RU2135776C1 - Process extinguishing places of underground fires - Google Patents

Abstract

FIELD: mining industry, fighting of endogenous fires in coal mines. SUBSTANCE: holes are drilled in pillar of coal formation. They are arranged before coal formation is mined by mining machine. Point of exit of hole is determined by indicator. Perforated tube is put into hole. Crib with foam-generating grid in the form of sackcloth is positioned around tube. Crib is mounted so that perforated tube is located inside it. Foam- forming solution is fed into hole and inert gas is pumped into boring rod. Foam fill up fallen rock mass and forms curtain. EFFECT: increased efficiency of prevention and fire fighting. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в угольных шахтах при борьбе с эндогенными пожарами, возникающими в выработанном пространстве при отработке пожароопасных пластов. The invention relates to mining and can be used in coal mines in the fight against endogenous fires that occur in the worked out space during the development of fire hazardous seams.

Известен способ тушения пожаров, включающий подачу в запожаренный участок по раздельным трубопроводам компонентов на генерирование инертной пены, смешивание которых осуществляют в запожаренном участке (авт.свид. СССР N 1286790, кл. E 21 F 5/00, 1987) (1). There is a known method of extinguishing fires, including feeding components to an inert section through separate pipelines to generate inert foam, mixing of which is carried out in the section being fired (ed. Certificate of the USSR N 1286790, class E 21 F 5/00, 1987) (1).

Известен также способ предупреждения эндогенных пожаров при разработке крутопадающих угольных пластов столбами по падению, включающий бурение ряда скважин и подачу по ним компонентов на генерирование пены в виде раствора пенообразования и газообразного азота с образованием пенной изоляционной полосы в выработанном пространстве (патент РФ N 2005193, кл. E 21 F 5/00, 1993) (2). There is also a method of preventing endogenous fires in the development of steeply falling coal seams by dip columns, including drilling a number of wells and supplying components for generating foam in the form of a foam solution and nitrogen gas with the formation of a foam insulation strip in the worked out space (RF patent N 2005193, cl. E 21 F 5/00, 1993) (2).

Недостаток известных способов заключается в том, что при смешивании пенообразующих компонентов непосредственно в обрушенном массиве выработанного пространства, т.е. без использования парогенераторных сеток, образующаяся в этом случае пена крайне неустойчива и имеет низкую кратность. Такая пена обладает высокой подвижностью, быстро распадается, стекает по уклону выработки и не образует надежной пенной изоляционной завесы на пути распространения пожарных газов. A disadvantage of the known methods is that when mixing the foaming components directly in the collapsed array of the worked out space, i.e. without the use of steam-generating nets, the foam formed in this case is extremely unstable and has a low multiplicity. Such a foam has high mobility, quickly disintegrates, flows down the slope of the mine and does not form a reliable foam insulating curtain on the path of the spread of fire gases.

Целью изобретения является повышение эффективности предупреждения и тушения эндогенных пожаров при отработке пожароопасных угольных пластов. The aim of the invention is to increase the effectiveness of the prevention and suppression of endogenous fires during the development of fire hazardous coal seams.

Поставленная цель достигается тем, что в способе тушения очагов подземных пожаров бурят ряд скважин в целик угольного пласта до его почвы с опережением его выемки угледобывающим комплексом. При этом ряды скважин располагают по линии направления движения забоя, заполняют скважины на мощность пласта порошковым индикатором и после выемки угля место выхода каждой скважины в выработанном пространстве пласта, перед управлением кровли обрушением, оборудуют перфорированной трубой с закреплением ее на кровлю и почву пласта. Затем устанавливают раскрепляющий костер с возможностью внутри его перфорированной трубы. На поверхности костра закрепляют парогенераторную сетку, выполненную в виде мешковины. Опускают в скважину полную буровую штангу с размещением ее оконечного участка внутри перфорированной трубы и подают в скважину пенообразующий раствор, а в буровую штангу закачивают сжатый инертный газ. Костры со стороны угледобывающего комплекса могут быть покрыты воздухонепроницаемым материалом, а оконечный участок буровой штанги выполняют перфорированным. Кроме того, кровлю пласта, ограниченную костром, закрепляют анкерами. This goal is achieved by the fact that in the method of extinguishing foci of underground fires, a number of wells are drilled into the entire coal seam to its soil ahead of its extraction by the coal mining complex. At the same time, the rows of wells are placed along the direction of the face movement, the wells are filled with a powder indicator, and after the extraction of coal, the exit place of each well in the worked out space of the formation, before managing the collapse roof, is equipped with a perforated pipe with its fixing to the roof and soil of the formation. Then a fixing fire is installed with the possibility of inside its perforated pipe. On the surface of the bonfire, a steam-generating net made in the form of a burlap is fixed. A full drill rod is lowered into the well with the placement of its end section inside the perforated pipe and a foaming solution is supplied to the well, and compressed inert gas is pumped into the drill rod. Bonfires from the coal mining complex can be covered with airtight material, and the end section of the drill rod is perforated. In addition, the roof of the reservoir, limited by a fire, is fixed with anchors.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить получение высокократной пены непосредственно в выработанном пространстве и создать надежную завесу на пути движения пожарных газов, не допустить активизацию самовозгорания угольных потерь в обрушенном массиве и производить его объемную пенную обработку. Порошковый индикатор дает возможность установить место выхода опережающей профилактической скважины. The proposed set of distinctive features allows to obtain high-fold foam directly in the worked out space and to create a reliable curtain on the path of fire gases, to prevent the activation of spontaneous combustion of coal losses in the collapsed massif and to perform its volumetric foam treatment. The powder indicator makes it possible to establish the exit location of the leading preventive well.

