Способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах

Авторы патента:

E21F5/00 - Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров (перемычки E21F 17/103; нанесение жидкостей или других текучих материалов на поверхности вообще B05)

Владельцы патента RU 2543238:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в выработках газообильных шахт. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в горных выработках пыли. Предложен способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах, включающий определение в угле содержания летучих веществ и минеральных в нем примесей, измерение количества отложившейся в горной выработке пыли и установление нижнего предела ее взрываемости. При этом в угольном пласте выделяют участки с включениями пирита, а в процессе очистной выемки угля в выработке с исходящей вентиляционной струей измеряют расход воздуха, содержание в нем метана и сероводорода. По содержанию сероводорода, образующегося в процессе термического разложения пиритной пыли, устанавливают нижний предел взрываемости гибридной смеси.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в выработках газообильных шахт.

Известен способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в выработках газообильных шахт, включающий определение в угле летучих веществ и минеральных в нем примесей, измерение концентрации метана в рудничном воздухе и количества отложившейся в горной выработке пыли, установление нижнего предела ее взрываемости (Геотехнологические проблемы разработки опасных по газу и пыли угольных пластов / А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев, B.C. Забурдяев; Институт проблем комплексного освоения недр РАН. - М.: Наука, 2007. - 279 с.).

Недостатком способа является то, что в нем не учитывают расходы метановоздушных смесей в горных выработках, включения пирита в угольных пластах, пыль которого воспламеняется при температуре, значительно ниже температуры воспламенения угольной пыли.

Известен способ прогноза взрывоопасности отложившейся в шахтах угольной пыли, включающий определение в углях содержания летучих и минеральных примесей, измерение количества отложившейся в горных выработках угольной пыли и установление нижнего предела ее взрываемости (Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах / B.C. Забурдяев, А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев и др. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 316 с.).

Недостатком данного способа является то, что в нем не выявляют в угольных пластах включения пирита, не измеряют расходы метановоздушных смесей в запыленных выработках с исходящей струей воздуха в процессе очистной выемки угля.

Наиболее близким является способ прогноза взрывоопасности отложившейся в угольных шахтах пыли, включающий определение в углях летучих веществ, минеральных и негорючих примесей, отбор проб отложившейся в выработках угольной пыли и установление нижнего предела ее взрываемости (Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах / А.Д. Рубан, В.Б. Артемьев, B.C. Забурдяев и др. - М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. - 396 с., прототип).

Недостатки способа заключаются в том, что в угольных пластах не выделяют участки с включениями пирита, в процессе очистной выемки угля в выработках с исходящей вентиляционной струей не измеряют расходы воздуха и содержание в нем метана и сероводорода, существенно влияющих на температуру воспламенения гибридных смесей.

Целью изобретения является повышение достоверности прогноза взрывоопасности отложившейся в горных выработках пыли, что осложняет выбор технологических мероприятий по предотвращению взрывов пыли при ведении подземных работ в опасных по газу и пыли угольных шахтах.

Согласно изобретению поставленной цели достигают тем, что в способе прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах, включающем выделение в угольном пласте участков с включениями пирита, определение в угле количества летучих веществ и минеральных в нем примесей, измерение расхода воздуха, содержания в нем метана и сероводорода в процессе очистной выемки угля в выработке с исходящей вентиляционной струей, измерение количества отложившейся в горной выработке пыли, устанавливают нижний предел взрывоопасности отложившейся пыли и условия воспламенения газопылевой гибридной смеси. При этом за нижний предел взрываемости пыли принимают удельное в граммах количество пыли в кубическом метре рудничного воздуха, способное в определенных условиях к низкотемпературному воспламенению гибридной смеси.

Способ осуществляют следующим образом.

На шахтном поле по данным геологической разведки выделяют участки угольного пласта с включениями пирита, определяют в угле количество летучих веществ, минеральных в нем примесей и золы. Во время работы комбайна по добыче угля в выработке с исходящей из лавы струей измеряют расход воздуха и содержание в нем метана и сероводорода, определяют количество отложившейся пыли в выработке путем использования стандартных способов и средств отбора проб пыли. При этом за нижний предел взрываемости пыли принимают уровень удельного в граммах количества пыли в кубическом метре рудничного воздуха.

