PL157151B1

PL157151B1 - Method of endogenous fire prevention and coal self-heating liquidation

Info

Publication number: PL157151B1
Application number: PL27394288A
Authority: PL
Inventors: Henryk Urbanski; Mieczyslaw Szafer; Bogdan Kolodziejczyk; Zdzislaw Sender; Marian Bohosiewicz; Bronislaw Palion
Original assignee: Glowny Instytut Gornictwa
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1992-04-30
Also published as: PL273942A2

Abstract

1. A method for preventing fires of energy-supply installations and checking coal self-ignition in mine underground by covering coal with a protective coating to isolate it from air. The method is distinctive in that it proposes that abandoned workings and longwall gaps should be alternately sprayed with a liquid, characterised by high wetting and surface-activity properties, and covered with dry, dusty material, easily combinable with the sprayed liquid.2. A method based on 1, characterised by application of a wetting liquid in the form of an aqueous wetter solution, whose concentration is 0.3 to 0.5 %, consisting of 20-60 % by weight of di-2-ethylhexyl succinate sodium salt and 40-80 % by weight of water-dissolvable salts, most preferably calcium chloride. The dusty material is constituted by usual non stearinic calcium dust with admixture of 6-10 % of hydrated calcium.<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zapobiegania pożarom endogenicznym oraz likwidacji samozagrzań węgla w podziemiach kopalń.The subject of the invention is a method of preventing endogenous fires and liquidating self-heating of coal in the underground mines.

Pożary endogeniczne należą do największych zagrożeń w kopalniach węgla, przy czym najczęściej wystęują one w zrobach ścian zawałowych, a także w wyrwach węglowych nad wyrobiskami korytarzowymi.Endogenous fires are one of the greatest threats in coal mines, and they most often occur in the goafs of cave walls, as well as in coal tears above the corridor workings.

Znany jest, na przykład z polskiego opisu patentowego nr 100 362, sposób zapobiegania pożarom endogenicznym poprzez szczelną izolację zrobów i wypełnianie pustek materiałami niepalnymi. Sposób ten jest bardzo pracochłonny i uciążliwy, a jego skuteczność jest stosunkowo niewielka.It is known, for example, from the Polish patent specification No. 100 362, to prevent endogenous fires by tightly insulating the goaf and filling the voids with non-flammable materials. This method is very labor-consuming and cumbersome, and its effectiveness is relatively low.

Mała skuteczność charakteryzuje także sposób znany przykładowo z polskiego opisu patentowego nr 94 047, zgodnie z którym zapobiega się pożarom endogenicznym przy wybieraniu węgla ścianami z zawałem stropu, poprzez okresowe przewietrzanie pola eksploatacyjnego w dwóch przeciwległych kierunkach (wahadłowo), w ustalonym dla eksploatowanego pokładu odstępie czasu.Low efficiency is also characterized by the method known, for example, from Polish patent description No. 94 047, according to which endogenous fires are prevented when coal is extracted with walls with collapsed roof by periodically ventilating the exploitation field in two opposite directions (pendulum) at a time interval set for the exploited deck. .

