Способ герметизации выработанного пространства действующих очистных забоев

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для снижения утечек воздуха и предупреждения эндогенных пожаров . Цель изобретения - повышение эффективности герметизации путем уменьшения прососов воздуха через вмешающие и обрушенные породы. Вдоль подготовительной выработки возводят воздухонепроницаемую стенку. В обрушенные породы, прилегающие к стенке, вводят герметизирующий состав. Затем производят нагнетание герметизирующего состава во вмещающие породы через шпуры, пробуренные в кровле выработки в сторону зоны обрушения. Нагнетание состава начинают в режиме фильтрации и заканчивают гидроразрывом, после чего через шпуры и трещины гидроразрыва в выработанное пространство подают пеногель. В качестве герметизирующего состава для нагнетания используют гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 40-60 с или 600-900 с. Благодаря введению пеногеля через трещины получают монодисперсную пену, которая практически не имеет усадки до окончания процесса гелеобразования. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. i (/ С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дд4 Е21 F500

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:ц „-

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -"! (54) СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ВЫРА- БОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА ДЕЙСТВУЮЩИХ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для снижения утечек воздуха и предупреждения эндогенных пожаров. Цель изобретения — повышение эффек4:

С1

ЬР

1Ь 3

О (21) 4135371/22-03 (22) 18.07.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) В. С. Евсеев, Ю. А. Миллер, В. В. Некрасов, Л. М. Требухин и Н. В. Суханов (53) 622.817 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1149028, кл. Е 21 F 5/00, 1985.

Безопасность труда в промышленности, 1974, № 3, с. 13 — 14.

„„SU„„1402675 A 1 тивности герметизации путем уменьшения прососов воздуха через вмещающие и обрушенные породы. Вдоль подготовительной выработки возводят воздухонепроницаемую стенку. В обрушенные породы, прилегающие к стенке, вводят герметизирующий состав. Затем производят нагнетание герметизирующего состава во вмещающие породы через шпуры, пробуренные в кровле выработки в сторону зоны обрушения. Нагнетание состава начинают в режиме фильтрации и заканчивают гидроразрывом, после чего через шпуры и трещины гидроразрыва в выработанное пространство подают пеногель. В качестве герметизирующего состава для нагнетания используют гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 40 — 60 с или 600 †9 с. Благодаря введению пеногеля через трещины получают монодисперсную пену, которая практически не имеет усадки до окончания процесса гелеобразования. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1402675

Изобретение относится к горному делу, а именно к снижению утечек воздуха из действующих очистных забоев и предупреждению эндогенных пожаров в выработанном пространстве.

Целью изобретения является повышение эффективности герметизации путем уменьшения прососов воздуха через вмещающие и обрушенные породы.

На .фиг. 1 приведена схема отработки выемочного участка; на фиг. 2 — создание воздухонепроницаемой полосы.

Выемочный участок отрабатывается длинными столбами по простиранию по бесцеликовой технологии и прямоточной схеме проветривания. Проветривание очистного забоя 1 осуществляется путем подачи струи свежего воздуха по вентиляционному штреку

2, подсвежающей струи по конвейерному штреку 3 и отвода исходящей струи по участку конвейерного штрека„поддерживаемого на границе выработанного пространства за линией очистного забоя. Для герметизации выработанного пространства, с целью снижения утечек воздуха из очистного забоя, вдоль поддерживаемой части конвейерного ш трека возводят воздухонепроницаемую полосу, включающую часть выработанного пространства, прилегающего к конвейерному штреку, и горного массива над штреком. Герметизация начинается с создания воздухонепроницаемой стенки, для чего усиливают штрековую крепь органным рядом 4 и подхватами 5; навешивают на подхваты полотно 6 из стеклоткани и промазывают по периметру зону контакта полотна с крепыш гипсовым раствором. При возведении стенки в выработанное пространство вводят ин ьекторы 7, которые располагают через 2,5 — 3,0 м на высоте 1,2 — 1,5 м от почвы штрека. Затем в кровлю выработки бурят шпуры 8 длиной 1,5 м, причем шпурам придают наклон в сторону выработанного пространства, например, параллельно линии обрушения, а расстояние между шнурами принимают 3,0 — 4,5 м. Герметизацию воздухонепроницаемых пород, прилегающих к конвейерному штреку, производят в три этапа водными растворами гелеобразующих соста вов с применением установки УНà — I, включак щей емкости для растворов с дозаторами, насос, гелегенератор и пеногенератор. Сначала к установке подключают инъекторы 7 и подают в обрушенные породы гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 40 — 60 с. Состав может содержать следующие компоненты, мас.Я: стекло

3, сульфат аммония 2,5 — 2,8, полиакриламид 0,5, вода остальное. Состав подается под давлением 0,3 МПа в течение 5 мин.

