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

Abstract

1. Sposób zapobiegania pozarom endogeni- cznym oraz likwidacji samozagrzan wegla w podzie- miach kopaln, polegajacy na wytwarzaniu na powierzchni wegla powloki eliminujacej jego kon- takt z powietrzem, znamienny tym, ze do zrobów scian zawalowych lub wyrw weglowych nad wyro- biskami korytarzowymi podaje sie na przemian najpierw drobnorozpylona ciecz o wlasnosciach zwilzajacych najkorzystniej powierzchniowo czyn- nych, a nastepnie suchy material pylasty o wlasnos- ciach wiazacych z rozpylona ciecza. 2. Sposób wedlug zastrz 1, znamienny tym, ze jako ciecz zwilzajaca stosuje sie wodny roztwór zwilzacza o stezeniu okolo 0,03—0,05%, skladaja- cego sie z 20—60% wagowych soli sodowej sulfo- bursztynianu dwu-2-etyloheksylowego i 40—80% wagowych rozpuszczalnych w wodzie soli najko- rzystniej chlorku wapnia, a jako material pylasty stosuje sie pyl wapienny zwykly niestearynowany z dodatkiem wapna hydratyzowanego w ilosci okolo 6 — 10 % . PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zapobiegania pożarom endogenicznym oraz likwidacji samozagrzań węgla w podziemiach kopalń.

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.

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.

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.

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.

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 rozpyloną

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%.

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.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej przedstawiony w poniższych przykładach zastosowania w zrobach ścian zawałowych i wyrwach stropowych w wyrobisku korytarzowym.

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.

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.

Fig. 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patento we

   1. Sposób zapobiegania pożarom endogenicznym oraz likwidacji samozagrzań węgla w podziemiach kopalń, polegający na wytwarzaniu na powierzchni węgla powłoki eliminującej jego kontakt z powietrzem, znamienny tym, że do zrobów ścian zawałowych lub wyrw węglowych nad wyrobiskami korytarzowymi podaje się na przemian najpierw drobnorozpyloną ciecz o własnościach zwilżających najkorzystniej powierzchniowo czynnych, a następnie suchy materiał pylasty o własnościach wiążących z rozpyloną cieczą.
2. 2. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że jako ciecz zwilżającą stosuje się wodny roztwór zwilżacza 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, a jako materiał pylasty stosuje się pył wapienny zwykły niestearynowany z dodatkiem wapna hydratyzowanego w ilości około 6—10%.