Способ тушения пожара в куполе горной выработки шахты

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при тушении подземных пожаров. Скопления метана из купола отсасывают по трубе эжектором. Метан сгорает в камере дожигания. Продукты сгорания с инертным газом подают в барботер. Из него инертную пену нагнетают по пожарному рукаву за завал. Одновременно инертный газ подают в купол на замещение метана. Периодически в купол подают тампонажную массу. Повышается эффективность профилактики и тушения пожаров. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при тушении подземных пожаров, преимущественно в куполах горных выработок.

Известен способ тушения горящих отвалов, включающий введение в горную массу перфорированной трубы и вакуумирование через нее межкускового пространства отвала (авт.св. СССР N 1093824, кл. E 21 F 5/00, 1984).

Известен также способ устранения пожаро- и взрывоопасности породных отвалов, включающий размещение в горной массе отвала перфорированных труб для отсоса пожарных газов, выжигание горючих компонентов и утилизацию продуктов сгорания (авт.св. СССР N 1432248, кл. E 21 F 5/00, 1988).

Недостаток известных способов состоит в том, что они малоэффективны в условиях тушения и профилактики пожаров в куполах, образующихся при обрушении сопутствующих залежей в процессе проходки горными выработками геологических нарушений угольного пласта. В этих условиях всегда существует опасность взрыва скоплений метана, поступающего в купол через многочисленные трещины во вмещающих породах.

Целью изобретения является повышение эффективности профилактики и тушения пожаров в куполах горных выработок.

Сущность способа тушения пожара в куполе горной выработки, включающего введение в купол перфорированных труб для отсоса через них пожарных газов, выжигание горючих компонентов и утилизацию продуктов сгорания, состоит в том, что из купола удаляют скопления метана посредством эжектирования его инертным газов в камеру дожигания с последующей подачей продуктов сгорания из камеры дожигания под слой раствора пенообразователя. Полученную таким образом инертную пену подают за завал аварийной горной выработки для создания пенной барьерной пробки. При этом подачу свежего воздуха в аварийный участок ограничивают. Сжигание горючих компонентов в камере дожигания осуществляют посредством пиротехнических зарядов газогенерирующих устройств. При этом периодически в процессе дегазации купола и прилегающих к нему имеющих пород производят замещение отсасываемого метана в объеме купола инертной газовой средой с последующим заполнением купола быстротвердеющим вспененным составом, содержащим расширяющийся композит ПМК. Кроме того, под куполом над обрушенными породами возводят щитовое воздухонепроницаемое перекрытие.

Предлагаемая совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить эффективную защиту горноспасателей от возможных взрывов скоплений метана в куполах горных выработок при тушении подземных пожаров.

На фиг. 1 изображена технологическая схема ликвидации скоплений метана в куполе и заполнение его инертной средой, общий случай; на фиг. 2 - технологическая схема дегазации купола, образовавшегося с завалом аварийной горной выработки; на фиг. 3 - размещение в горной выработке необходимого технологического оборудования для осуществления способа.

Технологическая схема способа содержит перфорированные трубы 3 для нагнетания инертного газа или вспучивающихся вспененных полимерных композитов типа ПМК в купол 2 и трещины 4 во вмещающих породах, а также выходной рукав 5 для подачи инертной пены 6 за завал 7 аварийной горной выработки 8. Для предотвращения (ограничения) подсосов воздуха используют также щитовое воздухонепроницаемое перекрытие 9, которое закрепляют посредством анкеров 10. Дополнительно в аварийной горной выработке 8 размещают парашютную перемычку 11 с узлом крепления 12, камеру дожигания 13, эжектор 14, емкость (вагонетка) 15 с раствором пенообразователя и барботером 16, газификатор 17 и трубопровод 18 для подачи сжатого газа.

Способ реализуют следующим образом.

Перед началом дегазационных работ в верхнюю часть купола 2 вводят перфорированную трубу 1, а в его нижнюю часть - перфорированные трубы 3. Одновременно, для предотвращения подсосов свежего воздуха из атмосферы горной выработки 8, в основании купола 2 возводят щитовое воздухонепроницаемое перекрытие 9, которое крепят посредством анкеров 10. Прокладывают также рукав 5 для подачи инертной пены 6 за завал 7 или в случае его отсутствия рукав 5 прокладывают по почве горной выработки 8 к очагу пожара 19. Жидкий азот из емкости 15 предварительно газифицируют в газификаторе 17 и по трубопроводу 18 подают в эжектор 14 и в перфорированные трубы 3 для нагнетания инертного газа в купол 2. Эжектором 14 скопления метана отсасываются по перфорированной трубе 1 и подаются в камеру дожигания 13, где при помощи пиротехнических зарядов (не показаны) метан воспламеняется и сгорает. Образующиеся продукты сгорания смешиваются в эжекторе 14 с инертным газом и поступают в барботер 16 под слой раствора пенообразователя, который заполняет герметичную емкость 15. Образующаяся инертная пена подается по пожарному рукаву 5 за завал 17 и создает в горной выработке 8 пенную пробку, которая изолирует очаг пожара 19 от поступления к нему свежего воздуха. Для ограничения подачи свежего воздуха в аварийный участок служит также парашютная перемычка 11, стропы которой зафиксированы в узле крепления 12. Периодически в процессе дегазации купола 2 перфорированные трубы 1 и 3 подключают к специальному смесительному устройству (не показано) и подают по ним быстротвердеющий вспененный состав, содержащий, например, расширяющийся при затвердевании полимерный композит ПМК. Быстротвердеющий вспененный состав подают периодически до полного заполнения купола 2 и прилегающих к нему трещин и пустот 4.

Предложенное техническое решение позволяет повысить безопасность горноспасательных работ в горных выработках, отличающихся неустойчивой кровлей и большим содержанием метана.

Формула изобретения

1. Способ тушения пожара в куполе горной выработки, включающий введение в купол перфорированных труб для отсоса через них пожарных газов, выжигание горючих компонентов и утилизацию продуктов сгорания, отличающийся тем, что из купола удаляют скопления метана посредством эжектирования его инертным газом в камеру дожигания с последующей подачей продуктов сгорания из камеры дожигания под слой раствора пенообразователя для получения инертной пены, которую подают за завал аварийной горной выработки для создания пенной барьерной пробки, при этом подачу свежего воздуха в аварийный участок ограничивают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжигание горючих компонентов в камере дожигания осуществляют посредством пиротехнических зарядов газогенерирующих устройств.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что периодически в процессе дегазации купола и прилегающих к нему вмещающих пород производят замещение отсасываемого метана в объеме купола инертной газовой средой с заполнением купола быстротвердеющим вспененным составом, содержащим, например, расширяющийся полимерный композит ПМК.

4. Способ по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что под куполом возводят щитовое воздухонепроницаемое покрытие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3