CS259320B1 - Způsob preventivní inertizace - Google Patents

Abstract

Způsob preventivní inertizace proti samovznícení zbytků uhelné hmoty v zavalovaném prostoru porubu po exploataci nerostu jehož podstata spočívá v tom, že za výztuží na počvu zavalovaného prostoru se rozmístí samočinné nádoby s inertním plynem. Samočinnou nádobou se rozumí nádoba, jež se vyprázdní v přímé souvislosti se změnou teplotních podmínek a/nebo tlakových projevů horského masívu v zavaleném prostoru. Samočinné nádoby jsou s výhodou plněny inertním plynem s inhibitujícími antipyrogeny.

Description

Vynález řeší způsob preventivní inertizace proti samovznícení zbytků uhelné hmoty v zavalovaném prostoru porubu po exploataci nerostu»

Systematický růst těžby uhlí a s tím spojený vysoký stupeň mechanizace vytvářejí negativní faktory, které ovlivňují zvyšování potencionálního nebezpečí vzniku samovznícení uhlelné hmoty v zavalovaných prostorách porubu. V současné době, kdy dobývání uhlí přechází do stále obtížnějších a komplikovanějších přírodních podmínek, dochází ke složité situaci, zvláště v plně mechanizovaných porubech, kde již použitou technologií dobývání ponecháváním ochranných uhelných vrstev ve stropu, zbytkových a ochranných pilířů rozrušovaných horskými tlaky, vzniká nutnost ponechávání části uhelných zásob ve stařinách vyrubaných prostor, zejména ve slojích s velkou variabilitou mocnosti uhelné sloje.

V bezprostředních nadložních vrstvách porubů se také vyskytují sloje a proslojky hodnocené z technického i ekonomického hlediska jako nedobyvatelné, avšak tyto spolu s vlastní horninou nadložních vrstev vytvářejí zával exploatovaného porubu, a tím znásobují podmínky pro vznik endogenního požáru v zavalovaném prostoru. Mechanismus procesu samovznícení uhelné hmoty je značně komplikovaný a ani v současné době není zcela jednoznačně ujasněn, i když je známo, že prvořadou podmínkou vzniku samovznícení uhelné hmoty je dlouhodobé okysličování uhelné hmoty vzdušným kyslíkem. Zejména při dobývání metodou stěnování v sestupných lávkách s tak zvaným mezistropem se dobývání uhlí provádí v místech, kde již byla část sloje odrubána.

Při ovětrávání porubu nelze zabránit pronikání větrů do stařin vrchní lávky, a tím i snadnému a trvalému okysličování uhelných zbytků s možností následného samovznícení. Dosavadní úsilí boje proti samovznícení uhelné hmoty ve stařinách důlních provozů je zaměřeno na upřesňování technicko-provozních a bezpečnostních opatření, vycházejících z důlně-technických podmínek, které jsou prvořadým činitelem při vytvářeni podmínek pro vznik samovznícení uhelné hmoty. Mezi technicko-provozní a bezpečnostní opatření patří zejména dosažení maximálně možné výrubnosti, pravidelné cykličnosti důlního díla, těsné a včasné uzavírání stařin, regulace deprese ve větrní síti a podobně.

Další úsilí boje proti samovznícení uhelné hmoty ve stařinách důlních provozů je zaměřeno na včasné zjištění vzniku záparu samovznícení, které je prováděno zjištovánlm nízkých koncentrací kysličníku uhelnatého nebo chromatografickým stanovením mikrokoncentrací uhlovodíků ve vzorcích vzdušnin odebraných z porubu a stařin, s následnou ekonomicky i technologicky náročnou likvidací ohniska endogenního požáru. Tato opatření bývají zpravidla zpozdilá, se značnými důsledky na ekonomiku dobývání uhlí, protože požárová ohniska se nacházejí zpravidla v nepřístupných prostorách a málokdy vedou tato opatřeni k úspěšné likvidaci vzniklého havarijního stavu. Také dosavadní pokusy s postřiky inhibitory anebo antipyrogeny jsou málo efektivní, protože jsou prováděny jen na zpřístupněných místech v průběhu exploatace v době, kdy zával není dosud konsolidován a dochází k sekundárnímu drcení ploch s nanesenou vrstvou inhibitorů.

Výše uvedené nedostatky řeší způsob preventivní inertizace proti samovznícení zbytků uhelné hmoty v zavalovaném prostoru porubu po exploataci nerostu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se za výztuž na počvu zavalovaného prostoru rozmístí samočinné nádoby s inertním plynem. Samočinné nádoby plněny inertním plynem a inhibitujícími antipyrogeny. Samočinnou nádobou se rozumí nádoba, jež se vyprázdní v přímé souvislosti se změnou teplotních podmínek a/nebo tlakových projevů horského masívu v zavaleném prostoru.

