Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВОВ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В ШАХТАХ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с взрывами горючих газов в шахтах.

Известен способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах путем подачи в газовую смесь ингибиторов, например, хладона 114 В2 (Умнов А.Е., Голик А.С., Палеев Д.Ю. и др. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. М., Недра, 1990.- 286 с.).

Недостатком известного способа является невозможность заполнения и поддержания необходимой концентрации ингибитора во всем объеме горных выработок, где могут появиться горючие газы, из-за постоянной подачи свежего воздуха в шахту.

Известен также способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок, повышение в них концентрации горючих газов за счет выделения их из добываемого угля, выработанного пространства и вмещающих пород до значений, превышающих верхний предел взрываемости горючих газов, и создание избыточного давления горючего газа по сравнению с атмосферным давлением на поверхности (RU 2371583 С2 (Портола В.А.), опубл. 27.10.2009 Бюл. №30).

Недостатком известного способа является низкая эффективность из-за опасности выхода горючих газов в атмосферу в местах транспортирования из шахты полезного ископаемого, горных пород и возможности образования взрывоопасной смеси. Наиболее близким техническим решением является способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок с созданием в них взрывобезопасной концентрации горючих газов под избыточным давлением и прокладку канала для транспортирования горной массы, заполняемого пеной под давлением, превышающим давление горючего газа в горной выработке, с производительностью, обеспечивающей заполнение свободного объема канала (RU 2448256 С2 (Портола В.А.), опубл. 20.04.2012 Бюл. №11).

Недостатком известного способа является низкая эффективность из-за стекания пены по наклонному каналу, необходимости постоянно готовить пенообразующую жидкость, теряемую при распаде пены, и опасности ее попадания в действующие горные выработки.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности известного способа предотвращения взрывов горючих газов в местах транспортирования горной массы из шахты на поверхность.

Поставленная задача достигается тем, что в способе предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающем изоляцию горных выработок с созданием в них взрывобезопасной концентрации горючих газов под избыточным давлением и прокладку канала для транспортирования горной массы, заполняемого пеной под давлением, превышающим давление горючего газа в горной выработке, с производительностью, обеспечивающей заполнение свободного объема канала, часть канала для транспортирования горной массы из шахты на поверхность располагают горизонтально, причем под этой частью канала помещают емкость для стекания пенообразующей жидкости из разрушающейся пены, а поступающую в емкость пенообразующую жидкость вновь используют для получения пены.

Подача пены в канал, по которому горная масса транспортируется на поверхность, приводит к образованию пенной завесы, газовой фазой которой является азот. Пузырьки пены обволакивают транспортное устройство, например конвейерную ленту с горной породой, и препятствуют выходу горючего газа из горных выработок в атмосферный воздух. Для предотвращения стекания пены по наклонному каналу часть канала, в котором создают пенную завесу, располагают на горизонтальном участке. В горизонтальном участке канала пенообразующая жидкость, выделяющаяся из распадающейся пены, стекает на дно этого горизонтального участка канала и попадает в установленную емкость, что предотвращает ее попадание в действующие горные выработки.

Выделившаяся из распавшейся пены пенообразующая жидкость откачивается из емкости насосом и подается на пеногенератор, где образуется инертная пена. Эта пена вновь подается на горизонтальный участок канала, поддерживая пенную завесу, препятствующую попаданию горючего газа в атмосферу.

Применение предложенного способа позволит избежать стекания пенной завесы по наклонному каналу и предотвратить потери пенообразующей жидкости, а также ее попадание в действующие горные выработки. Повторное использование пенообразующей жидкости, образующейся из распавшейся пены, снизит расход пенообразователя. На фиг.1 показана технологическая схема предлагаемого способа.

Схема включает горные выработки 1, заполненные горючим газом под избыточным давлением, канал с горизонтальным участком 2, конвейер 3 с горной массой 4, емкость 5 для сбора стекающей пенообразующей жидкости, насос 6, пеногенератор 7, трубопровод 8 для подачи пены в канал.

Способ осуществляется следующим образом.

В угольных шахтах с интенсивным выделением горючих газов перед началом проходческих или очистных работ, требующих выдачи на поверхность горной массы, сооружают из горных выработок 1 на земную поверхность канал с горизонтальным участком 2, и устанавливают в канале 2 конвейер 3 или другое устройство для транспортирования горной массы 4, и емкость 5, наполненную пенообразующей жидкостью. Затем изолируют горные выработки от притока атмосферного воздуха и заполняют инертным газом, например азотом, до взрывобезопасных значений, а горизонтальный участок канала 2 заполняют пеной. Для получения пены используют насос 6, откачивающий пенообразующую жидкость из емкости 5 и подающий ее в пеногенератор 7. Образуемую пеногенератором 7 пену подают по трубопроводу 8 в горизонтальный участок канала 2 для создания пенной завесы, препятствующей выходу газов из горных выработок 1 в атмосферу.

Ведение горных работ сопровождается выделением горючих газов, например метана, что приводит к повышению давления смеси газов в горных выработках. Откачка рудничной атмосферы при сохранении избыточного давления газов приводит к росту концентрации горючих газов выше верхнего предела воспламеняемости, что предотвращает возможность горения и взрыва газа в шахте. Пена в горизонтальном участке канала 2 постепенно распадается, и пенообрующая жидкость стекает в емкость 5, откуда вновь откачивается насосом 6 для получения пены в пеногенераторе 7 и подаче по трубопроводу 8 в канал 2 для поддержания пенной завесы, препятствующей выходу горючих газов в атмосферу.

Применение предложенного способа позволяет повысить безопасность горных работ, а также снизить затраты на работы по предотвращению взрывов горючих газов в шахтах.