкою» за рахунок витиснення її до периферії. Після закінчення підривних робіт вільний кінець гальмового троса відпускають і кінець венти ляційної труби під дією повітря, що проходить, повертається у вихідне положення. Якщо відбулося ГДЯ, то схил гірської маси частково перекриває переріз виробки, утворюючи «нове положення вибою» і, якщо перекрилося колишнє місце розташування кінця вентиляційної труби, то сполучне кільце упирається в схил гірської маси і дальше просування ланки припиняється. Це дозволяє зберегти отвір вентиляційного трубопроводу відкритим і здійснювати безперервну подачу свіжого повітря в привибійний простір виробки, частково заповнений викинутою гірською масою Відведення самоскладаної частини трубопроводу дозволяє гірській масі розміститися в привибійному просторі виробки, який може бути засипано викинутою гірською масою на повний переріз, не руйнуючи засобів доставки повітря в привибійний простір. Повернення трубопроводу у початкове положення при збереженні безперервності процесу провітрювання привибійної зони, засипаної гірською масою, прискорить час розгазування виробки й виключить ураження людей підвищеною концентрацією газу (метану). У тому разі, коли вибій підготовчої виробки не оснащено телеметричною системою інформації про концентрацію газу або датчики контролю метану віддалено від вибою на відстані більшій за З м і визначення точного моменту виникнення ГДЯ не уявляється можливим, а встановлюється тільки вхід у небезпечну за ГДЯ зону і вихід з неї, відведення самоскладаної частини трубопроводу з вибою здійснюють перед руйнуванням порід, а після закінчення процесу руйнування повертають самоскладану частину трубопроводу у вихідне положення. Таким чином, нові операції в поєднанні з відомими, забезпечують процес безперервної подачі свіжого повітря в привибійний простір виробки, забезпечують швидке зниження в часі небезпечних концентрацій газу до безпечного рівня, прискорюють процес розгазування тупикової частини виробки, знижують імовірність вибухів газу й вугільного пилу, а також травматизму під час виникнення газодинамічних явищ і вибухів у процесі проведення виробок по газоносних і викидонебезпечних вугільних (породних) пластах. Випробування цього способу провітрювання здійснювалося на шахті ім. О.О.Скочинського при проведенні вентиляційного хідника 1-ї західної лави уклонного поля центральної панелі. Так, при проведенні вентиляційного хідника струсним висадженням не було передбачене застосування способів прогнозу викидонебезпечності. Вхід у небезпечну зону неможливо було визначити. Використання способу прогнозу викидонебезпечності по зміні максимумів концентрації метану тільки один раз дозволило точно визначити дату виникнення раптового викиду при веденні підривних робіт, коли 23.08.03 (1), 25.04.03 (2) і 26.04.03 (3) відбувалося безперервне збільшення концентрації метану в привибійній зоні пласта, а потім 28.04.03 (4) - зменшення більше, ніж на 50%, після чого 29.04.03 (5) стався раптовий викид вугілля та газу. У інших випадках точний час виникнення ГДЯ 6583 установити не вдалося (див.