PL175244B1 - Sposób i tworzywo do izolowania wyrobisk podziemnych, a zwłaszcza wyrobisk korytarzowych drążonych w pokładzie lub w bezpośrednim sąsiedztwie pokładu węgla skłonnego do samozapalenia - Google Patents

Abstract

1. Sposób izolowania górniczych wyrobisk podziemnych, a zwłaszcza wyrobisk korytarzowych drążonych w pokładzie lub w bezpośrednim sąsiedztwie pokładu węgla skłonnego do samozapalenia, znamienny tym, że w miejscach zagrożonych pożarami między ociosami i stropem wyrobiska, puste przestrzenie w wykładce wykonanej z brył skalnych, a także przypadkowe wyrwy wypełnia się szczelnie elastycznym tworzywem spienionym wykonywanym bezpośrednio w miejscu zagrożenia poprzez zmieszanie ze sobą w odpowiednim stosunku wagowym dwóch substancji, przy czym pomiędzy obudową wyrobiska i wykładką umieszcza się tkaninę nieprzepuszczalną, korzystnie płótno wentylacyjne lub podsadzkowe względnie siatkę drobnooczkową.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób izolowania podziemnych wyrobisk górniczych zagrożonych pożarami, zwłaszcza przed przenikaniem powietrza oraz tworzywo spienione do stosowania tego sposobu.

Każde wyrobisko górnicze, korytarzowe czy eksploatacyjne narusza pierwotny stan równowagi górotworu. Z praktyki wiadomo, że wokół wydrążonego wyrobiska korytarzowego powstaje strefa spękań w kształcie elipsy. Jeżeli zatem wyrobisko to przechodzi przez pokład węgla

175 244 skłonny do samozapalenia, to zawsze należy liczyć się z możliwością powstania ogniska pożaru w takim pokładzie, ponieważ szczeliny jakie powstały wokół wyrobiska korytarzowego sprzyjają przenikaniu powietrza bogatego w tlen w głąb pokładu węgla. I tylko kwestią czasujest kiedy nastąpi samozapalenie się węgla w tym pokładzie. Każdy pożar powstały wskutek samozapalenia się węglajest dość trudny do wykrycia, a nie wykryty w porę może spowodować katastrofalne skutki. Dotychczas w miejscach zagrożonych powstaniem pożaru wykonywano izolację ociosów wyrobiska korytarzowego za pomocątorkretu z zaprawy cementowo-wapiennej lub innych materiałów izolacyjnych. Często też w warunkach dużego zagrożenia wykonuje się obudowę murową wyrobiska korytarzowego z wypełnieniem podsadzką hydrauliczną pustek za obudową.

Zagrożenie pożarem może również stwarzać wyrobisko eksploatacyjne, w którym po wybraniu kopaliny użytecznej pozostawia się pustą przestrzeń likwidowaną przez zawał skał stropowych lub przez wypełnianie jej podsadzką suchą. Sposób likwidacji przestrzeni poeksploatacyjnych nie ma większego znaczenia, gdy w grę wchodzi utrzymywanie warstwy węgla w stropie, który dostaje się do zawału. W takich przypadkach nawet stosowanie podsadzki hydraulicznej nie daje gwarancji, że pożar w zrobach nie powstanie. Ponadto w zrobach pokładów wybieranych z zawałem skał stropowych gromadzą się gazy ubogie w tlen lub zawierające domieszki gazów palnych np. metanu. W praktyce górniczej znane są dość liczne przypadki, kiedy w czasie zawału skał stropu zasadniczego nagle zostaje wypchnięta duża ilość powietrza pozbawionego tlenu, co grozi utratą życia ludzi znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie takich zrobów. Znane są też przypadki wypchnięcia ze zrobów dużej ilości metanu, który z powietrzem płynącym przez ścianę tworzy mieszaninę wybuchową stanowiącą bardzo duże zagrożenie zarówno dla ludzie jak i maszyn oraz urządzeń zainstalowanych w ścianie.

Celem wynalazku jest taki sposób izolowania górniczych wyrobisk podziemnych, który maksymalnie zabezpieczy je przed przenikaniem powietrza do zrobów i od zrobów do sieci wentylacyjnej kopalni.

