способ предупреждения и подавления самовозгорания

Формула изобретения

Способ предупреждения и подавления самовозгорания, включающий распыление жидкости в потоке воздуха, поступающего в выработанное пространство, отличающийся тем, что распыление жидкости чередуют с подачей в скопление угля сухого газа, например газифицированного жидкого азота, причем производят измерение влагосодержания исходящего из скопления угля газа, а подачу газа заменяют распылением жидкости в случае прекращения снижения влагосодержания исходящего из скопления угля газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пожарами, возникающими от самовозгорания угля.

Известен способ предупреждения и подавления самовозгорания путем изоляции выработанного пространства перемычками (Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954. - 387 с.).

Недостатком способа является низкая эффективность изоляции выработанного пространства отработанных, особенно действующих выемочных полей.

Известен способ предупреждения и подавления самовозгорания угля, включающий подачу в выработанное пространство глинистой пульпы (а.с. СССР № 80019, кл. E21F 5/00).

Недостатком способа является опасность прорыва глинистой пульпы в действующие выработки и невозможность объемной обработки скоплений угля из-за отекания пульпы по почве пласта.

Наиболее близким техническим решением является способ предупреждения и подавления самовозгорания, включающий распыление жидкости в потоке воздуха, поступающего в выработанное пространство (Разработка и внедрение новых способов профилактики, локации и локализации очагов самовозгорания в действующих выемочных полях шахт Кузбасса / В.Г.Игишев, Л.П.Белавенцев. В.А.Портола и др. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006. - 98 с.).

Недостатком данного способа является его низкая эффективность из-за незначительного снижения химической активности угля и теплосъема со скопления угля.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа предупреждения и подавления самовозгорания.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе предупреждения и подавления самовозгорания, включающем распыление жидкости в потоке воздуха, поступающего в выработанное пространство, согласно изобретению распыление жидкости чередуют с подачей в скопление угля сухого газа, например газифицированного жидкого азота, причем производят измерение влагосодержания исходящего из скопления угля газа, а подачу газа заменяют распылением жидкости в случае прекращения снижения влагосодержания исходящего из скопления угля газа.

Подача распыленной жидкости в поток воздуха, поступающий в скопления угля в выработанном пространстве, приводит к увлажнению угля, что снижает скорость повышения его температуры из-за потерь тепла на испарение жидкости. Однако после испарения жидкости температура угля быстро увеличивается, приводя к самовозгоранию. Существенно повысить эффект профилактики и подавления процесса самовозгорания позволяет чередование распыления жидкости с подачей сухого газа.

Подача сухого газа через скопление угля приводит к интенсивному испарению ранее поданной жидкости, вызывающему снижение температуры угля. Признаком этого процесса является повышение влагосодержания газа, исходящего из скопления угля. По мере снижения температуры скопления угля и уменьшения остающегося количества жидкости на угле снижается и влагосодержание исходящего из скопления газа. В случае прекращения снижения влагосодержания в газе, исходящем из скопления угля, испарение жидкости и снижение температуры скопления практически прекращаются. В этом случае для увлажнения угля вновь распыляют жидкость в потоке воздуха, поступающем в скопление угля, а затем снова подают сухой газ для дальнейшего снижения температуры угля.

В качестве сухого газа используют, например, газифицированный жидкий азот. Так, получаемый при испарении жидкого азота газ абсолютно сухой, поэтому его применение существенно интенсифицирует испарение жидкости с угля. Снижение температуры угля дополнительно уменьшает скорость окисления угля и предотвращает развитие процесса самовозгорания угля.

Способ осуществляют следующим образом.

Чтобы повысить эффективность способа предупреждения и подавления самовозгорания, в выработанное пространство лавы, отрабатывающей склонный к самовозгоранию уголь, начинают подавать распыленную жидкость, уносимую в выработанное пространство утечками воздуха. Затем жидкость перестают распылять и в выработанное пространство с увлажненными скоплениями угля подают сухой газ, например азот, получаемый при газификации жидкого азота. Одновременно с подачей газа начинают измерять влагосодержание исходящего из выработанного пространства газа. В случае прекращения снижения влагосодержания исходящего из выработанного пространства газа подачу сухого газа прекращают и вновь начинают распылять жидкость в воздух, поступающий в выработанное пространство. Операции распыления жидкости и подачи сухого газа чередуют до отработки лавы и изоляции выработанного пространства.

Пример конкретного применения способа

При отработке склонного к самовозгоранию угля возникла опасность возникновения эндогенного пожара. Для предупреждения самовозгорания путем снижения температуры и химической активности угля в воздух, поступающий в выработанное пространство, начали подавать распыленную жидкость. Расход распыляемой жидкости составил 10 л на 1 м³ угля, оставляемого в выработанном пространстве. После распыления необходимого количества жидкости в выработанное пространство начинают подавать сухой газ, чтобы интенсифицировать испарение осевшей жидкости и снижение температуры угля. В данном случае в выработанное пространство подавали азот, получаемый при газификации жидкого азота.

Одновременно с подачей газа начали измерять влагосодержание исходящего из выработанного пространства газа. Замеры показали, что влагосодержание исходящего воздуха составило 9 г на 1 кг сухого газа. Затем влагосодержание исходящего воздуха начало уменьшаться, что свидетельствовало о снижении скорости испарения из-за сокращения количества жидкости, осевшей на угле. После прекращения снижения влагосодержания исходящего из выработанного пространства газа подачу сухого газа прекратили и в воздух, поступающий в выработанное пространство, вновь стали разбрызгивать жидкость. Так, циклы подачи распыленной жидкости и подачу сухого газа чередовали до полной отработки лавы и изоляции выработанного пространства.

Применение предложенного способа снизит экономический ущерб, наносимый эндогенными пожарами шахтам, за счет предотвращения и подавления процесса самовозгорания угля и повысит безопасность горных работ.