PL229955B1 - Sposób wczesnego wykrywania zagrożenia pożarowego w filarze ochronnym i zrobach wyrobiska ścianowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wczesnego wykrywania zagrożenia pożarowego w filarze ochronnym i zrobach wyrobiska ścianowego, oddzielonych filarem ochronnym, przydatny w profilaktyce zwalczania zagrożeń pożarowych w górnictwie podziemnym węgla kamiennego.

W górnictwie podziemnym węgla kamiennego, poza ryzykiem pożarów egzogenicznych występuje również ryzyko pożarów endogenicznych. Są to pożary powstałe na skutek samozapłonu węgla, spowodowanego przykładowo zaleganiem resztek niewybranego węgla w wyrobiskach podziemnych i zachodzącym procesem utleniania. Pożary takie powstają najczęściej w zrobach ścian wydobywczych za frontem eksploatacyjnym, bądź też w węglowych filarach ochronnych i oddzielonych nimi zrobach wyeksploatowanych ścian. Pożarom endogenicznym towarzyszy przeważnie wzrost temperatury oraz wydzielanie gazów będących następstwem utleniania się węgla.

Znane są różne sposoby wykrywania pożarów endogenicznych. W tym celu stosuje się w szczególności pomiar stężenia gazów w wyrobiskach górniczych, badania fizyko - chemiczne próbek węgla czy też pomiar temperatury przy użyciu kamer termowizyjnej pod kątem zaobserwowania możliwego wzrostu temperatury.

Ponadto jedną z metod wykrywania wzrostu temperatury w wyrobiskach górniczych jest zastosowanie światłowodów, czyli światłowodowych kabli sensorycznych. Przykładowo w opisie polskiego zgłoszenia wynalazku P.404494 ujawniono sposób wykrywania pożarów endogenicznych w górnictwie podziemnym węgla kamiennego, w którym wykorzystuje się światłowody do pomiaru temperatury. Zgodnie z ujawnionym rozwiązaniem w co najmniej jednym chodniku przyścianowym umieszcza się co najmniej jeden światłowód, który instaluje się w rurowej osłonie na planowanej długości wyrobiska eksploatacyjnego. Światłowód włącza się w centralny układ monitoringu zagrożeń pożarowych, a następnie w miarę postępu wyrobiska ścianowego pozostawia się światłowód wraz z osłoną w zrobach i prowadzi monitoring temperatury w celu wykrycia wzrostu temperatury w zrobach.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu, który zapewni możliwość wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych powstałych w filarach ochronnych wyeksploatowanych ścian węglowych lub w zrobach takich ścian oddzielonych od chodników przyścianowych filarami ochronnymi.

Wynalazek dotyczy sposobu wczesnego wykrywania zagrożenia pożarowego w filarze ochronnym i zrobach wyrobiska ścianowego oddzielonych filarem ochronnym od chodnika przyścianowego, z wykorzystaniem światłowodowego kabla sensorycznego. Istota wynalazku polega na tym, że w ociosie chodnika przyścianowego stanowiącego filar ochronny oddzielający wyrobisko od zrobów wyeksploatowanej ściany wierci się w wybranej podziałce otwory do których kolejno wprowadza się przy wykorzystaniu głowicy prowadzącej fragmenty kabla sensorycznego w postaci otwartej pętli. Tak ułożony kabel sensoryczny włącza się w centralny układ monitoringu zagrożeń pożarowych i dokonuje się stałego monitorowania temperatury pod kątem wykrycia wzrostu temperatury w filarze ochronnym w celu precyzyjnej lokalizacji miejsc zagrożonych pożarem.

Pod pojęciem otwarta pętla rozumie się takie ułożenie odcinka kabla sensorycznego w otworze, w którym fragment kabla sensorycznego rozciągniętego w wyrobisku wchodzi do otworu i przebiega zasadniczo na jego długości, a następnie jest zawrócony i przebiegając ponownie przez długość otworu wychodzi z tego otworu przechodząc w dalszy bieg kabla sensorycznego w wyrobisku. W szczególności może to być kształt zbliżony do litery U.