Cel ten został osiągnięty za pomocą sposobu będącego przedmiotem niniejszego wynalazku. Istota tego sposobu polega na tym, że w wyrobiskach korytarzowych, w miejscach zagrożonych pożarem, szczeliny i puste przestrzenie między bryłami wykładki oraz inne pustki i szczeliny wypełnia się szczelnie tworzywem spienionym wykonywanym bezpośrednio w miejscu przewidywanego zagrożenia pożarowego. W tym celu miesza się ze sobą w odpowiednim stosunku wagowym dwie substancje, w wyniku czego uzyskuje się elastyczne tworzywo spienione zwiększające kilkakrotnie swoją objętość. Miejsca wypełniane tworzywem spienionym odgradza się tylko od strony wyrobiska czynnego tkaniną nieprzepuszczalną, korzystnie płótnem wentylacyjnym lub podsadzkowym względnie siatką drobnooczkową. Natomiast w wyrobiskach ścianowych, po przesunięciu obudowy i wystąpieniu zawału skał stropu bezpośredniego, ale przed zawałem skał stropu zasadniczego, za obudową tworzy się równolegle do frontu ściany pasy izolacyjne z tworzywa spienionego oddzielające zroby od przestrzeni roboczej wyrobiska. Pasy te mają szerokość “S” co najmniej 2 m i są rozmieszczone w odstępach “D” od 5 do 20 m, a najkorzystniej 10 m. Tworzywo spienione, z którego są wykonywane pasy izolacyjne po stosunkowo krótkim czasie zachowuje się w odniesieniu do powstającego gruzowiska skalnego jak czynnik hydrauliczny, którego ciśnienie jest zależne od nacisku łamiącego się stropu. Powstające ciśnienie powoduje przenikanie tworzywa we wszystkie wolne przestrzenie pomiędzy skałami rumowiska zawałowego zapewniając jednocześnie dokładne uszczelnienie tego rumowiska, co w konsekwencji uniemożliwia jakikolwiek ruch powietrza oraz gazów szkodliwych i wybuchowych z wyeksploatowanej przestrzeni do czynnych wyrobisk górniczych.

Przedmiotem wynalazku jest również tworzywo spienione do izolowania górniczych wyrobisk podziemnych zawierające w swoim składzie żywicę mocznikowo-formaldehydową, detergenty, środki zwiększające elastyczność powstałej piany jak i środki hydrofobizujące, antystatyki oraz środki zwiększające sztywność powłoki zewnętrznej. W skład tego tworzywa wchodzi również katalizator zawierający w swoim składzie glikole polietylenowe o średniej masie cząsteczkowej od 400 do 1000 w ilości od 0 do 20% wagowych oraz jako dyspergatory piany siarczynowe żywice melaminowo-formaldehydowe w ilości od 0 do 4% wagowych. Dzięki za4

175 244 stosowaniu dodatków hydrofobizujących, na powierzchni tworzywa spienionego uzyskuje się warstwę pochodnych krzemoorganicznych w postaci zwartej, twardej skorupy o dużej hydrofobowości. Natomiast przez dodanie niewielkich ilości takich substancji jak betainy lub czwartorzędowe sole amonowe uzyskano radykalną zmianę własności elektrostatycznych tworzywa spienionego.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej wyjaśniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment obudowy wyrobiska korytarzowego izolowanego w rejonie kontaktu tego wyrobiska z pokładem węgla, fig. 2 - podobny fragment z izolacją szczelin i wyrw w ociosie, fig. 3 - tę samą obudowę z izolacjąstropu wyrobiska, fig. 4 - fragment obudowy ścianowej zpasem izolacyjnym w zrobach, fig. 5 - wyrobisko ścianowe z pasami izolacyjnymi w widoku z góry, a fig. 6 - to samo wyrobisko w przekroju pionowym wzdłuż linii A-A zaznaczonej na fig. 5.

