CS259320B1

CS259320B1 - Method of preventive inertization

Info

Publication number: CS259320B1
Application number: CS861179A
Authority: CS
Inventors: Petr Rojicek; Adolf Skrabis; Jindrich Drimal; Martin Huba
Original assignee: Petr Rojicek; Adolf Skrabis; Jindrich Drimal; Martin Huba
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS117986A1

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.A method of preventive inerting against spontaneous combustion of coal mass residues in the collapsed area of a face after mineral exploitation, the essence of which is that automatic containers with inert gas are placed behind the reinforcement on the face of the collapsed area. An automatic container is a container that is emptied in direct connection with a change in temperature conditions and/or pressure manifestations of the mountain massif in the collapsed area. Automatic containers are preferably filled with inert gas with inhibiting antipyrogens.

Description

Vynález řeší způsob preventivní inertizace proti samovznícení zbytků uhelné hmoty v zavalovaném prostoru porubu po exploataci nerostu»The invention solves a method of preventive inertization against the spontaneous combustion of coal material residues in the confined space of a face after mineral exploitation »

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.The systematic growth of coal mining and the associated high degree of mechanization create negative factors that increase the potential risk of self-ignition of coal matter in the hardened areas of the face. Nowadays, when coal mining is becoming increasingly difficult and complicated natural conditions, there is a difficult situation, especially in fully mechanized coalfaces, where the already used technology of mining by leaving protective coal layers in the ceiling, residual and protective pillars disturbed by mountain pressures parts of coal reserves in old coal mined areas, especially in seams with high variability of coal seam thickness.

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.The immediate overburden layers of the lining also contain seams and glazing, which are technically and economically assessed as uninhabitable, but these, together with the overburden rock itself, create a collapse of the exploited lining, thereby multiplying the conditions for endogenous fire in the confined space. The mechanism of the process of autoignition of coal mass is very complicated and even at present it is not completely clear, although it is known that the primary condition for the formation of autoignition of coal mass is long-term oxygenation of coal mass by air oxygen. Particularly in the case of the wall-climbing method in descending footbridges with so-called intermediate ceilings, coal mining is carried out in places where part of the seam has already been stripped.

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.When the lining is ventilated, it is not possible to prevent the penetration of winds into the old ladders of the upper gangway, and thus easy and permanent oxygenation of coal residues with the possibility of subsequent autoignition. Existing efforts to combat the autoignition of coal mass in old mining operations are focused on specifying technical-operational and safety measures based on mining-technical conditions, which are the primary factor in creating conditions for the self-ignition of coal mass. The technical-operational and safety measures include the achievement of maximum possible excavation, regular cycling of the mine work, tight and timely closure of old work, regulation of depression in the wind network and the like.

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.Further efforts to combat coal spontaneous combustion in old mining operations are aimed at early detection of spontaneous ignition failure by detecting low concentrations of carbon monoxide or by chromatographic determination of hydrocarbon microconcentrations in samples of airborne samples taken from faces and old materials, resulting in economically and technologically demanding liquidation. endogenous fire. These measures are generally delayed, with considerable consequences for the coal mining economy, since firefalls are usually located in inaccessible areas and rarely lead to the successful disposal of the emergency situation. Also, prior experiments with inhibitor and / or antipyrogens are poorly effective, since they are only performed at accessible sites during exploitation at a time when the caving is not yet consolidated and secondary crushing of inhibitor coated surfaces occurs.

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.The aforementioned drawbacks are solved by a method of preventive inertization against the self-ignition of coal residues in the lung cavity after exploitation of the mineral according to the invention, which consists in the fact that automatic gas containers with inert gas are placed behind the reinforcement. Automatic containers filled with inert gas and inhibitory antipyrogens. By self-acting vessel is meant a vessel which is emptied in direct connection with a change in temperature conditions and / or pressure events of the mountain massif in a confined space.

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.The method of preventive inertization of coal residues and aging atmosphere in the confined space of the face has the advantage that it can be carried out continuously during the mining process, does not disturb the continuous cyclical operation of the face while avoiding the autoignition process or prolonging the incubation time space until the spontaneous ignition is no longer a dangerous exploitation process, even when conquering in ways where it is necessary to repeatedly, briefly enter the immediate space of the excavated space, as in conquering through walls in descending gangways. In particular, the propulsion gas itself performs an inerting function with a cooling effect on the aging atmosphere of the excavated space, in order to transport and spray the inhibitors or inhibitory antipyrogens into the vicinity of the vessel in the crowded space of the old age.

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.The use of the preventive inertization method according to the invention improves the safety of the work during the exploitation process, the operational safety in the mining operations of the mining company, and eliminates the conditions for announcing emergency conditions with mining outages or even long-term closure of the mining field. These advantages bring about an improvement in the mining culture and the microclimate of the mining environment.

Na obrázku je schematicky znázorněn v půdoryse konkrétní příklad způsobu podle vynálezu ve stěnovém porubu s mechanizovanou výztuží.The figure shows a schematic plan view of a concrete example of the method according to the invention in a wall face with mechanized reinforcement.

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.The liquid gas transport container 1 is placed in a mine corridor in a through-flow stream, where liquid inert gas is pumped and the inhibitor or inhibitor of antipyrogens is filled into thermally insulated small-volume self-contained containers 2 equipped with safety valves for gradually blowing off the evaporating inert gas. ambient temperature. Vessels 2 can also be provided with thermal fuse openings of low-melting alloys to fully timed open the auto-vessel 2 when a certain thermal value is reached.

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.Liquid nitrogen alone may also be used to fill the autoclaves. The volume of the automatic vessels 2 and the location of the automatic vessels 2 in the stowing space are determined according to the required amount of inert gas (m) to fill the gaps and cavities in the stowing space with respect to the average void value (%). overburden. The self-acting vessels 4 are initially placed in the stowed space behind the reinforcement 4, as a rule, when the reinforcement 4 is moved before the occurring collapse into the area of the mine edge.

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.Through the cyclic process of the coalface, and hence the collapse, the automatic vessels 2 advance into the area endangered by the autoignition process, where during the incubation phase of the autoignition process there is an increase in the thermal value of the environment. gaps of the rock. Increasing evaporation is shown in the figure by arrows around the auto-containers 2. Increasing gasification creates an overpressure in the auto-container 2, which can spontaneously destroy the auto-container 2 when its charge is dispersed by the exploding gas into the surroundings. Also, the spontaneous destruction of the automatic vessel 2 due to the pressure of the mountain massif is not a problem.

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.The air oxygen in the old-age atmosphere is displaced by an inert gas and the inertization of the coal and the aging atmosphere in conjunction with the cooling effect of inert gas evaporation causes slowing of the initial phase of self-ignition and extension of the incubation phase J5. in an enclosed space where self-ignition can no longer occur due to lack of air oxygen.

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.Because of technological reasons, the plundering and rolling of the corridors is delayed compared to the actual face, an insulating zone is formed between the quenched space and the corridor to eliminate the ingress of the wind current into the quenching space and thereby prevent venting of the inerted old atmosphere.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for the preventive inertization against the spontaneous combustion of coal residues in the fired space of a face after exploitation of a mineral, characterized in that the inert gas containers (2) are arranged behind the reinforcement at the beginning of the fired space.

2. The method of preventive inertization according to claim 1, characterized in that the automatic containers (2) are filled with an inert gas and with inhibitory antipyrogens.