Содержание в воздушном потоке сероводорода, образующегося в процессе термического разложения пиритной пыли и снижающего температуру воспламенения гибридных смесей, определяют путем измерения его концентрации в измеренном в выработке расходе воздуха.

Все упомянутые выше измерения и определения параметров метанопылевоздушных смесей, содержания в угле летучих веществ, минеральных примесей и золы, количества отложившейся в выработке пыли и нижнего предела ее взрываемости выполняют в соответствии с рекомендациями нормативно-методических документов в области рудничной аэрологии и технического анализа проб угля и пыли.

Положительный эффект достигается за счет учета условий и комплекса факторов, влияющих на формирование в рудничной атмосфере и в горной выработке количества взрывоопасной отложившейся пыли, а также путем измерения содержания в рудничном воздухе метана и сероводорода, существенно определяющих температурный режим воспламенения гибридных смесей.

«Способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах, включающий определение в угле содержания летучих веществ и минеральных в нем примесей измерение количества отложившейся в горной выработке пыли и установление нижнего предела ее взрываемости, отличающийся тем, что в угольном пласте выделяют участки с включениями пирита, в процессе очистной выемки угля в выработке с исходящей вентиляционной струей измеряют расход воздуха, содержание в нем метана и сероводорода, по содержанию последнего, образующегося в процессе термического разложения пиритной пыли, устанавливают нижний предел взрываемости гибридной смеси».

Изобретение относится к горному делу, а именно к повышению безопасности ведения горных работ. Технический результат достигается тем, что измерение относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта осуществляют дистанционно с расстояния 1,0-1,5 м через 3-5 м по длине лавы, при этом в каждой точке измерения к учету принимают среднее значение, полученное не менее чем в 30 циклах измерений, а границей защищенной зоны принимают расстояние от линии примыкания пласта к выработанному пространству до точки фиксации стабилизации значения радиационной температуры.

Автоматизированная система аэрогазового контроля и предотвращения взрыва в забое // 2539052

Изобретение относится к автоматизированной системе аэрогазового контроля в очистном забое шахты. Техническим результатом является минимизация опасности взрыва путем надежного выявления манипуляции с газовыми датчиками и предупреждения самовозгорания угля в забое.

Установка для очистки воздуха от пыли // 2536881

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха.

Способ прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и рудниках // 2536544

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной и рудной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и газоопасных рудниках.

Способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля // 2533482

Способ относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использован для прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля.

Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах // 2528807

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах и газоопасных рудниках.

Способ определения выбросоопасных зон в угольных пластах // 2528304

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения выбросоопасных зон в угольных пластах.

Способ прогноза метаноопасности шахт // 2527096

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для установления категорий опасности шахт по метану. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ по газовому фактору за счет повышения точности прогноза метаноопасности шахт по показателям содержания метана в угольных пластах по числовым значениям абсолютной метанообильности очистных выработок.

Герметизатор шпуров для контроля газоносности угольных пластов // 2526954

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при герметизации шпуров для оценки газоносности метаноносных угольных пластов и контроля газовыделения в горные выработки.

Способ аэрогазового контроля (агк) атмосферы угольных шахт // 2526033

Изобретение относится к способам контроля состава и параметров атмосферы угольных шахт, а именно к газовому анализу. Техническим результатом является повышение эффективности аэрогазового контроля в горных выработках угольных шахт за счет выполнения диагностики и выявления незаконных вмешательств в штатный режим работы систем аэрогазового контроля (АГК), а также реагирования на кратковременные пульсации концентраций метана, превышающих по амплитуде допустимые нормы.

Способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах // 2543244

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к борьбе с взрывами горючих газов в горных выработках. Техническим результатом является повышение эффективности способа предотвращения взрывов горючих газов, а также снижение расхода пенообразующей жидкости. Предложен способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок с созданием в них взрывобезопасной концентрации горючих газов под избыточным давлением и прокладкой канала для транспортирования горной массы. Причем указанный канал заполняют пеной под давлением, превышающим давление горючего газа в горной выработке. При этом часть канала для транспортирования горной массы располагают горизонтально, причем под этой частью канала помещают емкость для стекания пенообразующей жидкости из разрушающейся пены, которую используют для повторного получения пены. 1 ил.