На чертеже условно изображена технологическая схема осуществления способа, продольный разрез. The drawing conventionally shows a process diagram of the method, a longitudinal section.

Технологическая схема включает в себя ряд скважин 1, пробуренных в целик пласта 2 в местах геологических нарушений или технологических потерь угля 3 и заполненных порошковым индикатором 4. Схема включает также угледобывающий комплекс 5, обсадные трубы 6 с патрубками 7 для подачи пенообразователя, полную буровую штангу 8 с перфорацией 9 на концевом участке, перфорированные трубы 10, анкеры 11, раскрепляющие костры 12, установленные в выработанном пространстве 13. Поверхность костров 12 покрывается пеногенераторной сеткой 14, а также защитным покрытием 15 из воздухонепроницаемого материала. The technological scheme includes a number of wells 1 drilled in the entire layer of the formation 2 in places of geological disturbances or technological losses of coal 3 and filled with a powder indicator 4. The scheme also includes a coal mining complex 5, casing 6 with pipes 7 for supplying a foaming agent, a complete drill rod 8 with perforation 9 at the end section, perforated pipes 10, anchors 11, reinforcing bonfires 12 installed in the worked-out space 13. The surface of the bonfires 12 is covered with a foam-generating mesh 14, as well as a protective coating 15 of airtight material.

Способ реализуют следующим образом. The method is implemented as follows.

Отработка пожароопасного угольного пласта 2, имеющего геологические нарушения 3 или содержащего свиту нетехнологических угольных прослоек (не показана), связана с большими технологическими потерями угля и, следовательно, с повышенной опасностью его самовозгорания в выработанном пространстве 13 после завершения инкубационного периода. Для предупреждения самовозгорания угольных потерь или при тушении уже возникающего эндогенного пожара бурят ряд скважин 1 с опережением отработки угольного пласта 2 угледобывающим комплексом 5. Скважины 1 бурят с поверхности или из смежных горных выработок в целик угольного пласта 2 до его почвы и располагают их ряд по линии направления движения забоя. Осуществляют обсадку скважин 1 трубами 6, оставляя необсаженной ту часть скважины, которая проходит непосредственно по угольному массиву пласта 2. Эту часть скважин 1 на всю мощность пласта заполняют порошкообразным индикатором 4, в качестве которого может быть использована инертная пыль. При последующей выемке угля комплексом 6 появление инертной пыли в отбитом угле показывает место выхода скважины в пласт. Непосредственно за угледобывающем комплексом 5 в выработанном пространстве 13 на место выхода скважины устанавливают перфорированную трубу 10, закрепляют ее на почву и кровлю пласта и производят вокруг нее укрепление кровли анкерами 11. Затем устанавливают деревянный раскрепляющий сруб или костер 12, который может быть выложен также из кусков породы или других материалов. Костер 12 по поверхности обтягивают пеногенераторной сеткой 14, выполненной в виде мешковины. Для направленного генерирования пены сторону каждого костра 12, обращенную к комплексу 6, покрывают воздухонепроницаемым защитным покрытием 15, например из прорезиненной ткани. В скважину 1 опускают полую буровую штангу 8, оконечный участок которой может быть выполнен с перфорацией 9. The development of a fire hazardous coal seam 2 having geological disturbances 3 or containing a retinue of non-technological coal layers (not shown) is associated with large technological losses of coal and, therefore, with an increased risk of spontaneous combustion in the worked out space 13 after the end of the incubation period. To prevent spontaneous combustion of coal losses or to extinguish an endogenous fire that has already arisen, a number of wells 1 are drilled ahead of the coal seam 2 mining by coal mining complex 5. Wells 1 are drilled from the surface or from adjacent mine workings into the entire seam of coal seam 2 to its soil and they are arranged along a line direction of movement of the face. Casing of wells 1 is carried out by pipes 6, leaving the part of the well that runs directly along the coal mass of formation 2 open. This part of wells 1 is filled with a powder indicator 4 for the entire thickness of the formation, which can be used as an inert dust. During subsequent coal mining with complex 6, the appearance of inert dust in the beaten-out coal indicates the place of the well’s exit into the formation. Directly behind the coal-mining complex 5, in the worked-out space 13, a perforated pipe 10 is installed at the well exit site, fixed to the soil and the formation roof, and the roof is reinforced with anchors 11 around it. Then, a wooden log house or bonfire 12 is installed, which can also be laid out from pieces rocks or other materials. The bonfire 12 is wrapped around the surface with a foam-generating mesh 14 made in the form of a burlap. For directional foam generation, the side of each bonfire 12 facing the complex 6 is covered with an airtight protective coating 15, for example of rubberized fabric. A hollow drill rod 8 is lowered into the well 1, the end portion of which can be made with perforation 9.