Jak uwidoczniono na rysunku izolowanie górniczych wyrobisk podziemnych zagrożonych pożarami, zgodnie z wynalazkiem odbywa się w następujący sposób. W miejscach zagrożonych pożarami, np. w rejonie gdzie wyrobisko przecina pokład węgla skłonnego do samozapalenia, pomiędzy ociosami i stropem wyrobiska szczeliny i wolne przestrzenie za obudową 1 w wykładce 2 wykonanej z brył skalnych, a także przypadkowe wyrwy 3 wypełnia się szczelnie elastycznym tworzywem spienionym. Tworzywo to jest wykonywane bezpośrednio w miejscu zagrożenia przez zmieszanie ze sobą w odpowiednim stosunku wagowym dwóch substancji. Poza tym między obudową 1 wyrobiska i wykladką2 umieszcza się tkaninę nieprzepuszczalną 4, korzystnie płótno wentylacyjne lub podsadzkowe względnie siatkę drobnooczkową. Tkaninę tę umieszcza się tylko od strony wyrobiska czynnego, a pozostałą pustę wyrwy 3 wypełnia się bryłami skalnymi i tworzywem spienionym. Natomiast w wyrobiskach ścianowych prowadzonych z zawałem skał stropowych, bezpośrednio po przesunięciu obudowy 5 i wystąpieniu zawału stropu bezpośredniego, ale przed zawałem skał stropu zasadniczego, wykonuje się równolegle do frontu ściany pasy izolacyjne 6 z tworzywa spienionego o szerokości “S” co najmniej 2 m, rozmieszczone w odstępach “D” od 5 do 20 m, a najkorzystniej 10 m.

175 244

Fig. 5

Fig. 6

175 244

4

Fig. 3

Fig. 4

175 244

Fig. 1

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób izolowania górniczych wyrobisk podziemnych, a zwłaszcza wyrobisk korytarzowych drążonych w pokładzie lub w bezpośrednim sąsiedztwie pokładu węgla skłonnego do samozapalenia, znamienny tym, że w miejscach zagrożonych pożarami między ociosami i stropem wyrobiska, puste przestrzenie w wykładce wykonanej z brył skalnych, a także przypadkowe wyrwy wypełnia się szczelnie elastycznym tworzywem spienionym wykonywanym bezpośrednio w miejscu zagrożenia poprzez zmieszanie ze sobą w odpowiednim stosunku wagowym dwóch substancji, przy czym pomiędzy obudową wyrobiska i wykładką umieszcza się tkaninę nieprzepuszczalną, korzystnie płótno wentylacyjne lub podsadzkowe względnie siatkę drobnooczkową.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pustki i szczeliny za obudową odgradza się tkaniną nieprzepuszczalną tylko od strony wyrobiska czynnego, a pozostała przestrzeń wypełnia się szczelnie tworzywem spienionym.
3. 3. Sposób izolowania wyrobisk podziemnych, a zwłaszcza wyrobisk korytarzowych, drążonych w pokładzie lub w bezpośrednim sąsiedztwie pokładu węgla skłonnego do samozapalenia, znamienny tym, że za obudową w bezpośrednio po przesunięciu obudowy i wystąpieniu zawału stropu bezpośredniego, a przed zawałem skał stropu zasadniczego tworzy się pasy izolacyjne z tworzywa spienionego o szerokości “S” co najmniej 2 m rozmieszczone w odstępach “D” od 5 do 20 m, a najkorzystniej 10 m.
4. 4. Tworzywo do izolowania górniczych wyrobisk podziemnych zawierające w swoim składzie żywicę mocznikowo formaldehydową, detergenty, środki zwiększające elastyczność powstałej pianki, znamienne tym, że składa się z żywicy zawierającej w swoim składzie środki hydrofobizujące, antyelektrostatyki oraz środki zwiększające sztywność powłoki zewnętrznej oraz z katalizatora zawierającego w swoim składzie glikole polietylenowe o średniej masie cząsteczkowej od 400 do 1000 w ilości od 0 do 20% wagowych oraz jako dyspergatory piany siarczynowe żywice melaminowo-formaldehydowe w ilości od 0 do 4% wagowych.
5. 5. Tworzywo według zastrz. 4, znamienne tym, że jako środki hydrofobizujące stosuje się sole sodowe lub potasowe wyższych kwasów tłuszczowych, a zwłaszcza sole kwasów polmitynowego, oleinowego i stearynowego lub ich mieszaniny w ilości od 0 do 1% wagowych.
6. 6. Tworzywo według zastrz. 4, znamienne tym, że jako środki hydrofobizujące i zwiększające sztywność powłoki zewnętrznej stosuje się związki krzemoorganiczne, a zwłaszcza wodorozpuszczalne metylosilikony, emulsje silikonowe i oleje silikonowe o małej lepkości w ilości od 0 do 3% wagowych.
7. 7. Tworzywo według zastrz. 4, znamienne tym, że jako antyelektrostatyki stosuje się czwartorzędowe sole amoniowe oraz betainy, a zwłaszcza betainę octanową w ilości od 0 do 1% wagowych.

   * * *