Sposób według wynalazku pozwala na ciągły pomiar temperatury wewnątrz filaru ochronnego pod kątem stwierdzenia wzrostu temperatury świadczącej o możliwości powstania pożaru endogenicznego w tym filarze lub w zrobach ściany oddzielonej tym filarem od chodnika przyścianowego sąsiedniej ściany wydobywczej. Dzięki temu możliwa jest bardzo wczesna i precyzyjna lokalizacja miejsca zagrożonego powstaniem pożaru endogenicznego, oraz szybkie podjęcie niezbędnych środków mających na celu likwidację przyczyn powstania zagrożenia pożarowego, co nie było możliwe przy wykorzystaniu sposobów znanych ze stanu techniki. Wynalazek umożliwia bowiem stwierdzenie wzrostu temperatury wewnątrz filaru ochronnego na bardzo wczesnym etapie, w którym ten wzrost temperatury nie jest jeszcze odczuwalny w chodniku przyścianowym.

Korzystnie w ociosie wyrobiska wierci się otwory o średnicy co najmniej 120 mm, co z jednej strony pozwala na stosukowo proste umieszczenie pętli kabla sensorycznego w otworze, a z drugiej strony nie grozi ryzykiem uszkodzenia kabla w otworze.

PL 229 955 B1

Celowym jest również, gdy po wprowadzeniu do każdego otworu kabla sensorycznego przy wykorzystaniu głowicy prowadzącej pozostawia się głowicę prowadzącą w tym otworze, przez co uzyskuje się ochronę miejsca zagięcia kabla sensorycznego w otworze przed niepożądanym uszkodzeniem.

Dalszą korzyść związaną z dodatkowym zabezpieczeniem kabla sensorycznego w otworze i podczas wprowadzania kabla do otworu uzyskuje się, gdy przed wprowadzeniem do otworu kabel sensoryczny przewleka się przez rowek głowicy prowadzącej.

Pożądanym przy tym jest gdy dokonuje się zabezpieczenia kabla sensorycznego przed wypadnięciem z rowka głowicy prowadzącej, przykładowo z wykorzystaniem nitów osadzanych w otworach wykonanych w ściankach bocznych wyznaczających rowek głowicy prowadzącej.

Sposób wczesnego wykrywania zagrożenia pożarowego w filarze ochronnym i zrobach wyrobiska ścianowego został bliżej przedstawiony w poniższym przykładzie wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 ilustruje schematycznie w przekroju poprzecznym sąsiadujące wyrobiska, w tym chodnik przyścianowy wraz z filarem ochronnym i zrobami ściany oraz przebieg kabla sensorycznego, fig. 2 - głowicę w częściowym widoku z boku, zaś fig. 3 - przekrój A-A z fig. 2 z dodatkowo pokazanym przebiegiem kabla sensorycznego i elementem naprowadzającym.

Na fig. 1 przedstawiono w przekroju poprzecznym węglowy filar ochronny 1, zwany potocznie płotem chodnika przyścianowego 2, oraz usytuowaną z drugiej strony tego chodnika przyścianowego 2 caliznę węglową 3 przeznaczoną do eksploatacji system em ścianowym, a także zroby 4 wyeksploatowanej ściany górniczej. W ociosie chodnika przyścianowego 2, który stanowi filar ochronny 1 oddzielający wyrobisko od zrobów 4 wyeksploatowanej ściany wierci się w wybranej podziałce otwory 5. Korzystnie średnica otworu 5 wynosi co najmniej 120 mm, przykładowo 120 mm albo 160 mm. Podziałka, jak i długość otworów 5 dobierana jest indywidualnie w zależności od panujących warunków górniczo - geologicznych. W szczególności podziałka może wynosić kilka metrów, przykładowo 2 m lub 5 m. Kolejno do każdego otworu 5 wprowadza się odcinek kabla sensorycznego 6, rozciągniętego w chodniku przyścianowym 2. W szczególności w otworze 5 umieszcza się fragment kabla sensorycznego 6 w postaci otwartej pętli przy wykorzystaniu głowicy prowadzącej 7. Otwarta pętla ma kształt zbliżony do litery U, chociaż może mieć inny kształt, w którym odcinek wchodzący do otworu i odcinek wychodzący z otworu krzyżują się. Istotne przy tym jest to, aby kabel sensoryczny przebiegał na możliwie najdłuższym odcinku otworu 5, co zwiększa zakres dokonywanego pomiaru temperatury. Odcinek kabla sensorycznego 6 wychodzący z otworu 5 biegnie wzdłuż chodnika przyścianowego 2 do kolejnego otworu 5, w którym umieszcza się kolejną otwartą pętlę i znów wyprowadza do chodnika przyścianowego 2 i do następnego otworu 5. Tak rozlokowany w wyrobisku kabel sensoryczny 6 włącza się w znany centralny układ monitoringu zagrożeń pożarowych i dokonuje się stałego monitorowania temperatury pod kątem wykrycia wzrostu temperatury w celu precyzyjnej lokalizacji miejsc zagrożonych pożarem, zarówno w filarze ochronnym 1, jak i sąsiadujących z tym filarem ochronnym 1 zrobach 4 wyeksploatowanego wyrobiska ścianowego.