Znane są również, na przykład z polskich opisów patentowych nr nr 94 930,103 215 i 108 996, sposoby zapobiegania pożarom endogennym poprzez stosowanie antypirogenów, to jest środków hamujących niskotemperaturowy proces utleniania się węgla. Niektóre z antypirogenów mają działanie mechaniczne, polegające na wytworzeniu na powierzchni węgla szczelnej powłoki eliminującej kontakt węgla z powietrzem. Skuteczność działania takich antypirogenów jest zatem ściśle związana z dokładnym i trwałym pokryciem powierzchni rozkruszonego węgla, czego nie zapewniają znane dotychczas sposoby polegające na podawaniu do zrobów różnych mieszanin, jak zawiesiny wodne, pulpy i tym podobne, uprzednio przygotowanych w odpowiednich mieszalnikach lub wytwarzanych przez mieszanie składników na wylocie dysz podających. Ze względu na małe możliwości penetracyjnc tych mieszanin nie jest możliwe dokładne pokrycie rozkruszonego węgla. Nieodzowny jest tutaj stały nadzór i wielokrotne nanoszenie środka w zagrożonych miejscach.There are also known, for example, from Polish patent specifications Nos. 94 930, 103 215 and 108 996, methods of preventing endogenous fires by using anti-pyrogens, i.e. agents inhibiting the low-temperature process of carbon oxidation. Some of the antipyrogens have a mechanical effect, which consists in creating a tight coating on the surface of the carbon, eliminating the contact of carbon with air. The effectiveness of such anti-pyrogens is therefore closely related to the precise and durable covering of the surface of the crushed coal, which is not ensured by the methods known so far, consisting in feeding various mixtures to the goafs, such as aqueous suspensions, pulp and the like, previously prepared in suitable mixers or produced by mixing ingredients. at the outlet of the feed nozzles. Due to the low penetration possibilities of these mixtures, it is not possible to cover the crushed coal precisely. Constant supervision and multiple application of the agent in endangered places is indispensable here.

Powyższe wady i niedogodności usuwa sposób zapobiegania pożarom endogenicznym oraz likwidacji samozagrzań węgla w podziemiach kopalń według wynalazku, polegający na wytwarzaniu na powierzchni węgla powłoki eliminującej jego kontakt z powietrzem. Zgodnie z wynalazkiem do zrobów ścian zawałowych lub wyrw węglowych' nad wyrobiskiami korytarzowymi podaje się na przemian najpierw drobno rozpyloną ciecz o własnościach zwilżających, najkorzystniej powierzchniowo czynnych, a następnie suchy materiał pylasty o własnościach wiążących z rozpylonąThe above-mentioned disadvantages and disadvantages are eliminated by the method of preventing endogenous fires and eliminating self-heating of coal in the underground mines according to the invention, consisting in the production of a coating on the surface of the coal eliminating its contact with air. According to the invention, alternately, first a finely sprayed liquid with wetting properties, preferably surfactant, is applied to the goafs of cave walls or coal gaps over the corridors, and then a dry powdery material with properties binding to the spray.

157 151 cieczą. Korzystnie jako ciecz zwilżającą stosuje się wodny roztwór zwilżacza o stążeniu około 0,03-0,05%, składającego się z 20—60% Wagowych soli sodowej sulfobursztynianu dwu-2etyloheksylowego i 40-80% wagowych rozpuszczalnych w wodzie soli najkorzystniej chlorku wapnia, a jako materiał pylasty stosuje się pył wapienny zwykły niestearynowany z dodatkiem wapna hydratyzowanego w ilości około 6-10%.157 151 liquid. Preferably the wetting liquid is an aqueous wetting solution having a concentration of about 0.03-0.05% consisting of 20-60% by weight sodium di-2-ethylhexyl sulfosuccinate and 40-80% by weight water-soluble salts, most preferably calcium chloride, and plain, non-stearated lime dust with the addition of hydrated lime in the amount of about 6-10% is used as the dusty material.

Zastosowanie sposobu według wynalazku, w którym miesza się składnik ciekły i stały, tworzące trwałą zaprawę dopiero w miejscu przemiennego osadzania się tych składników w zrobach lub wyrwach, zapewnia uzyskanie najwyższego stopnia penetracji. Cykl przemiennego podawania cieczy i materiału pylastego w zależności od istniejących warunków może być jednokrotny lub wielokrotny. Szczelna powłoka, wytworzona zgodnie z wynalazkiem na całej powierzchni rozkruszonego węgla mającej kontakt z powietrzem, eliminuje skutecznie i trwale kontakt węgla z tlenem z powietrza, a tym samym uniemożliwia rozwój procesu niskotemperaturowego utleniania się substancji węglowej, zapobiegając powstawaniu pożaru endogenicznego i likwidując samozagrzanie węgla.The application of the method according to the invention, in which the liquid and solid components are mixed, forming a permanent mortar only at the point of alternate deposition of these components in the goafs or holes, provides the highest degree of penetration. The cycle of alternate feeding of liquid and dust, depending on the existing conditions, may be one or multiple times. The tight coating, produced in accordance with the invention on the entire surface of the crushed coal in contact with air, effectively and permanently eliminates the contact of carbon with oxygen from the air, and thus prevents the development of the process of low-temperature oxidation of the carbon substance, preventing the formation of endogenous fire and eliminating the self-heating of the coal.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej przedstawiony w poniższych przykładach zastosowania w zrobach ścian zawałowych i wyrwach stropowych w wyrobisku korytarzowym.The subject of the invention will be presented in more detail in the following examples of use of caving walls and floor holes in a corridor working in goafs.

