Способ предупреждения эндогенных пожаров в действующих выемочных участках

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при подземной разработке пластов, склонных к самовозгоранию, длинными столбами по простиранию. Техническим результатом является повышение эффективности предупреждения эндогенных пожаров за счет снижения времени и величины утечек воздуха через выработанное пространство. Способ включает нагнетательно-всасывающее проветривание с отводом части исходящей струи по вентиляционному штреку в направлении движения очистного забоя. При этом снижают воздухопроницаемость обрушенных пород в зоне погашения вентиляционного штрека, а оставшуюся часть исходящей струи отводят по скважинам из участка вентиляционного штрека между линией очистного забоя и зоной его погашения. Причем время проветривания указанного участка принимают меньше величины инкубационного периода самовозгорания угля. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при подземной разработке длинными столбами по простиранию пластов угля, склонных к самовозгоранию.

Известен способ проветривания выемочных участков при разработке высокогазоносных пластов угля длинными столбами, заключающийся в том, что свежий воздух подают по конвейерному штреку, а исходящую струю частично отводят по вентиляционному штреку в направлении движения очистного забоя, а частично с помощью газоотсасывающей установки - через выработанное пространство отрабатываемого или отработанного столба (патент РФ №1567792, кл. E21F 1/00, опубликован в 1990 году, Бюл. №20).

Недостатком известного способа является невозможность использования его при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, и отсутствие надежных путей отвода части исходящей струи воздуха через выработанное пространство вследствие постоянного изменения его аэродинамического сопротивления.

Известен способ вентиляции газообильной угольной лавы, заключающийся в том, что исходящую струю, отводимую через выработанное пространство, выпускают на поддерживаемый за линией забоя участок вентиляционного штрека, а затем отводят через сбойки на дренажный штрек и далее через вентиляционную скважину, оборудованную газоотсасывающей установкой (авторское свидетельство № 1024595, кл. E21F 1/00, опубликовано в 1983 году, Бюл. № 23).

Недостатками известного способа являются большая протяженность поддерживаемых выработок и значительные утечки воздуха через выработанное пространство, что осложняет возможность отработки пластов угля, склонного к самовозгоранию.

Известен способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства путем управления газовыделением при отработке длинными столбами по простиранию газообильного угольного пласта (авторское свидетельство СССР № 1439258, кл. E21F 1/00, заявлено 18.07.86, опубликовано в 1988 году, Бюл. №43). Сущность известного способа заключается в том, что при работе нагнетательного и всасывающего вентиляторов в выработанном пространстве очистного забоя на уровне конвейерного штрека создают подпор воздуха, равный давлению воздуха на входе в очистной забой, а на уровне вентиляционного штрека создают разрежение и устанавливают вентиляционные трубопроводы. Перепад давления между сопряжением лавы с вентиляционным штреком и концом отсасывающего трубопровода выбирают из условия снижения выноса газа из выработанного пространства к очистному забою и предупреждения возникновения эндогенного пожара.

Недостатками известного способа являются:

не исключается возможность возникновения эндогенных пожаров в связи со значительными утечками воздуха через выработанное пространство, особенно в районе неподдерживаемого вентиляционного штрека, остающегося в завале;

загромождение выходов из очистного забоя дополнительными вентиляторами и вентиляционными трубопроводами с регуляторами давления;

сложность осуществления способа, особенно при отработке пластов с небольшим инкубационным периодом самовозгорания.

Техническим результатом предложенного способа является повышение эффективности предупреждения эндогенных пожаров за счет снижения времени и величины утечек воздуха через выработанное пространство.

Предложен способ предупреждения эндогенных пожаров в действующих выемочных участках при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, длинными столбами по простиранию, включающий нагнетательно-всасывающее проветривание с отводом части исходящей струи по вентиляционному штреку в направлении движения очистного забоя.

Отличием предложенного способа является то, что в зоне погашения вентиляционного штрека снижают воздухопроницаемость обрушенных пород, а оставшуюся часть исходящей струи отводят по скважинам из участка вентиляционного штрека между линией очистного забоя и зоной его погашения, причем время проветривания указанного участка принимают меньше величины инкубационного периода самовозгорания угля.

Отличием является также то, что оставшуюся часть исходящей струи отводят непосредственно на поверхность или в параллельную выработку.