За это время раствор по путям фильтрации проникает через обрушенные породы до почвы и заполняет по кратчайшим путям часть выработанного пространства, прилегающего непосредственно к воздухонепрони5

10 l5

45 цаемой стенке. Через 40 — 60с эти пути фильтрации будут перекрыты гелем 9, так как начнется процесс гелеобразования и раствор пойдет в обрушенных породах по другим путям, т. е. вглубь выработанного пространства. Срок гелеобразования в пределах 40 — 60с установлен экспериментально в процессе проведения стендовых испытаний. При времени гелеобразования менее 40с раствор не успевает заполнить пути фильтрации в нижней части обрабатываемого обрушенного массива, а при сроках более 60с значительно (на 20 — ЗОЯ) возрастает расход раствора за счет заполнения им не только путей фильтрации, влияющих на воздухопроницаем ость обрушенного массива, но также пор, пустот изза значительного растекания. Кроме того, снижается эффективность, так как увеличивается ширина полосы у почвы с одновременным уменьшением в верхней части, где могут сохраниться прососы воздуха.

На втором этапе обработки к установке подключают шпуры 8, в которых за границей зоны интенсивной трещиноватости на глубине 0,3 — 0,4 м устанавливают герметизаторы 10. Через шпуры в массив над выработкой нагнетают гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 600 — 900с, который может содержать, мас.Я: жидкое стекло 3, сульфат аммония 1,8 — 2,0, вода остальное. Нагнетание состава начинают в режиме фильтрации и по мере насыщения постепенно увеличивают давление до гидроразрыва пласта. В связи с тем, что шпуры пробурены с наклоном в сторону зоны обрушения, а разрыв происходит по линиям наименьшего сопротивления, то трещины, гидроразрыва распространяются от шпуров к границам свода обрушения, т. е. по наиболее ослабленной части массива. Срок гелеобразования применяемого состава (600 — 900с выбирается на основании проведенных экспериментов по тампонажу горного массива гелеобразующими составами. При сроках менее 600с гелеобразование начинается раньше заполнения воздухопроводящих трещин над выработкой, поэтому потребуется бурение дополнительных шпуров. Увеличение сроков гелеобразования более 900с также является нецелесообразным, так как это приводит к повышенному расходу состава.

Кроме того, эксперименты показали, что заполнение трещин в радиусе 1,5 — 2,0 м от шпура происходит в течение 10 — 15 мин и для повышения качества заполнения трещин этому времени должен соответствовать срок гелеобразования. Третий этап начинается непосредственно после гидроразрыва пласта и заключается в подаче через шпуры и трещины гидроразрыва пеногеля 11. Пеногель может приготавливаться путем вспенивания до кратности 3 — 5 гелеобразующего состава, содержащего, мас.Я: жидкое стекло, сульфат аммония 2,0 — 2,2, пенообразэ1402675

Формула изобретения

Составитель И. Федяева

Редактор Э. Слиган Техред И. Верес Ко рре кто р А. Тяс ко

Заказ 2831/21 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ватель 1 сланцевая пыль 3, вода остальное. Пеногель по трещинам выходит непосредственно в полость между обрушенной породой и сводом обрушения, чем обеспечивается плотное заполнение ее. Одним из достоинств подачи пеногеля через трещины является также то, что происходит дробление крупных пузырьков пены до размера не более 3 — 5 мм и получается монодисперсная пена, которая практически не имеет усадки до окончания процесса гелеобразования.

1. Способ герметизации выработанного пространства действующих очистных забоев, включающий возведение воздухонепроницаемой стенки вдоль подготовительной выработки и введение в обрушенные породы, прилегающие к стенке, герметизирующего состава, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности герметизации путем уменьшения прососов воздуха через вмещающие и обрушенные породы, после введения герметизирующего состава в обрушенные породы производят нагнетание герметизирующего состава во вмещающие породы через шпуры, пробуренные в кровле выработки в сторону зоны обрушения, причем нагнетание состава во вмещающие породы начинают в режиме фильтрации и заканчивают гидроразрывом, после чего через упомянутые шпуры и трещины гидроразрыва в выработанное пространство подают пеногель.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего состава для на +1етания в обрушенные породы используют гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 40 — 60с.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего состава для нагнетания во вмещающие породы используют гелеобразующий состав со сроком гелеобразования 600 — 900с.