Способ предупреждения и подавления самовозгорания породных отвалов // 2547186

Изобретение относится к горной промышленности, борьбе с эндогенными пожарами. Техническим результатом является повышение эффективности способа предупреждения и подавления самовозгорания породных отвалов. Предложен способ предупреждения и подавления самовозгорания породных отвалов, включающий нагнетание раствора антипирогена в породный отвал. При этом подачу антипирогена осуществляют через перфорированный трубопровод, уложенный в насыпных породах по периметру отвала вдоль его бортов. Причем подачу антипирогена чередуют с подачей по трубопроводу инертного газа. Кроме того расстояние от поверхности до перфорированного трубопровода превышает глубину промерзания пород в зимнее время.

Взрывоустойчивое перемычное устройство // 2554371

Изобретение относится к возведению перемычек в горнорудной промышленности, а более конкретно к устройству перемычек в подводящих выработках отработанных очистных лав и в выработках у запожаренных участков в газовых шахтах. Техническим результатом является повышение устойчивости перемычки. Перемычка в выработке устанавливается без врубов, подвижной и с проемным окном, закрытым с обратной стороны щитовым листом, с укрепленной рамой по щиту и отверстиями в раме для входа лучевых прутьев, соединяющих саму раму и отрезок трубы с отверстиями по трубе, которая входит в середину щитового листа и через которую проходит металлическая тяга, зацепленная за поперечный трос, закрепленный анкерами в боковых стенках выработки. При этом при взрыве ударная волна сдвигает безврубовую перемычку и щитовую заслонку в окне, которая направляет часть волны на борта и кровлю выработки, а основную ударную волну воспринимает заднее ограждение, состоящее из мешков пламегасящей инертной пыли, второго заграждающего щита на металлической тяге, разделяющего сыпучие материалы, и комплектом упорных стоек на выходе. 1 ил.

Способ предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа // 2554605

Изобретение относится к способу предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа из угольных пластов. Способ предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа, согласно которому разделяют район производства горных работ на зоны (5) производства горных работ путем распределения дефектов и складок в месторождении таким образом, что границы зон (5) производства горных работ по возможности располагаются в осевых частях дефектов или складок. Определяют направление максимального напряжения в грунте вдоль горизонтального направления в зоне (5) производства горных работ традиционным способом тестирования напряжения в грунте. При этом, когда прилежащий угол между измеренным направлением максимального напряжения в грунте вдоль горизонтального направления и линией прохода угольного пласта меньше 45°, располагают входную вентиляционную выработку (4) и вентиляционную выработку (3) для обратной струи для зоны производства горных работ вдоль наклона угольного пласта. Затем осуществляют проходку штрека и располагают входную вентиляционную выработку (1) и вентиляционную выработку (2) для обратной струи для забоя вдоль линии прохода угольного пласта, а затем осуществляют проходку штрека так, чтобы вести горные работы в забое (6), расположенном вдоль линии прохода угольного пласта. Когда прилежащий угол между измеренным направлением максимального напряжения в грунте вдоль горизонтального направления и линей прохода угольного пласта больше 45°, располагают входную вентиляционную выработку (4) и вентиляционную выработку (3) для обратной струи для зоны производства горных работ вдоль линии прохода угольного пласта. Затем осуществляют проходку штрека и располагают входную вентиляционную выработку (1) и вентиляционную выработку (2) для обратной струи для забоя вдоль наклона угольного пласта. А потом осуществляют проходку штрека так, чтобы вести горные работы в забое (6), расположенном вдоль наклона угольного пласта. Обеспечивается упрощение способа, получение благоприятного эффекта предотвращения внезапных выбросов и уменьшение концентрации напряжения в забое. 2 ил.

Способ контроля обледенения жалюзи воздухоприемной решетки // 2563710

Изобретение предназначено для определения начала обледенения жалюзи воздухоприемной решетки при исследовании тепловых процессов, осуществляемых в целях защиты от обледенения. Обледенение решетки жалюзи определяют по образованию инея на влажном марлевом бинте, который предварительно укладывают на жалюзи. Достигается простота и надежность способа. 1 ил.