Przykład I. Realizacja sposobu według wynalazku wymaga zainstalowania niezależnych instalacji do podawania cieczy zwilżającej i materiału pylastego. Jako ciecz zwilżającą stosuje się najczęściej wodny roztwór używanego w górnictwie węgla kamiennego zwilżacza „CaBO“ o stężeniu około 0,03—0,05%, składającego się z 20—60% wagowych soli sodowej sulfobursztynianu dwu-2-etyloheksylowego i 40—80% wagowych rozpuszczalnych w wodzie soli najkorzystniej chlorku wapnia. Jako materiał pylasty stosuje się pył wapienny zwykły niestearynowany z dodatkiem wapna hydratyzowanego w ilości około 6—10%. Ciecz zwilżającą wytwarza się korzystając z wodnego rurociągu przeciwpożarowego 1 oraz z dozownika dla zwilżacza „CaBO“. Ciecz poprzez kolektor i system odgałęzień zakończonych dyszami rozpylającymi 2 podaje się do zrobów poza obudowę osłonową 3 ściany. Po uzyskaniu właściwego nasycenia gruzowiska zawałowego cieczą zwilżającą przystępuje się niezwłocznie do rozpylania w zrobach zawałowych materiału pylastego. Materiał pylasty podaje się pneumatycznie, na przykład urządzeniem typu „Polko poprzez kolektor 4 i system odgałęzień, zakończonych dyszami 5. Wprowadzany pył osiada na zwilżonej powierzchni gruzowiska zawałowego, wytwarzając szczelinę, a dzięki związaniu trwałą powłokę. Dysze rozpylające 2 dla cieczy i dysze 5 dla pyłu znajdują się w sąsiedztwie, lecz nie bliżej siebie niż w odległości 1 wynoszącej 1 m, przy czym dysza rozpylająca 2 jest wysunięta w głąb zrobów zawałowych w stosunku do dyszy 5. Rozstaw L pomiędzy zestawami dysz 2, 5 uzależniony jest od istniejących warunków w zrobach zawałowych, lecz nie przekracza 25 m. Skuteczność wymienionych zabiegów kontroluje się poprzez otwory kontrolne, wykonane w sekcjach obudowy osłonowej 3 ściany. Otwory te zlokalizowane są w środku rozstawu pomiędzy zestawami dysz 2,5. W otwory te wprowadza się sondę z materiału nienasiąkliwego, na przykład w postaci pręta metalowego lub rury. W trakcie nawilżania lub napylania następuje osadzanie się pewnych materiałów na powierzchni sondy, po czym wnioskuje się o uzyskiwanych efektach stosowanych zabiegów.EXAMPLE 1 The implementation of the method according to the invention requires the installation of independent installations for feeding a wetting liquid and a dust material. The most frequently used wetting liquid is an aqueous solution of the coal wetting agent "CaBO" with a concentration of about 0.03-0.05%, consisting of 20-60% by weight of sodium di-2-ethylhexyl sulfosuccinate and 40-80% by weight. by weight of water-soluble salts most preferably calcium chloride. The pulverulent material used is plain, non-stearized lime dust with the addition of about 6-10% of hydrated lime. The wetting fluid is produced by means of a water fire pipe 1 and a "CaBO" humidifier dispenser. The liquid, through the collector and the system of branches ended with spraying nozzles 2, is fed to the goafs outside the casing 3 of the wall. After the proper saturation of the cave debris is achieved with the wetting liquid, spraying of the silty material in the goaf is immediately started. The dusty material is fed pneumatically, for example with a "Polko" device through a collector 4 and a system of branches, terminated with nozzles 5. The introduced dust settles on the wetted surface of the cave debris, creating a gap and, thanks to binding, a durable coating. The spraying nozzles 2 for liquids and the nozzles 5 for dust are located adjacent, but not closer to each other than at a distance 1 of 1 m, with the spraying nozzle 2 protruding into the goafs in relation to the nozzle 5. Spacing L between the sets of nozzles 2 , 5 depends on the existing conditions in goaf goaf, but does not exceed 25 m. The effectiveness of the mentioned treatments is controlled through control openings made in sections of the casing 3 of the wall. These holes are located in the center of the spacing between the sets of nozzles 2.5. A probe of non-absorbent material, for example in the form of a metal rod or a tube, is inserted into these openings. During moistening or spraying, certain materials are deposited on the surface of the probe, and then it is concluded about the obtained effects of the applied treatments.