В известных способах отработки пластов угля, склонного к самовозгоранию, основной причиной возникновения эндогенных пожаров являются величина и продолжительность утечек воздуха из очистного забоя через выработанное пространство, а также концентрация их вдоль неподдерживаемого вентиляционного штрека, где высокая воздухопроницаемость обрушенных пород и имеются потери отбитого угля и деформированные целики. Предложенный способ отличается также тем, что обрушенные породы вдоль неподдерживаемой части вентиляционного штрека обрабатывают составами, снижающими воздухопроницаемость обрушенных пород, например, известными твердеющими растворами цемента, заиловочными составами и т.д. За счет этого уменьшаются продолжительность проветривания потерь угля, утечки воздуха и их скорость, что практически исключает возможность возникновения эндогенных пожаров в выработанном пространстве.

Сущность предложенного способа поясняется чертежом, где показан пример его осуществления.

Угольный пласт, склонный к самовозгоранию, отрабатывают длинными столбами по простиранию. Подготовку поля шахты осуществляют с помощью вентиляционного ствола 1, оборудованного нагнетательным вентилятором 2, вентиляционного ствола 3, оборудованного всасывающим вентилятором 4, грузолюдского ствола 5, транспортного ствола 6 и монтажного ствола 7. Отработку выемочного столба 8 производят с помощью конвейерного штрека 9 и вентиляционного штрека 10. Очистной забой 11 оборудован механизированным комплексом. Перед отработкой выемочного столба 8 проходят конвейерный штрек и начинают подготовку следующего выемочного столба 13. При выемке столба 8 соответствующие участки конвейерного и вентиляционного штреков остаются в выработанном пространстве 14 и не поддерживаются. Проветривание выемочного столба 8 осуществляют по схеме: вентиляционный ствол 1 - конвейерный штрек 12 - вентиляционный ствол 3 - конвейерный штрек 9 - очистной забой 11, вентиляционный штрек 10 - вентиляционный ствол 3.

С помощью вентиляторов, размещенных на стволах 1 и 3, устанавливают в очистном забое 11 режим проветривания, соответствующий минимальным утечкам воздуха. Для осуществления предлагаемого способа с поверхности или из параллельной выработки на вентиляционный штрек 10 бурят скважины 15. Расстояние между этими скважинами принимают из расчета подвигания очистного забоя 11 между ними за время, не превышающее продолжительности инкубационного периода вынимаемого угля (7-28 суток). По указанным скважинам за счет создаваемого в них разрежения отводят часть воздушной струи, исходящей из очистного забоя, и утечки воздуха в выработанное пространство 14. Длина участка 16, из которого производится отсос по скважине 15, определяется от линии очистного забоя и не может превышать расстояния между скважинами. Для ограничения длины проветриваемого участка и распространения утечек воздуха в выработанное пространство по неподдерживаемой части 17 вентиляционного штрека 10 с поверхности или из параллельной выработки бурят скважины 18 и по ним подают герметизирующий состав, который заполняет пространство между обрушенными породами, и создают вдоль неподдерживаемой части 17 вентиляционного штрека изоляционную полосу. В качестве подающей скважины 18 можно использовать скважины 15 после окончания отсоса по ним газовой смеси. Расстояние между скважинами 18 определяют исходя из величины радиуса распространения используемого герметизирующего состава.

Таким образом, часть исходящей струи отводят на вентиляционный ствол 3 в направлении подвигания очистного забоя 11, а часть ее отсасывают на участке 16 по скважине 15. В участке 17 вентиляционного штрека 10 через скважину 18 осуществляют работы по снижению воздухопроницаемости обрушенных пород. По мере подвигания очистного забоя границы указанных участков смещаются вслед за ним, при этом прососы воздуха через выработанное пространство ограничены длиной участка 16 вентиляционного штрека, и длительность проветривания его не может превышать времени инкубационного периода самовозгорания угля (7-28 суток).

1. Способ предупреждения эндогенных пожаров в действующих выемочных участках при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, включающий нагнетательно-всасывающее проветривание с отводом части исходящей струи по вентиляционному штреку в направлении движения очистного забоя, отличающийся тем, что снижают воздухопроницаемость обрушенных пород в зоне погашения вентиляционного штрека, а оставшуюся часть исходящей струи отводят по скважинам из участка вентиляционного штрека между линией очистного забоя и зоной его погашения, причем время проветривания указанного участка принимают меньше величины инкубационного периода самовозгорания угля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оставшуюся часть исходящей струи отводят непосредственно на поверхность.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оставшуюся часть исходящей струи отводят в параллельную выработку.