табл. 1) Використовувати факт швидкого (до 20 секунд) наростання концентрації метану до значень, які перевищують гранично допустимі концентрації - 0,5%, також не вдавалося, тому що датчик метану з привибійного простору перед здійсненням струєного висадження віддалявся на 30-40м. Викид вугілля та газу стався одночасно зі здійсненням струєного висадження. Перед підривними роботами здійснили ВІДВІД самоскладаної частини вентиляційного трубопроводу із привибійного простору вентиляційного хідника 1-і західної лави за 20 хвилин до здійсненням струєного висадження, а потім знову повернули кінець трубопроводу у початкове положення. Загальний час відведення та повернення самоскладаної частини трубопроводу склало 20-30 хвилин. Така ПОСЛІДОВНІСТЬ виконання операцій дозволила цілком виключити руйнування засобів доставки повітря Скоротився час розгазування виробки при її проведенні по газоносних і викидонебезпечних вугільних (породних) пластах і знизилася ймовірність виникнення вибухів газу та пилу. Так, згідно з ПБ, при припиненні подачі повітря у вибій протягом ЗО хвилин люди у вибій не допускаються При запропонованому способі провітрювання, перед здійсненням струсного висадження люди з вибою виробки були віддалено, а процес провітрювання не припинявся, тому що подача повітря по вентиляційному трубопроводу продовжувалася, що дозволило швидко знизити вибухонебезпечну концентрацію метану до безпечного рівня Таблиця 1 Максимальні значення концентрацій метану при струєному висадженні у вибої вентиляційного 1 хідника 1-і західної лави пласта пє ш-ти їм О.О. Скочинського Максимальна Дата, час концентрація, % 01 04.03 (4 ч 00 хв) 0,1 показання 03.04.03 (5 ч - 8 ч) відсутнє показання 03.04 03 (5 ч - 8 ч) відсутнє 04 04.03 (5 ч 05 хв) 0,0 05.04.03 (4 ч 00 хв) 1,7 07.04.03 (5 ч 00 хв) 0,1 Наявність чи відсутність ГДЯ без ГДЯ знято напругу знято напругу Без ГДЯ підвищене газовиділення без ГДЯ Комп'ютерна верстка Г Паяльнжов 08.04.03 (5 ч 07 хв) 10.04.03 (6 ч 00 хв) 11.04 0 3 ( 4 ч 3 0 х в ) 13.04.03 (4 ч 46 хв) 0,1 0,2 0,5 0,4 14 04 03 (5 ч 40 хв) більш 2,5 19 04.03 (4 ч 20 хв) менше 0,1 20.04 03 (5 ч 25 хв) менше 0,1 22.04.03 (4 ч ЗО хв) менше 0,1 23.04.03 (5 ч 15 хв) 0,1 25.04.03 (5 ч 15 хв) 0,3 26.04.03 (4 ч 54 хв) 0,9 0,4 28.04.03 (4 ч 45 хв) 29.04 03 (4 ч 50 хв) більше 2,5 01.06.03 (5 ч 40 хв) 0,1 03.06 03 (5 ч 10 хв) 0,1 06.06.03 (6 ч 15 хв) 0,1 07.06 03 (6 ч ЗО хв) менше 0,1 09.06.03 (6 ч 15 хв) 0,1 10.06 03 (4 ч 15 хв) 0,1 12 06 03 (4 ч 25 хв) 0,1 0,2 13.06.03 (5 ч 00 хв) 15.06.03(5 4 15 хв) 0,7 16.06.03(5 4 Юхв) більш 2,5 18.06.03 (5 ч 00 хв) 19.06.03(4 4 15 хв) 0,3 21.06.03 (4 ч 50 хв) більш 2,5 23.06 03 24.06 03 25.06 03 27.06 03 (6 ч 00 хв) (5 ч 15 хв) (5 ч 15 хв) (6 ч 15 хв) 0,2 0,3 0,3 0,2 0,5 30.07.03 (4 ч 52 хв) більш 2,5 09.08.03 (4 ч ЗО хв) 11.08 03 (4 ч 50 хв) 12.08 03 (4 ч ЗО хв) 14.08.03 (6 ч 00 хв) 15.08 0 3 ( 5 ч 2 0 х в ) 17 08 03 (5 ч 45 хв) 18.08 03(5 4 Юхв) 20.08 03 (4 ч 33 хв) 21.08 03 (5 ч 00 хв) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 23.08.03 (5 ч 15 хв) більш 2,5 Підписне без ГДЯ без Г'ДЯ без ГДЯ без ГДЯ раптовий викид вугілля і газу при СВ (220 т, 4500 м3) без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ викид вугілля і газу (45 т, 2600 м3) без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ підвищене газовиділення без ГДЯ без ГДЯ підвищене газовиділення без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ викид вугілля і газу (313 т, 14500 м3/хв) без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ без ГДЯ викид вугілля і газу Тираж 28 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 - 4 2 , 01601