способ подготовки пожароопасных пластов

Формула изобретения

Способ подготовки пожароопасных пластов, включающий проведение путевого и флангового уклонов, по длине выемочного столба с обоих его сторон конвейерного и вентиляционного штреков и разрезной печи, отличающийся тем, что при проведении спаренных с вентиляционным и конвейерным вспомогательных штреков их по периметру обрабатывают антипирогенными составами, затем закрепляют деревянной крепью, причем после проведения вспомогательных штреков их в отступающем порядке засыпают угольной мелочью, которую перед засыпкой обрабатывают паром и в процессе засыпки вспомогательные штреки герметизируют перемычками, устанавливаемыми через участки длиной L, равной суточному подвиганию лавы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке угольных пожароопасных пластов угля и других полезных ископаемых с соблюдением необходимых мер безопасности ведения горных работ.

Известен способ подготовки и отработки крутых и наклонных угольных пластов (заявка на изобретение РФ №99114653, МПК Е 21 С 41/18). Способ включает проведение основных и промежуточных квершлагов, пластовых и полевых печей, скатов и штреков с делением этажа на подэтажи и их отработку в нисходящем порядке, согласно изобретению в пределах одного выемочного поля совмещают транспортный и вентиляционный горизонты, а подачу свежей струи и выдачу исходящей струи воздуха из выемочных блоков производят по отдельно расположенным изолированным друг от друга основным и промежуточным квершлагам и полевым штрекам одного рабочего горизонта с последующей выдачей исходящей струи воздуха через верхний раннее отработанный горизонт, причем подготовку пластов и выемочных блоков осуществляют сверху вниз разделением их по падению на групповые подэтажи, включающие группу подэтажей или слоев, при этом из вскрывающих квершлагов рабочего горизонта проходят нисходящие выработки до уровня каждого группового подэтажа, которые соединяют между собой групповыми подэтажными аккумулирующими и вентиляционными штреками для последующей отработки. При отработке пластов, склонных к самовозгоранию, выемочный блок периодически затапливают водой, выдерживают до полного охлаждения массива угля и отработанного пространства, после чего осуществляют откачку воды и производят работы по выемке угля. Недостатком данного способа является низкая производительность, вызванная необходимостью периодического затопления выемочного блока, и высокая вероятность самовозгорания угля после откачки воды.

Известен пожаробезопасный способ подготовки выемочных столбов на пологих пластах, принятый за прототип (Быкова З.С., Жуков Г.В., Фельзинг В.Ф., Григорьев А.П., Пожаробезопасные способы подготовки выемочных столбов на пологих пластах, в сб. Способы и средства предупреждения самовозгорания угля в шахтах // Труды ВостНИИ, Кемерово, 1988, с.73-81). Способ включает подготовку выемочного столба путевым и фланговым уклонами и по длине выемочного столба с обеих его сторон конвейерным и вентиляционным штреками, а также разрезной печью. Недостатком данного способа является высокая возможность самовозгорания угля в период очистной выемки.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности отработки пожароопасных пластов за счет уменьшения вероятности самовозгорания при отработке угля.

Технический результат достигается тем, что в способе подготовки пожароопасных пластов, включающем проведение путевого и флангового уклонов, по длине выемочного столба с обеих его сторон конвейерного и вентиляционного штреков и разрезной печи, согласно изобретению при проведении спаренных с вентиляционным и конвейерным вспомогательных штреков их по периметру обрабатывают антипирогенными составами, затем закрепляют деревянной крепью, причем после проведения вспомогательных штреков их в отступающем порядке засыпают угольной мелочью, которую перед засыпкой обрабатывают паром, и в процессе засыпки вспомогательные штреки герметизируют перемычками, устанавливаемыми через участки длиной L, равной суточному подвиганию лавы.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит повысить безопасность отработки пожароопасных пластов за счет уменьшения вероятности самовозгорания при отработке угля.

