Способ нейтрализации подземных пожаров

 

Использование: при тушении, например , угольных пластов открытых и подземных месторождений. Сущность изобретения: вдоль лавы бурят скважины, размещают в них невзрывные пневматические источники , заполняют их упруговязким телом. Ориентируют оси источников в направлении очага пожара. Возбуждают упругие колебания в диапазоне 60-150 Гц в совокупности с нагнетанием ПАВ. Нагнетание жидкого азота или суспензий и вибровоздействие в указанном диапазоне осуществляют в течение времени, при котором деформации сжатия в пласте перейдут в деформации растяжения. Затем переходят на частоту собственных колебаний пласта. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (I l) (я)5 Е 21 F 5/00

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4905962/03 (22) 17.12.90 (46) 30.08.93. Бюл. М 32 (72) В,Н.Бакулин и А.В.Бакулин (76) В.Н.Бакулин (56) Судиловский М.Н. и др, Предупреждение и ликвидация аварии на шахтах ФРГ. М:

Недра, 1988, Авторское свидетельство СССР

М 1435801, кл, Е 21 F 5/00, 1988. (54) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ (57) Использование. при тушении, напримЕр, угольных пластов открытых и подземЗаявляемое изобретение относится к горному делу и может быть использована для профилактики и объемного тушения пОдземных пожаров на угольных шахтах, нвфтяных скважинах, Цель изобретения — повышение эффективности нейтрализации подземных пожаров.

На чертеже приведена схема реализации способа, где 1 — автоцистерна с жидким азотом, 2 - вакуумирующая емкость, 3— испаритель, 4 — приборы контроля и регулирования, 5 — трубопровод, 6 — изолирующие перемычки, 7 — конвейерный штрек, 8-очаг пожара, 9 — лава, 10 — скважины для размещения источников, 11 — источники,. 12 — упpyro-вязкое тело (материал, которым заполняют скважины с размещенными в них невзрывными пневматическими источниками), 13 — компрессор высокого давления ЭУ-5 или ЭУ-7, 14 — электронный пульт управления для синхронизации работы ных месторождений, Сущность изобретения: вдоль лавы бурят скважины, размещают в них невзрывные пневматические источники, заполняют их упруговязким телом. Ориентируют оси источников в направлении очага пожара. Возбуждают упругие колебания в диапазоне 60 — 150 Гц в совокупности с нагнетанием ПАВ. Нагнетание жидкого азота или суспензий и вибровоздействие в указанном диапазоне осуществляют в течение времени, при котором деформации сжатия в пласте перейдут в деформации растяжения. Затем переходят на частоту собственных колебаний пласта. 2 з.и. ф-лы, 1 ил. группы виброисточников, 15 — вытяжной вентилятор.

Способ осуществляют следующим образом, Автоцистерна с жидким азотом представляет собой тягач и прицеп массой 38 тонн. Внутренний резервуар цистерны представляет собой емкость с вместимостью 24,5 Мз при степени заполнения 95% при температуре 15ОС и давлении 0,1 МПа.

В задней части прицепа установлен центробежный насос вводимый в действие электродвигателем. Он служит для заполнения аккумулирующей емкости, так и для питания испарительной установки 3. Питание электродвигателя осуществляется либо от генератора двигателя, либо от местной сети электроснабжения.

Длительность заправки зависит от давления в аккумулирующей емкости 2 и со.ставляет для автоцистерны 38 т как правило