Способ прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации // 2567878

Изобретение относится к способу прогнозирования опасности выброса угля и газа посредством объединения различной информации, который можно использовать в очистных забоях угольных шахт. Способ реализуется путем создания прогностической модели, которая объединяет множество показателей и требует определения ряда показателей, включая исходное давление газа в угольном пласте, исходное напряжение горной породы, влияние разработки, коэффициент десорбции газа выбуренной породы, количественный показатель выбуренной породы и им подобные и их объединения с целью прогнозирования опасности выброса угля и газа. Благодаря способу прогнозирования, объединяющему различную информацию, информация об опасности выброса угля и газа может быть полной и становится возможным осуществить прогнозирование опасности выброса газа и породы, преодолеваются недостатки, связанные с неполнотой информации при использовании одного показателя и неточностью прогноза, и увеличивается точность прогноза опасности выброса угля и газа. 1 ил.

Устройство для измерения эффективной диффузии газа в угле // 2571769

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности и может быть использовано в шахтах для определения эффективной диффузии газа в угле в месте отбора пробы в реальном времени. Техническим результатом является обеспечение упрощения процесса измерения эффективной диффузии газа в угле. Предложено устройство для измерения эффективной диффузии газа в угле, содержащее корпус, внутри которого размещен блок питания, блок накопления газа, выполненный в виде герметического контейнера с пробоотборником для штыба и датчиком давления, блок электронный, оснащенный процессором, электронным переключателем и таймером, панель управления, индикатор и коммуникационный порт, например, USB. При этом устройство снабжено дополнительным блоком накопления и датчиком давления, а блок электронный - устройством памяти и вычислительным узлом. Причем выходы основного и дополнительного датчиков давления соединены со входами процессора, выходы которого через первые выходы электронного переключателя, соединенного с таймером, подключены к индикатору и устройству памяти, а вторые выходы электронного переключателя, соответственно, соединены с вычислительным узлом, выходы которого подключены к индикатору и коммуникационному порту. 2 ил.

Способ разгрузки удароопасных и структурно нарушенных участков месторождений // 2573663

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Способ включает бурение скважин по горным породам, размещение в них зарядов ВВ, формирование зоны разрушенных пород взрыванием пород. Из подходных выработок пробуривают скважины для размещения в них зарядов ВВ и для создания вертикального концентрированного заряда (ВКЗ) и управляемым направленным сотрясательным взрывом массив горных пород разгружают в заданном направлении. Подготовленный ВКЗ с трех сторон окружают демпферным слоем разрушенных горных пород, взрывая заряды ВВ, расположенные в пробуренных вертикальных скважинах, затем инициируют вертикальный концентрированный заряд (ВКЗ) и направленным взрыванием воздействуют сейсмовзрывом на зоны концентрации напряжений в горном массиве, а объем ВКЗ определяют по формуле. Изобретение позволяет повысить эффективность разгрузки удароопасных и структурно нарушенных участков месторождений полезных ископаемых для обеспечения безопасного ведения горных работ. 1 ил.

Система и способ предотвращения взрыва газа в угольных шахтах // 2583964

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам предотвращения взрыва газа в угольных шахтах. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, практичности, легкости и удобства эксплуатации и повышение безопасности работы в угольных шахтах. Предложена система предотвращения взрыва газа в угольных шахтах, содержащая модуль (1) обнаружения газа для обнаружения концентрации метана и концентрации кислорода в верхнем углу рабочего забоя для добычи угля и по существу взрывобезопасный регулирующий клапан (2), электрически связанный с модулем (1) обнаружения газа. При этом по существу взрывобезопасный регулирующий клапан (2) электрически связан с устройством (12), выпускающим инертный газ в верхний угол рабочего забоя с целью уменьшения концентрации кислорода и концентрации метана. Кроме того, система содержит ветрозащиту для предотвращения попадания кислорода из входной вентиляционной выработки в верхний угол рабочего забоя для добычи угля. При этом модуль (1) обнаружения газа содержит по меньшей мере один датчик I (1-1), определяющий концентрацию метана, для обнаружения концентрации метана в верхнем углу рабочего забоя для добычи угля и по меньшей мере один датчик I (1-2), определяющий концентрацию кислорода, для обнаружения концентрации кислорода в верхнем углу рабочего забоя для добычи угля. А ветрозащита содержит мотор I (6-2), намоточный барабан, соединенный с выходным валом мотора I (6-2), и ветрозащитный экран, намотанный на намоточный барабан. При этом намоточный барабан расположен между двумя соседними отдельными гидравлическими стойками рабочего забоя для добычи угля по направлению добычи угля. Причем мотор I (6-2) расположен на отдельных гидравлических стойках рабочего забоя для добычи угля. При этом сторона выпуска взрывобезопасного регулирующего клапана (2) электрически связана с приводом I (6-1) мотора, и привод I (6-1) мотора электрически связан с мотором I (6-2). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля и способ его получения // 2588588