Przykład II. Zastosowanie rozwiązania według wynalazku w przypadku wyrwy stropowej nad wyrobiskiem korytarzowym wymaga uprzedniego uszczelnienia istniejącej wykładki bentonitowej w zasięgu wyrwy. Następnie do wyrwy wprowadza się zestaw dwóch dysz dla podawania cieczy zwilżającej i materiału pylastego. Ciecz zwilżającą i materiał pylasty scharakteryzowano w przykładzie I. Podobnie jak w przykładzie I w pierwszej kolejności podaje się ciecz zwilżającą. Dowodem dostatecznego nasycenia węgla w wyrwie jest pojawienie się wycieków cieczy zwilżającej na granicy uszczelnionej wykładki. Wtedy czynność nasycania przerywa się, niezwłocznie przystępując do rozpylania w wyrwie omówionego już materiału węgla, wytwarzając szczelinę, a dzięki związaniu trwałą powłokę. Zakończenie podawania materiału pylastego następuje w momencie pojawienia się pyłu na granicy uszczelnionej wykładki lub w jej nieszczalnościach. W przypadku szczególnie dużych wyrw, a zwłaszcza gdy w wyrwie stwierdza się objawy samozagrzewania węgla operacje nawilżania i napylania powtarza się w odstępach czasowych, zależnych od prędkości wstępnego wiązania powłoki uszczelniającej.Example II. The use of the solution according to the invention in the case of a floor opening above a corridor requires prior sealing of the existing bentonite lining within the scope of the opening. A set of two nozzles is then introduced into the tear-out for feeding the wetting liquid and the dust. The wetting liquid and the dust are characterized in Example 1. As in Example 1, the wetting liquid is applied first. Evidence of a sufficient carbon saturation in the trench is the appearance of leakages of the wetting liquid at the boundary of the sealed liner. The impregnation operation is then interrupted and the coal material already discussed is sprayed immediately into the tear, creating a fissure and, thanks to bonding, a permanent coating. The feeding of dusty material is completed when dust appears at the boundary of the sealed liner or in its incontinence. In the case of particularly large tears, and especially when symptoms of coal self-heating are found in the tear, the moistening and sputtering operations are repeated at intervals depending on the initial setting speed of the sealing coating.

Fig. 2Fig. 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Department of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 5000 zł.Price PLN 5,000.

Claims

Patent Claims

1. A method of preventing endogenous fires and eliminating self-heating of coal in the underground of mines, consisting in the production of a coating on the surface of coal that eliminates its contact with air, characterized in that the gobs of caving walls or coal tears above the workings are alternately first sprayed with a fine-sprayed liquid with the properties of wetting agents, most preferably surfactants, and then dry powdery material with spray-binding properties.

2. A method according to claim 1, characterized in that the wetting liquid is an aqueous solution of the humectant having a concentration of about 0.03-0.05%, consisting of 20-60% by weight of sodium di-2-ethylhexyl sulfosuccinate and 40- 80% by weight of the water-soluble salt, most preferably calcium chloride, and the powdery material used is plain lime dust with the addition of about 6-10% hydrated lime.