1 — 1,5 часа. Подключение цистерн ы к аккуму1838627 лирующей емкости осуществляется с по- сжатия в пласте сменяет деформации растямощью гофрированного шланга "томпак" со жения, что соответствует оптимальной проспециальными герметичными муфтами, Ак- ницаемости углей и вмещающих пород и кумулирующие емкости 2 имеют два резер- увеличивает их гидро- и аэродинамические вуара вместимостью 12,5-50 т при давлении 5 свойства. Затем переходят на частоту вибдо 2 МПаи Т = 15ОС; давление регулирует- ровоздействия равную частоте нагнетания ся клапаном 4. Расход жидкого азота регу- жидкого азота или суспензий в пласт через лируется поиборами контроля 4 с нагнетательные скважины причем, их нарасчетом 3 м /с. Расход азота регулиру- гнетание производят в резонансном режиется выходом его из аккумулирующей еМ- 10 ме. При этом в рабочие растворы добавляют кости 2 с помощью счетчика турбинного 1 расклинивающих веществ с размерами типа, соединенного с количественным 0,01-0,06 мм и плотностью 3,6 г/смз, что с. преобразователем, В последнем с учетом одной стороны соответствует естественной величины давления и температуры, фикси- трещиноватости углей и вмещающих пород, руется измерительный импульс, передава- 15 составляющих 0,1 — 1,0 мм и с другой, при емый на тахометр, выходной ток которого такойплотностивеществвыдерживаютгорсоответствует расходу азота. Измерения ное давление обусловленное весом пород, ведутся в двух диапазонах — от 0 да 1,2 и от Расклинивающие частицы попадая в поры и

0 до 5,6 м /с. Переключение диапазонов трещины не дают им закрыться и следоваз осуществляется автоматическииможетосу- 20 тельно, повышают проницаемость углей и ществляться вручную, Величина расхода . пород, и кроме того. служат новыми конценазота, а также его давления и температуры, . траторами трещин в пласте и тем самым на вход в став трубы в шахтном стволе запи- снижают их прочность на разрыв на пути сывается на лентах самописцев. Затем по распространения мощных вибрационных технологическому проводу 5 и с учетом раз- 25 колебаний и увеличивают гидро- и аэродимещения изолирующих перемычек 6 в кон- намические свойства массива, вейерном штреке 7 на предмет утечки газа Время воздействия — время синхронной и попадании его в вентиляционную струю, работы группы еиброисточников регулируподают жидкий азот в зону пожара 8. Во ется посредством электронного пульта упвремя выполнения подготовительных работ 30 равления 14 и зависит от обводненности для нейтрализации очага пожара посредст- пласта и геомеханических .условий залегавом жидкого азота, вспененной суспензии ния пласта, При синхронной работе источили других составов по длине лавы, бурят ников их амплитуду колебаний медленно скважины 10 с шагом через 15 — 20 м и диа- . поднимают от минимально возможного до метром G 200-500 мм и глубиной 5 — 7 м и 35 уровня равного0,2-0,3отразрушающихнаразмещают в низ невэрывные пневматиче- пряжений в пласте, чтобы не вызвать негаские источники типа, "Импульс-1",Пилон и тивных динамических проявлений горного другие и заполняют скважины с размещен- давления — внезапных выбросов угля, пороными в них виброисточниками 11 упруговяз- ды и газа и при достижении положительного ким телом 12, причем, в качестве материала 40 эффекта — нейтрализации очага пожара, упруговязкого тела используют штыб, мок- вновь переходят на частоту вибровоздейстрый кварцевый песок, вбуровую мелочь и вия равную 60 — 1500 Гц с.таким условием, другие минеральные добавки, подбирая их . чтобы нагнетая в пласт. воду осуществить акустическое сопротивление таким обра- региональноеувлажнениепластаводойдля зом, чтобы оно было равно по величине аку- 45 профилактики его самовозгорания. стическому сопротивлению углей или Колебания вызывают в пласте относивмещающих пород в массиве для лучшей тельную подвижку структурных элементов передачи энергии акустического импульса в пласта,. в поры и трещины которых пронитело пласта. Глубина скважин 10 обусловле- кают под действием вибрации вначале разна давлением, которое обеспечивает мате-. 50 упрочняющие растворы, повышающие риал упруговязкого тела 12 на источник, для проницаемость пласта в несколько поряд. диапазона частот 60-1500 Гц составляет 5 — ков по сравнению со случаем, когда вибро10 атмосфер и найдено экспериментально в воздействия не п роизводят. Колебания морской сейсморазведке на акваториях. вызываемые группой источников или одним