Способ подготовки пожароопасных пластов поясняется рисунками - на фиг.1 показана схема отработки пласта, на фиг.2 показан разрез А-А, увеличение, где:

1 - угольный массив;

2 - обрушенное пространство;

3 - конвейерный штрек;

4 - вентиляционный штрек;

5 - путевой уклон;

6 - фланговый уклон;

7 - разрезная печь;

8 - вспомогательные штреки;

9 - герметизирующие перемычки;

10 - направление выемки лавы;

11 - деревянная крепь;

12 - угольная мелочь;

L - расстояние между герметизирующими перемычками, равное суточному подвиганию лавы.

С внедрением бесцеликовой технологии выемки угля и применением прямоточных схем проветривания на пластах углей, склонных к самовозгоранию, повысилась эндогенная пожарооопасность выемочных полей. Интенсивный, самоускоряющийся и протекающий в течение сравнительно короткого промежутка времени процесс возгорания подготавливается более длительным процессом самонагревания. Поэтому влияние физических условий сказывается прежде всего на процессе самонагревания, а следовательно, и на возможности самовозгорания угля. Возможность самовозгорания оценивается прежде всего по интенсивности притока воздуха к обнаженным поверхностям угольного массива. Представляется возможным снижение пожароопасности угольного пласта за счет изоляции выемочного столба герметизированными выработками - вспомогательными штреками 8. Между конвейерным 3, вентиляционным 4 и вспомогательными 8 штреками оставляют целик, исключающий самовозгорание за счет охлаждения угля проходящим потоком воздуха. Для предотвращения самовозгорания угольного массива 1 в период подготовки выемочного столба вспомогательные штреки 8 по периметру обрабатывают антипирогенными составами, например пеногелем, гелем или водовоздушной пеной. После проведения вспомогательные штреки 8 засыпают угольной мелочью 12 в отступающем порядке, причем перед засыпкой угольную мелочь 12 обрабатывают паром. Мелочь - совокупность фракций отбитого полезного ископаемого крупностью меньше кондиционного минимума. За счет обработки паром в угольной мелочи 12 очищаются поры и увеличивается сорбционная емкость. Этим обеспечивается предварительная частичная дегазация пласта за счет сорбции выделяющихся газов из угольного массива 1 на угольной мелочи 12. За счет того, что во вспомогательных штреках 8 установлены герметизирующие перемычки 9, обеспечивается изоляция угольного массива 1 от доступа воздуха, что уменьшает вероятность самовозгорания угля. Для обеспечения наиболее надежной изоляции герметизирующие перемычки 9 устанавливают через расстояние L, равное суточному подвиганию лавы.

Способ подготовки пожароопасных пластов осуществляется следующим образом, например при отработке пологого угольного пласта. По угольному массиву 1 проводят путевой 5 и фланговый 6 уклоны. С обеих сторон выемочного столба проводят вентиляционный 4 и конвейерные 3 штреки, спаренные с вспомогательными штреками 8. При проведении вспомогательных штреков 8 их по периметру обрабатывают антипирогенными составами, например гелем или пеногелем, и закрепляют деревянной крепью 11. Затем в отступающем порядке вспомогательные штреки 8 засыпают угольной мелочью 12, предварительно обработанной паром. При засыпке вспомогательные штреки 8 разделяют с помощью герметизирующих перемычек 9 на участки длиной L, равной суточному подвиганию лавы. Отработку угольного массива 1 начинают с разрезной печи 7 и ведут в направлении 10 выемки лавы. За счет того, что вспомогательный штрек 8 закреплен деревянной крепью 11, возможно применение системы длинных столбов по простиранию по бесцеликовой технологии с применением комбайновой выемки. Деревянная крепь 11 разрушается исполнительным органом комбайна и не создает препятствий при очистной выемке. По мере отработки угольного массива 1 образуется обрушенное пространство 2, заиливаемое после отработки выемочного столба.

Применение данного способа подготовки пожароопасных пластов обеспечивает следующие преимущества:

- повышение безопасности ведения горных работ;

- повышение сроков отработки выемочных блоков;

- снижение потерь добываемого угля.