Способ дегазации тупика погашаемого штрека

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения метанообильности угольных шахт. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации тупика погашаемого штрека. После цикла погашения штрека на образованную в кровле поверхность купола обрушения наносят суспензию из метанокисляющих бактерий до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород В пространстве между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения до последующего цикла погашения штрека создают аэрозольную завесу также из метанокисляющих бактерий . Концентрация метанокисляющих бактерий в суспензии, подаваемой в кровлю поверхности купола обрушения штрека, определяется из математического выражения. Использование способа дегазации тупика погашаемого штрека позволяет снизить концентрацию метана в тупике, повысить добычу угля из очистного забоя за счет снижения ограничивающего влияния газового фактора, обеспечить безопасность ведения горных работ. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. И

Сок)3 СОВЕТСКИХ соц Алистических

РЕСГзж 1ИК

« . (51)5 Е 21 F 7/CO

ГОсудАРстВенны 1 комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯЛ1 И ОГКРЫТИЯЛ1

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 1) 4 б 52544/03 (22) 20.02,89 (46) 30.05.91. Бюл. M 20 (71) Институт геотехнической механики АН

УССР (72) В. И. Мякенький, В. Н. Калиниченко, В.

Б, Демченко и А, В Шмиголь (53) 622.817{088,8) (56) Потураев B. Н., Мякенький В. И. Применение микроЪ ологического способа оки-.ле ния метана в выработ;,lìoì пространстве.—

Уголь Украины, Ч. 3, 1988, с. 32-33.

Мякенький В И.. Петух A. П., Литвинов

П. С, Мягкий Б. "I Шахтные экспериментальные исследования микробиологического окисления метана в выработанном пространстве.—

В сб, Техника безопасности, охрана труда и горноспасатель: юе дело; Научно-технич. реф. сб. (ЦНИЭ Иуголь, 1979, ¹ 12, с. 8) (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ТУПИКА ПОГА- .

ШАЕМОГО ШТРЕКА (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения метанообильности угольных шахт, Цель изобретения — повышение эффективности дегазации тупика погашаемого штрека.

На фиг. 1 схематически показана реализация предлагаемого способа; на фиг. 2— разрез А-A на фиг, 1.

На фигурах приняты следующие обозначения; забой лавы 1, вентиляционный штрек 2, утечки 3 воздуха, выработанное пространство 4, тупик 5 погашаемого штрека, трубопровод 6, поверхность 7 купола об„„5U „„1652619 А1

1 метанообильности угольных шахт. Цель изобретения — повышение эффективности дегазации тупика погашаемого штрека. После цикла погашения штрека на образованную в кровле поверхность купола обрушения наносят суспензию из метанокисляющих бактерий до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород. В пространстве между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения до последующего цикла погашения штрека создают аэрозольную завесу также из метанокисляющих бактерий. Концентрация метанокисляющих бактерий в суспензии, подаваемой в кровлю поверхности купола обрушения штрека. определяется из математического выражения.

Использование способа дегазации тупика погашаемого штрека позволяет снизить концентрацию метана в тупике, повысить добычу угля из очистного забоя за счет снижения ограничивающего влияния газового фактора, обеспечить безопасность ведения горных работ. 1 з. и. ф-лы, 2 ил. рушения, обрушенные породы 8, аэрозольная завеса 9.

Способ дегазации тупика погашаемого штрека реализован следующим образом.

При отработке угольного пласта лавой 1 производят ежесуточно погашение вентиляционного штрека 2 путем извлечения металлоароч ной крепи с последующим обрушением залегающих в кровле штрека пород. Утечками 3 воздуха по выработанному пространству 4 метан выносится в тупик

5 погашаемого штрека, где его концентрация превышает величину, допустимую Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах. Например, на груди осы1652619 пи обрушенных пород 8 концентрация метана может достигать 6,2;(,. а в куполе обрушения пород 7-27 .

Для дегазации тупика 5 погашаемого штрека 2 в его приэабойное пространство 5 после обрушения пород по трубопроводу 6 подают суспенэию метанокисляющих бактерий и обрабатываютею образованнуюповерхность 7 купола обрушения. При этом суспензия стекает с поверхности 7 купола 10 обрушения на обрушенные при погашении штрека породы 8 и увлажняет их.

Нанесение суспензии метанокисляющих бактерий выполняют до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород 8. Момент 15 полного увлажнения пород суспенэией определяют, например, по появлению ее из помещенного под обрушенными породами зонда из перфорированной трубы, которая перемещается по мере погашения штрека. 20

После обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород в пространстве между обрушенными породами 8 и поверхностью 7 купола обрушения создают аэрозольную завесу 9 из суспен- 25 зии, которая подается к распыляющему устройству, расположенному на сопряжении нижней части купола обрушения пород и кровли погашаемого штрека. Средством создания аэрозольной завесы может служить, 30 например, форсунка,; до последующего цикла погашения штрека, Концентрацию метанокисляющих бактерий в суспензии, подаваемой в призабойное ïðoстранство штрека, принимают равной 35

n =.— — -- кг/м

Q.a где q — газообильность тупика штрека, м /сут; з

Q — количество суспензии метанокисляющих бактерий, подаваемой в приэабойное 40 пространство штрека,м ;

3. а — метанокислительная активность бактерий, м /кг. сут.