Оси источников ориентируют в направ- 55 из них, вызывает в пласте миграцию — перелении очага пожара, возбуждают упругие мещение флюидов, жидкостей и газов, соколебания в совокупности с нагнетанием в держащихся в порах и трещинах, и пласт рабочего раствора с добавкой 3-5 происходит перераспределение поля упруПАВ и вибровоздействия осуществляют в гих напряжений и частичная дегазация платечение времени, при котором деформация ста. Работу виброисточникрв контролируют

1838627 измеряя до, во время и после вибровоздей- еме и снизить сроки его тушения при большей его производительности по сравнению температуру пласта; с классическими способами не позволяюскорость газовыделения; щими управлять проницаемостью пласта напряженно-деформированное состоя- 5 при вибровоэдействиях. ние пласта и вмещающих пород. Ожидаемый экономический эффект от

Подачу жидкого азота в пласт произво- внедрения заявляемого способа составляет дят таким образом, что она осуществлялась в год 50 т.рублей. в направлении противоположном направлению движения вентиляционной струи с 10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я целью исключения утечки азота при его ис- 1. Способ нейтрализации подземных парении и попадания в свежую струю. пожаров, включающий бурение скважин и

Сущность изобретения состоит в том, подачу через них суспензии в район очага чт размещение виброисточников в мас- пожара, отличающийся тем, что, с сире позволяет привести в возбужденное 15 целью повышения эффективности нейтрасо тояние локальную часть пласта, подвер- лизации подземных пожаров, скважины бугш гося возгоранию и нагнетая в пластсус- рят по длине лавы с шагом 15 — 20 м, - ne эии или жидкий азот осуществить размещают в них невзрывные пневматичеоб емное тушение пожара за счет мигра- скиеисточники, которые ориентируютвнации флюидов в порах и трещинах за счет 20 правлении очага пожара, заполняют ви раций и замещения газовой фазы жид- скважины упруговязкими агентами и привоко в пропластках угля. Возникающие под дят локальный участок пласта в возбужденвоздействием упругих колебаний вдиапазо- ное состояние путем вибровоздействия в не 60-1500 Гц волны сжатия и растяжения диапазоне 60-150 Гц, при этом амплитуды де ствуют как тектонический насос и спо- 25 колебаний поднимают от минимального собствует увеличению миграции флюидов в возможного уровня до уровня, равного 0,2по ах и трещинах на несколько порядков 0,3 от разрушающих напряжений, и однобы трее, чем в отсутствие волны, временно с вибровоэдействием производят П реимущества способа заключаются в нагнетание в пласт воды с добавкой 3-5 (, том, что нейтрализация подземных пожаров 30 flAB и расклинивающих веществ с размепо редлагаемому способу позволяет осу- ром частиц 0,01 — 0,06 мм и плотностью 3,6 ще твить: г/см, причем вибровоздействие в указана возбуждать в пласте колебания в вы- номдиапазонечастотосуществляютвтечеб ра ном диапазоне частот в режиме накоп- ние времени, при котором деформации ленья упругой энергии при неизменных 35 сжатия в пласте перейдут в деформации контактных условиях и закачать в пласт не- растяжения, после чего переходят на видрообх димую энергию для управления прони- воздействие с частотой, равной частоте собственных колебаний пласта,и одновре свести к минимуму вероятность дина- менно с этим производят нагнетание жидмикИ проявления горного давления, 40 кого азота в резонансном режиме. увеличить гидро- и аэродинамические 2. Способ поп.1,отличающийся свойства пласта и вмещающих пород в мас- тем, что подачу жидкого азота в очаг пожара

c e) за счет нагнетания разупрочняющих осуществляют в направлении, противоповеществ и расклинивающих агентов; ложном направлению движения вентиляци, осуществить объемное тушение под- 45 онной струи. земного пожара в считанные часы и дни и 3. Способ по п.1, отл и ча ю щ ийс я пов сить эффективность способа и его про- тем, что во время до и после вибровоздейстизв дительность. вия осуществлять контроль за скоростью гаспользование заявляемого способа эовыделения, изменением температуры и позволяет более эффективно произвести ту- 50 напряженно деформированным состоянишенйе подземного пожара во всем его обь- ем пласта..

1838627

Составитель И.Оедяева

Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор И.Савина

Г1роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2916 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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