Способ предупреждения и подавления эндогенных пожаров в выработанном пространстве

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам профилактики и подавления эндогенных пожаров, возникающих в отработанной части угольных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности подавления пожаров за счет создания мощных импульсов подачи огнетушащих аэрозолей в зону формирования газовой завесы. Для этого в выработанное пространство бурят основную и отклоняющие скважины. Формируют изолирующий пояс из насыпного материала и закачивают в образовавшуюся мульду жидкий азот. По основной скважине в обрушенные породы пространства и изолирующий пояс вводят контейнер с автономным аккумулятором тепловой энергии в виде модулей газогенерирующих устройств, при запуске которых производят импульсы газификации жидкого азота в зоне его аккумуляции с формированием направленного формирования газово-аэрозольной завесы в аварийном участке. При этом предполагается использование ряда приемов, повышающих эффективность способа. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам профилактики и подавления эндогенных пожаров, возникающих в отработанной части угольных пластов.

Известен способ борьбы с эндогенными пожарами (и устройство для его осуществления), включающий порционную подачу в выработанное пространство инертного газа, чередуя распыление в каждой порции инертного газа порошка, набухающего при взаимодействии с водой, аэрозолей и пара воды (авт. свид. СССР 1645552, кл. Е 21 Р 5/00, 1989).

Недостаток способа заключается в том, что его осуществление возможно в случае заранее известного локального местоположения притечек воздуха в выработанное пространство из действующего забоя со стороны вентиляционного штрека, когда подходы для производства профилактических работ путем прокладки трубопровода не затруднены, как и выбор технических средств для их выполнения. При этом преимущество приемов импульсной подачи антипирогенов не использовано.

Известен способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства, включающий подачу порошкового антипирогена с помощью сжатого газа в выработанное пространство против движения утечек путем формирования газовой завесы (авт. свид. СССР 1744270, кл. Е 21 F 5/00, 1990).

Недостаток способа заключается в ограниченности подачи объема порошкового антипирогена в зону формирования газовой завесы вследствие ограниченности сечения обсадной трубы скважины, применяемых технологий газификации криогенной жидкости и применяемого технологического оборудования.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса подавления пожара за счет создания мощных импульсов подачи огнетушащих аэрозолей в зону формирования газово-аэрозольной завесы, увеличения объема обработки выработанного пространства через одну скважину за счет применения новой технологии формирования импульсов газово-аэрозольной завесы при повышенных давлениях, что обеспечивает повышение эффективности использования многоканальной профилактической скважины.

Это достигается тем, что в способе предупреждения и подавления эндогенных пожаров в выработанном пространстве, включающем подачу через основную скважину с поверхности порошкового антипирогена с помощью сжатого газа в зону формирования газово-аэрозольной завесы выработанного пространства, в зону фронта проникновения пожарных газов путем направленного бурения дополнительно проходят две отклоняющие скважины, затем на подготовительном этапе по основной скважине и в створе с ней отклоняющим скважинам по фронту производят возведение барьерного изолирующего пояса из сыпучего материала, после чего в сторону формирования газово-аэрозольной завесы проходят отклоняющую опережающую скважину, по которой производят нагнетание порошкового антипирогена, затем по основной скважине производят внедрение контейнера с автономным аккумулятором тепловой энергии с последующим насыщением обрушенных пород в зоне барьерного изолирующего пояса жидким азотом, после чего дистанционно путем направленного выпуска тепловой энергии производят импульс массированной газификации жидкого азота в зоне его аккумуляции. В качестве аккумулятора тепловой энергии используют модули газогенерирующих устройств высокого ингибирующего действия. Запуск в действие модулей газогенерирующих устройств производят импульсивно. При этом с каждым импульсом подачи газово-аэрозольной смеси осуществляют подачу индикаторного газа различного состава. Перед насыщением обрушенных пород в зоне барьерного изолирующего пояса жидким азотом породы подвергают увлажнению, а перед выпуском импульса тепловой энергии из аккумулятора по опережающей отклоняющейся скважине в сторону формирования газово-аэрозольной завесы производят импульс подачи перегретого пара.

Предложенная совокупность отличительных признаков, а именно предварительное формирование в выработанном пространстве аккумуляторов в виде автономного источника тепловой энергии и источника криожидкости, позволяет обеспечить новые технологии импульсного транспортирования газово-аэрозольных композиционных составов в зону формирования газово-аэрозольной завесы на пути движения пожарных газов или подавления очагов эндогенных пожаров.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена технологическая схема осуществления способа.

