способ обнаружения очага эндогенного пожара

Формула изобретения

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГА ЭНДОГЕННОГО ПОЖАРА, включающий определение содержания индикаторных пожарных газов в покрывающих угольный пласт породах, отличающийся тем, что с поверхности в предполагаемую зону нахождения пожара производят бурение с промывкой скважин до появления индикаторных пожарных газов в промывочной жидкости, при этом очаг пожара определяют как область, оконтуренную скважинами с минимальной глубиной обнаружения пожарных газов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам борьбы с самовозгоранием угля в выработанном пространстве.

Известен способ обнаружения эндогенных пожаров в угольных шахтах [1] в котором наличие самонагревания угля в выработанном пространстве фиксируется по увеличению отношения абсолютных газовыделений окиси углерода и водорода по сравнению с фоновым.

Недостатком данного способа является невозможность определения мест нахождения очагов самовозгорания в отработанной части пластов, что приводит к снижению эффективности и увеличению сроков их тушения.

Наиболее близким к изобретению является способ локации очага эндогенного пожара [2] в котором для установления контура очага эндогенного пожара и его проекции на дневную поверхность в подпочвенный слой бурят контрольные шпуры и определяют в них концентрации индикаторных газов при изменениях атмосферного давления, а центр очага пожара находят по минимальному значению относительной величины изменения концентрации индикаторных газов в шпуре.

Недостатком такого способа является невозможность достижения положительного результата при его реализации в шахтах, проветриваемых в режиме депрессии, когда индикаторные газы не достигают подпочвенного слоя из-за более низкого давления воздуха в выработанном пространстве по сравнению с атмосферным.

Цель изобретения определение места нахождения очага самовозгорания угля при отрицательном действующем напоре в выработанном пространстве и отсутствии газовых аномалий в подпочвенном слое.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе, включающем анализ содержания индикаторных газов в подпочвенном слое и вмещающих угольный пласт породах, при отрицательном действующем напоре в выработанном пространстве и отсутствии газовых аномалий в подпочвенном слое локацию ведут по содержанию пожарных газов в промывочной жидкости во время бурения разведочных скважин с поверхности. При этом зону очага пожара оконтуривают скважинами с минимальной глубиной обнаружения пожарных газов.

Первым отличительным признаком предлагаемого изобретения является ведение локации по содержанию пожарных газов в промывочной жидкости во время бурения разведочных скважин с поверхности. Это достигается использованием метода газового каротажа.

Вторым отличительным признаком является определение зоны очага пожара как области, оконтуренной скважинами с минимальной глубиной обнаружения пожарных газов.

Первый отличительный признак позволяет осуществлять локацию при отрицательном действующем напоре в выработанном пространстве без реверсии шахтных вентиляторов. Второй отличительный признак позволяет уменьшить объем буровых работ, так как бурение разведочных скважин прекращается в момент появления в промывочной жидкости пожарных газов.

Реализация предлагаемого способа позволяет также решить задачу определения места нахождения очага пожара в ранней по времени стадии развития и при положительном действующем напоре в выработанном пространстве, когда зона распространения пожарных газов не достигла подпочвенного слоя.

На фиг. 1 показана технологическая схема предлагаемого способа, разрез (по скважинам N 6, 3, 8); на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Схема включает короткие шпуры 1, пробуренные в подпочвенный слой 3, разведочные скважины 2, пробуренные в породы 4 кровли пласта 5, выработанное пространство 6 с очагом пожара 8 в геологическом нарушении 9, зону 7 распространения пожарных газов в породах кровли, контур 10 очага пожара.

Способ реализуется следующим образом.

В границах проекции предполагаемого района возникновения пожаров (по линии 9 геологического нарушения) в подпочвенный слой 3 бурят короткие шпуры 1 и в них определяют концентрацию пожарных газов, которые, благодаря диффузии и тепловой депрессии, переносятся от очага 8 по выработанному пространству 6 и породам кровли 4 к поверхности.

При отрицательном действующем напоре в выработанном пространстве 6 и большой глубине работ граница зоны 7 распространения пожарных газов может не достигнуть подпочвенного слоя 3. В этом случае в предполагаемый район возникновения дополнительно бурят разведочные скважины N 1-5. В процессе бурения промывочная жидкость перемещается от забоя к устью, где дегазируется с извлечением газовоздушной смеси. Смесь анализируется на содержание пожарных газов. При их появлении отмечается глубина разведочной скважины и ее бурение прекращается.

Район пожара фиксируется по скважине с минимальной глубиной зоны распространения пожарных газов (скважина N 3, фиг.1). Вокруг нее по радиусу, размер которого меньше расстояния между разведочными в 1,5-2,0 раза, бурятся скважины до зоны обрушения 6 (скважины N 6-9, фиг.2), которые используются для оконтуривания пожара и его тушения. Затем скважина N 3 добуривается до зоны 6 и также используется для нагнетания хладагента в контур 10 очага пожара.

Изобретение иллюстрируется примером его реализации в условиях пологопадающего пласта мощностью 3,0 м, имеющего геологическое нарушение типа надвиг по линии 9 с увеличением мощности до 5,0 м. При переходе геологического нарушения механизированным комплексом концентрированные потери угля в выработанном пространстве составили около трех тысяч тонн. Эндогенный пожар обнаружен по наличию окиси углерода и водорода на исходящей струе из очистного забоя.

При действующем напоре на выходе в забой минус 870 Па и глубине пласта от поверхности 162 м индикаторные газы в шпурах 1 подпочвенного слоя 3 отсутствовали. Разведочные скважины N 1-5 бурились через 30 м в район геологического нарушения по линии 9. В процессе их бурения велся газовый каротаж. Пожарные газы обнаружены в скважинах N 2, 3 и 4 соответственно на глубине 109, 62 и 91 м. После этого в радиусе 15 м от скважины N 3 были пробурены скважины N 6-9, в которых окись углерода и водород зафиксированы на глубинах 70-80 м от поверхности, что позволило оконтурить место зарождения очага пожара линией 10 (фиг.2).