Způsob preventivní inertizace zbytků uhelné hmoty a stařinné atmosféry v zavalovaném prostoru porubu má přednosti v tom, že může být prováděn soustavně v době dobývacího procesu, nenarušuje plynulý cyklický chod porubu a přitom zabraňuje vzniku procesu samovznícení nebo prodlužuje inkubační dobu vznikajícího samovznícení v hloubce vyrubaných a zavalovaných prostor do doby, kdy již není samovznícení nebezpečné exploatačnimu procesu, a to i při dobývání způsoby, kdy je nutné opakovaně, krátkodobě vstoupit do bezprostředního prostoru vyrubaných prostor, jako při dobývání stěnováním v sestupných lávkách. Přednosti jsou zejména v tom, že k dopravě a rostříknutí inhibitorů nebo inhibitujících antipyrogenů do okolí nádoby v zavaleném prostoru stařin není zapotřebí doplňujících hnacích a dopravních prostředků, přičemž samotný hnací plyn plní inertizační funkci s ochlazujícím účinkem na stařinnou atmosféru vyrubaných prostor.

Použití způsobu preventivní inertizace podle vynálezu zvyěuje bezpečnost práce v průběhu exploatačního procesu, provozní jistotu při plnění těžebních plánovaných úkolů důlního podniku a odstraňuje podmínky pro vyhlašování havarijních stavů s výpadky v těžbě nebo i s dlouhodobým uzavřením dobývacího pole. Uvedené výhody přinášejí zlepšení kultury hornické práce a mikroklimatu důlního prostředí.

Na obrázku je schematicky znázorněn v půdoryse konkrétní příklad způsobu podle vynálezu ve stěnovém porubu s mechanizovanou výztuží.

Přepravní kontejner 1^ na kapalný plyn se umístí v důlní chodbě v průchozím větrním proudu, kde se provádí přečerpávání kapalného inertního plynu a plnění inhibitoru nebo inhibitujíčího antipyrogenů do tepelně izolovaných maloobjemových samočinných nádob 2 opatřených pojišťovacími ventily pro postupné odfoukávánl odpařujícího se inertního plynu vlivem zvyšující se teploty prostředí. Nádoby 2 lze opatřit také otvory s tepelnou pojistkou z nízkotavitelných slitin pro úplné načasované otevření samočinné nádoby 2_ při dosažení určité tepelné hodnoty.

Pro náplň samočinných nádob 2 je možné použít i samotný kapalný dusík. Objem samočinných nádob 2 i situování samočinných nádob 2^ v zavalovaném prostoru se určí podle potřebného 3 množství (m ) inertního plynu k zaplněni spár a dutin v zavalovaném prostoru s ohledem na průměrnou hodnotu mezerovitosti (%), která je závislá na druhu horniny v zavalujícím se nadloží. Samočinné nádoby £ se ukládají na počvu do zavalovaného prostoru za výztuž _4 zpravidla při přesouváni výztuže j4 před vznikající zával do prostoru zálomové hrany důlního díla.

Cyklickým postupem porubu, a tím-i závalu, samočinné nádoby 2_ postupují do prostoru ohroženého samovzněcovacím procesem, kde po dobu inkubační fáze procesu samóvzníceni dochází k nárůstu tepelné hodnoty prostředí, která vyvolává zvyšující se skupenskou přeměnu kapalného inertního plynu, který přes pojišťovací ventily proniká do mezerovitosti zavalované horniny. Zvyšující se odpařování je na obrázku znázorněno šipkami kolem samočinných nádob 2. Vzrůstajícím zplyňováním vzniká v samočinné nádobě 2 přetlak, jehož vlivem může dojít k samovolné destrukci jí samočinné nádoby 2, kdy její náplň je rozptýlena explodujícím plynem do okolí. Také samovolná destrukce samočinné nádoby 2 vlivem tlakových projevů horského masívu není na závadu.

Vzdušný kyslík v atmosféře stařin je vytláčen inertním plynem a inertizace zbytků uhelné hmoty i stařinné atmosféry v součinnosti s chladicím efektem odpařování inertního plynu zapříčiňuje zpomalování počáteční fáze vznikajícího samóvzníceni a prodlužování iňkubační fáze J5, a tím i odsunutí mezní hranice jí počátku zapařování uhelné hmoty do hloubky zavalovaného prostoru, kde již samóvzníceni nemůže vzniknout v důsledku nedostatku vzdušného kyslíku.

Vzhledem k tomu, že z technologických příčin se provádí plenění a zavalování chodeb se zpožděním oproti vlastnímu porubu, zhotovuje se mezi zavalovaným prostorem a chodbou izolační pásmo ]_ k odstranění průniku větrního proudu do zavalovaného prostoru, a tím i k zamezení odvětrávání inertizované stařinné atmosféry.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob preventivní inertizace proti samovznlcení zbytků uhelné hmoty v zavalovaném prostoru porubu po exploataci nerostu, vyznačující se tím, že se za výztuž na počvu zavalovaného prostoru rozmístí samočinné nádoby (2) s inertním plynem.
2. 2. Způsob preventivní inertizace podle bodu 1, vyznačující se tím, že samočinné nádoby (2) jsou plněny inertním plynem a inhibitujícími antipyrogeny.