Схема включает транспортный резервуар 1 жидкого азота, бункер-дозатор 2 порошкового антипирогена, транспортное средство 3 сыпучего материала (цементовоз), аэратор 4 потока профилактических составов, обустройство 5 устья основной обсадной скважины 6 в выработанное пространство 7 угольного пласта, имеющего пожарный участок 8, отклоняющие скважины 9 и 10, соответственно пройденные вдоль фронта движения пожарных газов и ему навстречу, буровую штангу 11 с контейнером 12 автономного аккумулятора тепловой энергии и уплотнителем 13, обеспечивающим перекрытие сечения канала основной скважины 6 (при подаче жидкого азота), барьерный изолирующий пояс 14 из насыпного материала, искусственную мульду 15 (накопитель) накопления (аккумуляции) жидкого азота.

Технологическая схема работает следующим образом.

При отработке самовозгорающегося угля и наличии пожароопасных утечек пожарных газов в действующий очистной забой в выработанном пространстве 7 проходят основную 6 и отклоняющие 9 (две по фронту) скважины, по которым производят формирование барьерного изолирующего пояса 14 путем закачки через аэратор 4 сыпучего материала, например летучей золы. После этого проходят отклоняющую опережающую скважину 10 в сторону формирования газово-аэрозольной завесы, по которой производят вначале подачу порошкового антипирогена для обработки выработанного пространства и аккумуляции антипирогена непосредственно в зоне формирования газово-аэрозольной завесы, затем производят внедрение посредством буровой штанги II по основной скважине 6 контейнера 12 с автономным аккумулятором тепловой энергии в виде модулей газогенерирующих устройств и заполнение образовавшейся мульды перед барьерным изолирующим поясом 14 жидким азотом. При этом часть жидкого азота за счет теплосъема с окружающих пород газифицируется с образованием инертной среды в зоне создания газово-аэрозольной завесы. После захолаживания вмещающих пород часть азота аккумулируется в жидком виде. Для герметизации накопительной мульды в зоне аккумуляции жидкого азота возможен прием предварительного увлажнения вмещающих пород. Для усиления, закрепления и обустройства устья скважины применяют обустройство 5 в виде змеевика, по которому для замораживания устья подают жидкий азот. Для транспортирования газово-аэрозольной завесы навстречу притечек пожарных газов (в зону очага пожара) дистанционно с поверхности производят поочередной запуск модулей газогенерирующих устройств. В результате выпуска тепловой энергии в зону аккумуляции жидкого азота происходит массовый выброс (импульс) газифицированного продукта в зону создания газово-аэрозольной завесы, который на своем пути поднимает во взвешенное состояние порошковый антипироген и транспортирует его в аварийный участок. В целях единовременной подачи большего количества теплоносителя возможен прием подачи по скважинам 6 и 10 перегретого пара. Этот прием обеспечивается использованием передвижной паровой автомобильной установки ППУА-1600/100 с производительностью по пару 1600 кг/ч, максимальной температурой 310^oС и рабочим давлением до 10 МПа.

С целью обеспечения контроля транспортирования завесы в зону очага пожара с каждым импульсом подачи газово-аэрозольной смеси осуществляют подачу индикаторного газа, при этом состав его изменяют, т.е. каждому импульсу соответствует свой состав (хладон 114B2, гексафторид серы и др.). Возможен прием подачи импульсов аэрозолей цветового состава. Газовый контроль осуществляют по контрольной скважине.

Применение способа и многоканальной скважины позволит повысить эффективность профилактики, локализации и тушения эндогенных пожаров, обеспечить безопасность горных работ за счет снижения выноса горючих и токсичных материалов в действующие выработки.

Формула изобретения

1. Способ предупреждения и подавления эндогенных пожаров в выработанном пространстве, включающий подачу через основную скважину с поверхности порошкового антипирогена с помощью сжатого газа в зону формирования газово-аэрозольной завесы выработанного пространства, отличающийся тем, что в зону фронта проникновения пожарных газов путем направленного бурения дополнительно проходят две отклоняющие скважины, затем на подготовительном этапе по основной скважине и в створе с ней отклоняющим скважинам по фронту производят возведение барьерного изолирующего пояса из сыпучего материала, после чего в сторону формирования газово-аэрозольной завесы проходят отклоняющую опережающую скважину, по которой производят нагнетание порошкового антипирогена, затем по основной скважине производят внедрение контейнера с автономным аккумулятором тепловой энергии с последующим насыщением обрушенных пород в зоне барьерного изолирующего пояса жидким азотом, после чего дистанционно путем направленного выпуска тепловой энергии производят импульс массированной газификации жидкого азота в зоне его аккумуляции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аккумулятора тепловой энергии используют модули газогенерирующих устройств высокого ингибирующего действия.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что запуск в действие модулей газогенерирующих устройств производят импульсивно.

4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что с каждым импульсом подачи газово-аэрозольной смеси осуществляют подачу индикаторного газа различного состава.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что перед насыщением обрушенных пород в зоне барьерного изолирующего пояса жидким азотом породы подвергают увлажнению.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что перед выпуском импульса тепловой энергии из аккумулятора по опережающей отклоняющейся скважине в сторону формирования газово-аэрозольной завесы производят импульс подачи перегретого пара.

РИСУНКИ

Рисунок 1