Пример конкретного расчета концентрации метанокисляющих бактерий в суспенэии, 45

Исходные данные для расчетов: R— = 1,5 м— радиус закругления свода выработки вчерне;

h=2,5 м — высота подъема свода купола обрушения пород: 50

I=-2,4 м — длина купола обрушения пород;

di=0,2 м — средний диаметр кусков пород, обрушенных при погашении штрека;

q=2160 м /сут — газообильность тупика 55 э погашаемого штрека;

a=-1300 м /кг сут — метаноокислительэ ная активность бактерий в суспенэии, применяемой для дегаэации тупика погашаемого штрек.а;

С=О,ООРЗ мэ/м — удельный расход суспенэии нг поверхности пород.

Количество суспенэии, необходимое для обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород, определяется из выражения

Q>=(SI(+ Sp,n) с, где Як — обнаженная за сутки площадь поверхности купола обрушенная в кровле штрека, м /сут;

Sp q. — площадь образованной эа сутки поверхности кусков обрушенных пород, увлажняемых суспенэией, м2/cyr, Величина Як определяется иэ выражения

S„=- т i (h+R i =314 2.4 (25015) =

= 30,14 =-:Ю м !сут.

Величина о.п, определяется следующим образом;

6 wi Pi

Spa. = —,7, — — Sp .

) i1i где Pi — вес пород, обрушаемых за сутки, кг/сут;

Sp — обнаженная эа сутки площадь первоначальной поверхности обрушаемых пород, м lсут;

2 у =-2400 кг/м — плотность обрушаемых пород;

dan=0,2 м — средний диаметр кусков пород, обрушенных при погашении штрека;

Величина Pi определяется из выражения

Р) l y ((tl+R))2 — 8 )= — — 2,4.2400((2,5+

+ 1,5 ) ) = 124344 кг/сут, Площадь первоначальной поверхности

So обрушаемых пород определяется выражением

Sp=Si+ лй1=30,14+3,14 1,5 2,4=-41,44м /сут.

То:да площадь вновь образованной поверхности .,сков обрушенных пород, обрабатываемых суспензией, будет равна

ЯО.fl. 24ОО (— 41,44 ) = 1554 м /сУт.

6 124Э44 2

Таким образом, 0 = (30+ 1554) 0,0003=-0,475 м /сут, Суточный расход суспензии через распыляющее устройство определяется из выраже я

"Q>(1 — tq — tp), м /сут, где Qy=9,288 м /сут — производительность форсун i.è; тп=0,084 сут — время, необходимое для выполнения работ по погашению штрека;

tp=-О,О21 сут — время, необходимое для обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород.

1652619

2 1 6 5

Да.1

Тогда суточный расход суспензии распыляющим устройством равен

02=0,288 (1 — 0,084--0,021)=0,258 м /сут.

Количество суспензии метанокисляющих бактерий, подаваемой в призабойное 5 пространство погашаемого штрека (0), определяется выражением

° Q-Q)+Qj=0.475+0,258=0,733м /су, При этом концентрация суспензии метанокисляющих бактерий, подаваемой в при- 10 забойное пространство погашаемого штрека, равна — ц-ду .щц — — 2 27 кг/м с) 21бО з

Следовательно, для дегазации тупика по- 15 гашаемого штрека необходимо применять суспензию метанокислающих бактерий концентрацией 2,27 кг/мз. Ежесуточный расход суспензии составляет 0,733 м, иэ которых з

0,475 м следует применять для обработки 20 з поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород, а 0,258 мз — для создания аэроэольной завесы в пространство между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения. 25

Способ дегазации тупика погашаемого штрека может быть реализован на любой газообильной шахте. Реализация его в конкретных условиях шахты позволила снизить максимальную газообильность ту- 30 пика погашаемого штрека более чем в 10 раэ и довести концентрацию метана на груди осыпи породы с 6,2 до 0,5 (.

Формула изобре1ения

1. Способ дегазации тупика погашаемого штрека, включающий подачу суспензии метанокисляющих бактерий в выработанное пространство и обработку ею обрушенных пород, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности дегазации тупика погашаемого штрека, обработку обрушенных в тупике штрека пород выполняют после цикла погашения штрека, причем суспензию наносят (а образованную в

его кровле поверхность купола обрушения до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород, после чего создают аэрозольную завесу из суспензии метанокисляющих бактерий в пространстве между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения до последующего цикла погашения шт река.

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что концентрацию метанокисляющих бактерий в суслензии, подаваемой в кровлю поверхности обрушения штрека, принимают равной

n =

О а где g — газообильнпсть тупика погашаемого штрека м алеут; 0 — количество суспензии мез" танокисляющих бактерий, подаваемой в призабойное пространство штрека, м; а метанокислительная активность бактерий, м /(кг сут). з °

2 6 Риг.7

Составитель И. Федяева

Техред М,Моргентал Корректор О, Кундрик

Редактор С. Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1757 Тираж 286 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5