После герметизации скважины в нее через патрубок 7 подают пенообразующий глинистый раствор, в буровую штангу 8 сжатый инертный газ, например газообразный азот. При этом в выработанном пространстве 13 образуется высокократная минерализованная пена, которая после обрушения кровли пласта 2 заполняет поры и каналы обрушенного массива и препятствует быстрому окислению и самовозгоранию угольных потерь, а также исключает или значительно уменьшает депрессионные прососы воздуха, что значительно уменьшает опасность возникновения эндогенных пожаров. After sealing the well, a foaming clay solution is fed into it through the pipe 7, and compressed inert gas, such as nitrogen gas, is supplied to the drill rod 8. At the same time, a highly mineralized foam is formed in the worked-out space 13, which, after the roof of the formation 2 collapses, fills the pores and channels of the collapsed massif and prevents the rapid oxidation and spontaneous combustion of coal losses, and also eliminates or significantly reduces depression air leaks, which significantly reduces the risk of endogenous fires.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность борьбы с подземными пожарами при отработке угольного пласта, склонного к самовозгоранию, без очистных работ, в т.ч. с использованием опережающих угольную выемку дегазационных скважин в местах возможного скопления газа метана. The proposed technical solution allows to increase the efficiency of the fight against underground fires during the development of a coal seam prone to spontaneous combustion without treatment work, including using outgassing wells ahead of the coal mine in places of possible accumulation of methane gas.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1286790, F 21 F 5/00, 1987.Sources of information:
1. USSR author's certificate N 1286790, F 21 F 5/00, 1987.

2. Патент РФ N 2005193, F 21 F 5/00, 1993. 2. RF patent N 2005193, F 21 F 5/00, 1993.

Claims (5)

1. Способ тушения очагов подземных пожаров, включающий бурение ряда скважин и подачу по ним компонентов на генерирование инертной пены в виде раствора пенообразователя и газообразного азота, отличающийся тем, что скважины бурят в целик угольного пласта до его почвы с опережением его выемки угледобывающим комплексом и расположением ряда скважин по линии направления движения забоя, заполняют скважины на мощность пласта порошковым индикатором и после выемки угля место выхода каждой скважины в выработанном пространстве пласта перед управлением кровли обрушением оборудуют перфорированной трубой с закреплением ее на кровлю и почву пласта и устанавливают раскрепляющий костер с возможностью размещения внутри него перфорированной трубы, при этом на поверхность костра закрепляют пеногенераторную сетку, выполненную в виде мешковины, опускают в скважину полую буровую штангу с размещением ее оконечного участка внутри перфорированной трубы и подают в скважину пенообразующий раствор, а в буровую штангу закачивают сжатый инертный газ. 1. A method of extinguishing foci of underground fires, including drilling a number of wells and feeding components to generate inert foam in the form of a solution of a foaming agent and gaseous nitrogen, characterized in that the wells are drilled wholly into the coal seam to its soil ahead of its excavation by the coal mining complex and location a number of wells along the direction line of the bottomhole movement, fill the wells at the reservoir power with a powder indicator and, after coal extraction, the place of exit of each well in the worked out space of the formation before By collapsing the roof, they equip the perforated pipe with fixing it to the roof and the soil of the formation and install a reinforcing fire with the possibility of placing a perforated pipe inside it, while a foam mesh made in the form of a burlap is fixed on the surface of the fire, a hollow drilling rod is lowered into the well with its end section inside the perforated pipe and a foaming solution is fed into the well, and compressed inert gas is pumped into the drill rod. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что костры со стороны угледобывающего комплекса покрывают воздухонепроницаемым материалом. 2. The method according to claim 1, characterized in that the bonfires on the side of the coal mining complex are covered with an airtight material. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оконечный участок буровой штанги выполнен перфорированным. 3. The method according to claim 1, characterized in that the end section of the drill rod is perforated. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве индикаторного порошка используют инертную пыль. 4. The method according to claim 1, characterized in that inert dust is used as an indicator powder. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что кровлю пласта, ограниченную костром, закрепляют анкерами. 5. The method according to claim 1, characterized in that the roof of the formation, limited by a fire, is fixed with anchors.