Группа изобретений относится к затвердевающему пеноматериалу, содержащему угольную золу, для предотвращений самовозгорания угля и способу его получения. Затвердевающий пеноматериал, содержащий угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля содержит, мас.ч.: воду 40-60, угольную золу 100, порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, 25-40, ускоритель 3-5, активатор 2-4, пластификатор 1-2, стабилизирующий пену состав 1, причем порошкообразный состав, выделяющий газ в ходе химической реакции, получен при следующем соотношении, мас.ч.: полугидрат сульфата кальция 24-35 и бикарбонат натрия 1-5, которые вступают в химическую реакцию с образованием инертного газа, т.е. газообразного диоксида углерода, с формированием таким образом вспененного известкового раствора; ускоритель получен при следующем соотношении, мас.ч.: глиноземистый клинкер 1-2, карбонат натрия 1 и обожженная известь 1-2, при этом глиноземистый клинкер состоит из следующих ингредиентов, мас.%: алюминат натрия 94, оксид алюминия 4, алюмосиликат кальция 2; активатор получен при следующем соотношении, мас.ч.: оксид магния 0,8-1,6 и хлорид магния 1,2-2,4; пластификатор получен при следующем соотношении, мас.ч.: лигносульфонат кальция 0,5-1 и продукт конденсации нафталинсульфоната и формальдегида 0,5-1, причем в продукте конденсации нафталинсульфоната и формальдегида содержание Na2SO4 составляет <3%; стабилизирующий пену состав получен при следующем соотношении, мас.ч.: бутиловый эфир этиленгликоля 0,2, нанокремний 0,3 и гидроксиэтилцеллюлоза 0,5; при этом время затвердевания указанного пеноматериала можно регулировать путем подбора массовых соотношений между ускорителем, активатором и пластификатором. Способ получения затвердевающего пеноматериала по п. 1 включает: этап 1: добавление 40-60 мас.ч. воды, 0,2 мас.ч. бутилового эфира этиленгликоля, 0,3 мас.ч. нанокремния и 0,5 мас.ч. гидроксиэтилцеллюлозы в специальную емкость для перемешивания А, перемешивание полученного раствора со скоростью 3000±100 оборотов в минуту при помощи мешалки в течение 2 мин с образованием однородного вспененного раствора; этап 2: добавление 100 мас.ч. угольной золы, 1-2 мас.ч. глиноземистого клинкера, 1 мас.ч. карбоната натрия, 1-2 мас.ч. обожженной извести, 0,8-1,6 мас.ч. оксида магния, 1,2-2,4 мас.ч. хлорида магния, 0,5-1 мас.ч. лигносульфоната кальция и 0,5-1 мас.ч. продукта конденсации нафталинсульфоната и формальдегида в смеситель для сухого перемешивания В, и перемешивание полученного порошка со скоростью 3000±100 оборотов в минуту в течение 3 мин при помощи мешалки с образованием перемешанного порошка; этап 3: добавление перемешанного порошка, полученного в смесителе для сухого перемешивания В, в однородный вспененный раствор в специальной емкости для перемешивания А, и перемешивание смеси со скоростью 12000±500 оборотов в минуту в течение 2 мин с помощью мешалки в специальной емкости для перемешивания А с образованием перемешанного жидкого известкового раствора, выдерживание перемешанного жидкого известкового раствора с образованием пены, с получением затвердевающего пеноматериала, содержащего угольную золу, для предотвращения самовозгорания угля. Технический результат - создание затвердевающего материала с низким коэффициентом теплопроводности, высокой прочностью на сжатие, хорошим теплоизолирующим эффектом, а также способного понижать концентрацию кислорода в остаточном пространстве угля. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.