Aby ochronić przegięcie kabla sensorycznego 6 w otworze 5 przed uszkodzeniem po wprowadzeniu do każdego otworu 5 kabla sensorycznego 6 pozostawia się głowicę prowadzącą 7 w tym otworze 5. Nie jest to jednak warunek konieczny do realizacji wynalazku.

Na fig. 2 i fig. 3 przedstawiono przykładową głowicę prowadzącą 7 stosowaną w ramach realizacji wynalazku. Głowica prowadząca 7 zawiera dwa łukowe żebra 8 i 9, połączone ze sobą i tworzące szkielet konstrukcji przestrzennej. W żebrze 9 wykonany jest rowek 10, przez który przewleka się przed wprowadzeniem do otworu 5 kabel sensoryczny 6. Korzystnie zabezpiecza się położenie kabla sensorycznego 6 przed wypadnięciem z rowka 10 za pomocą nitów 11 osadzanych w otworach wykonanych w ściankach bocznych wyznaczających rowek 10 w żebrze 9. Zamiast nitów 11 można stosować inne elementy zabezpieczające, jak zawleczki czy opaski samozaciskowe.

Głowica prowadząca 7 wraz z kablem sensorycznym 6 jest umieszczana w otworze 5 z wykorzystaniem wspornika 12 przytwierdzonego wewnątrz konstrukcji przestrzennej wyznaczonej przez żebra 8 i 9, zakończona elementem naprowadzającym 13 [fig. 3]. Element naprowadzający 13 przydatny jest do umieszczania głowicy prowadzącej 7 w otworze, przykładowo z wykorzystaniem żerdzi lub drąga, i ewentualnego wyjęcia głowicy z otworu, gdyż wówczas naprowadza żerdź lub drąg na końcówkę wspornika 12 w celu ich połączenia wewnątrz otworu 5.

Claims (6)

1. Sposób wczesnego wykrywania zagrożenia pożarowego w filarze ochronnym i zrobach wyrobiska ścianowego, oddzielonych filarem ochronnym od chodnika przyścianowego, polegający na stałym pomiarze temperatury przy wykorzystaniu kabla sensorycznego ułożonego w wyrobisku, znamienny tym, że w ociosie chodnika przyścianowego (2) stanowiącego filar ochronny (1) oddzielający wyrobisko od zrobów (4) wyeksploatowanej ściany wierci się w wybranej podziałce otwory (5), a następnie do otworów (5) kolejno wprowadza się przy wykorzystaniu głowicy prowadzącej (7) odcinek kabla sensorycznego (6) w postaci otwartej pętli, przy czym rozlokowany w wyrobisku kabel sensoryczny (6) włącza się w centralny układ monitoringu zagrożeń pożarowych i dokonuje się stałego monitorowania temperatury pod kątem wykrycia wzrostu temperatury w celu precyzyjnej lokalizacji miejsc zagrożonych pożarem.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wierci się otwory (5) o średnicy co najmniej 120 mm.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po wprowadzeniu do każdego otworu (5) kabla sensorycznego (6) przy wykorzystaniu głowicy prowadzącej (7) pozostawia się głowicę prowadzącą (7) w tym otworze (5).

4. Sposób według jednego z zastrz. 1-3, znamienny tym, że przed wprowadzeniem do otworu (5) kabel sensoryczny (6) przewleka się przez rowek (10) głowicy prowadzącej (7).

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że dokonuje się zabezpieczenia kabla sensorycznego (6) przed wypadnięciem z rowka (10) głowicy prowadzącej (7).

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że zabezpieczenia dokonuje się z wykorzystaniem nitów (11) osadzanych w otworach wykonanych w ściankach bocznych wyznaczających rowek (10) głowicy prowadzącej (7).