Способ предотвращения самовозгорания горных пород
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Е 2
ГОСУДАРСТВЕННОЕ l1ATEHTHOE
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь -Ь
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897941/03 (22) 29.12.90 (4;6) 15.03.93.Бюл;М 10 (71) Донецкий политехнический институт (72) М,П.Зборщик и В,В.Осокин (56) Временное руководство по применен(ю гелеобразующих составов для предупреждения самовозгорания угля в шахтах, Кемерово, 1987, с.90, Шубников А,К. и др. Окисление и выветривание ископаемых углей, Труды институт горючих ископаемых, т.XIV, M., Изд-во АН
C :СР, 1960, с,61-84.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвраи(ения самовозгорания твердых горючих ископаемых, пиритсодержащих руд и отвальных пород.
Целью изобретения является повышенйе эффективности профилактики самовозгорания за счет образования на прверхности горных пород защитного слоя антиоксиданта.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе предотвращения самовозгорания горных пород, включающем воздействие на них 1...3 f>-ным раствором хлорида кальция, после насыщения породы рЭствором хлорида кальция омывают ее открытую поверхность суспензией гидроксида кальция, причем соотношение масс хлорида кальция и гидроксидэ кальция составляет 1:2, Принципиальное отличие предлагаемого способа от существующих состоит в том; чfo защитный слой антиоксиданта создается последовательным воздействием на гор„„. рЦ„„1802159 А1 (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Использование; для предотвращения самовозгорания твердых горючих ископаемых, пиритсодержащих руд и отвальных пород, Сущность изобретения; воздействие на горную породу кальцийсодержащими химическими соединениями осуществляют в две стадии, при этом на первой стадии породу насыщают раствором CaCIz, а на второй— омывают ее открытую поверхность суспензией Ca(OH)z, причем соотношение масс взаимодействующих между собой хлорида кальция и гидроксида кальция должно быть
1:2. ную породу содержащимися в воде кальцийсодержащими химическими соединениями
CaClz и Ca(OH)z, взаимодействующими между собой спонтанно на самой защищаемой поверхности с образованием двойного соединения Ca Clz ЗСа(О Н)2 12 Н20, имеющего к ней адгезию, Образование защитного слоя на поверхности горной породы при последовательном воздействии на нее раствором CaClz u суспензией Ca(0H)z обусловлено протеканием реакции:
Са Clz+3Ca(0 H)z+12 HzO=
=Ca CI2 2Са(ОН)г 12 НаО а
Согласно стехиометрии этого уравнения химической реакции, на 111г СаС 2 должно и риходиться 222 г Са(О Н)2.
Следовательно, соотношенйе масс реагирующих между собой CaClz и Са(ОН)2 составляет 1:2.
Это двойное соединение образует на поверхности горной породы сплошной защитный слой, состоящий из плотно упакованных и(л, Двойное соединение CaCl
1802159
° ЗСа(ОН)г 12НгО обладает достаточно большой прочностью и не вымывается водой.
Оно образуется и существует в естественных условиях, в зонах протекания различных геохимических процессов (Реми Г.Курс неорганической химии — Xl-е изд, — M.: Издво Иностр, лит-ры, 1963, 920 с).
Новым по отношению к прототипу является создание на поверхности горной породы слоя антиоксиданта за счет взаимодействия непосредственно на ней при участии воды кальцийсодержащих химических соединений CaClz и Са(ОН)2, подаваемых последовательно в виде раствора и суспензии в массив или горную массу, В этом заключается также и существенное отличие предлагаемого способа.
Пример. При доставке пиритсодержащей породы в отвал производили орошение ее 3 j,-ным раствором хлорида кальция CaCI в технической воде. Раствор приготавливали в емкости, расположенной вблизи конвейера-питателя, С помощью насоса раствор подавали по трубопроводу к оросительным форсункам, расположенным над конвейером-питателем, Породу на нем интенсивно орошали раствором хлорида кальция, поступающим под давлением из форсунок, В пункте перегрузки породы с конвейера-питателя в бункер-накопитель производили орошение породы 6 -ной суспензией Са(ОН), исходя из требуемого соотношения масс CaCIz и Ca(OH)z 1:2.
Известковую суспензию приготавливали в емкости, расположенной вблизи бункера- 35 накопителя, путем перемешивания гашеной извести в воде. С помощью шламового насоса IÂ-20 суспензию Ca(OH)z подавали по трубопроводу к оросительным форсункам, . расположенным над пунктом перегрузки породы к конвейера-питателя в бункер-накопитель. Породу в пункте перегрузки орошали таким образом, чтобы количество жидкости, содержащейся в ней и в межкусковом пространстве, увеличилось вдвое. 45
Коэффициент порозности кусковатой горной породы может быть 0,2...0,3. Поэтому на первой и второй стадиях обработки горной породы подавали по 100;..150 л оаствора
CaCiz и суспенэии Ca(OH)z на 1 м обьема ее, В целом расход раствора и суспензии составил 200...300 л на 1м горной породы, При 37-ной концентрации CaC!z в растворе расхоу хлорида кальция составил 3...4,5 кг на 1м горной породы. При 6 -ной концен- 55 трации Са(ОН) в суспензии расход гидроксида кальция составил 6...9 кг на 1м горной породы. Общая масса хлорида кальция и гидроксида кальция, вошедших в состав двойного соединения, выделившегося на поверхности горной породы в 1 м объема з ее, составила 9„.13,5 кг, В связи с тем, что в двойном соединении CaCI ЗСа(ОН)г 12Н20 на 111 г СаС12 приходится, кроме 222 r
Ca(OH)z, 216 r воды, то при 3 Д-ной концентрации хлорида кальция в растворе содержание воды в образовавшемся слое антиоксида составило в 1м горной породы
5,8...8,7 кг. В связи с этим общая масса слоя антиоксиданта на поверхности горной породы в 1м объема ее при коэффициенте порозности е =0,2...0,3 составляет
14,8...22,2 кг. Образовавшийся на поверхности горной породы защитный слой антиоксиданта имел толщину более 50 мкм..
Положительный эффект предлагаемого способа заключается в изоляции поверхности горной породы, включая трещины и поры, от доступа внешних агентов выветривания — влаги, растворенного кислорода и тионовых бактерий, При наличии на поверхности горной породы слоя антиоксиданта окислительно-восстановительные реакции не протекают, Защитный слой на . поверхности горной породы представлен экологически чистым прочным двойным соединением, известным в природных условиях. Предлагаемый способ отличается простотой осуществления, не требует какихлибо изменений в технологической схеме производства горных работ. В сравнении с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, он обеспечивает существенный социальный эффект, Формула изобретения
Способ предотвращения самовозгорания горных пород, включающий воздействие на них 1-3 -ным раствором хлорида кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности профилактики самовозгорания за счет образования на,поверхности горных пород защитного слоя антиоксиданта, после насыщения породы раствором хлорида кальция омывают ее открытую поверхность суспензией гидроксида кальция, причем соотношение масс хлорида кальция и гидроксида кальция составляет 1.2.
