ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ДЕЗАКТИВАЦИИ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ ПРИ ОТБОЙКЕ УГЛЯ

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к профилактике эндогенных пожаров, и может быть использована для снижения склонности к самовозгоранию угля в действующих очистных забоях. Полезная модель также может быть использована для борьбы с пылью при различных технологических процессах в шахтах, рудниках и на поверхности.
Известно оросительное устройство для пылеподавления, содержащее корпус с оросительным соплом, постоянные кольцевые магниты, установленные соосно в корпусе, ферромагнитный сердечник и ферромагнитные кольца (авторское свидетельство СССР №1594283, кл. Е21F 5/04, опубликовано в 1990 г., Б. №35). Принцип работы известного устройства заключается в том, что при прохождении через магниты жидкость подвергается воздействию магнитного потока, что повышает ее смачивающие свойства. При обработке угля такая жидкость не только создает защитную пленку, но и проникает в поры, вытесняя газы. Одним из недостатков известного устройства является повышенный износ корпуса, что снижает срок его службы. Кроме того, известное устройство предназначено для пылеподавления, и поэтому параметры напряженности магнитного поля определяются, исходя из требования повышения смачиваемости пыли, в то время как для профилактики эндогенной пожароопасности необходимо увеличить окислительные способности воды по отношению к углю.
В качестве прототипа принято устройство для профилактической обработки угля с целью снижения его эндогенной пожароопасности содержащее корпус, соединенный с напорной магистралью, постоянные кольцевые магниты, установленные в корпусе соосно, втулки из водонепроницаемого материала с каналами для прохода жидкости, установленные в кольцевом зазоре между корпусом и постоянными магнитами и с торцов крайних магнитов, при этом используются постоянные кольцевые магниты с напряженностью магнитного поля 2200-2400 эрстед (свидетельство №25203, кл. Е21F 5/02, заявлено 11.03.2002 г., опубликовано 20.09.2002 г.). При прохождении через такое магнитное поле вода обогащается химически активным кислородом и озоном, а затем она распыляется в виде аэрозоля, утечками воздуха переносится по выработанному пространству и оседает на обрушенные породу и уголь. Под воздействием растворенного в воде химически активного кислорода и озона происходит интенсивное низкотемпературное окисление поверхностного слоя угля, и образуются два защитных слоя: водяная пленка и окисленный угольный слой.
Основным недостатком известного устройства является то, что эффективность его достигается при расходе воды не более 30 л/мин, т.е. при расходе воды более указанного эффективность устройства резко падает, это вызвано тем, что при дезактивации угольной пыли аэрозолями воды, прошедшей обработку известным устройством, при подаче их в выработанное пространство возникает неравномерность распространения аэрозольных частиц, существенно зависящая от длины путей фильтрации воздуха вследствие процесса их седиментации и не гарантирующая предупреждение самонагревания угля по всей площади отработанного пространства выемочного участка.
Техническим результатом использования полезной модели является повышение эффективности дезактивации при работе высокопроизводительной выемочной техники за счет обеспечения равномерности распространения аэрозольных частиц.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема приспособления для дезактивации угольной пыли при отбойке угля, содержащая три устройства для дезактивации, соединенных последовательно напорной магистралью системы орошения, а на фиг.2 - принципиальная схема одного устройства для дезактивации (разрез по А-А на фиг.1). Каждое устройство, входящее в приспособление для дезактивации угольной пыли, содержит металлический корпус 1, внутри которого соосно установлены кольцевые постоянные магниты 2, разделенные ферромагнитными кольцами 3 и имеющие полюсные наконечники 4. В кольцевом зазоре между корпусом и постоянными магнитами, а также по торцам крайних магнитов помещены втулки 5, 6, 7, 8 и 9, выполненные из водонепроницаемого материала, например, из резины, фторопласта и т.д., которые изолируют корпус от потока жидкости и фиксируют секцию магнитов в корпусе. Центральный канал в секции перекрыт заглушкой 10 из немагнитного материала. Втулки имеют каналы 11 для прохода воды через корпус. Распылитель (не показан) может быть выполнен в виде сопла, установленного на выходе из последнего устройства, или в виде одной или нескольких форсунок типа ОК (OЗ), соединенных с корпусом последнего устройства высоконапорным шлангом. Для магнитной обработки используют постоянные кольцевые магниты, изготовленные из сплава ЮНДК-24, создающие магнитное поле напряженностью 2200-2400 эрстед. Согласно нормативным документам для пылеподавления на 1 т отбитого угля подают ≈30 л воды. Количество устройств, включаемых в приспособление для дезактивации угольной пыли, необходимо рассчитывать, исходя из суточной добычи угля, т.е., например, при суточной добыче угля 4000 т/сутки в одну минуту отбивают ≈3,5 т/мин и, следовательно, в приспособление необходимо включить не менее 4-х устройств для дезактивации. Ниже приведено описание работы приспособления.
Для дезактивации угольной пыли приспособление устанавливают на входе свежей струи воздуха в очистной забой к пожарораспределительному трубопроводу и с помощью насоса типа УНР-02 и высоконапорного шланга последовательно подключают его устройства к системе орошения комбайна. Поток воды последовательно поступает в устройства приспособления и по каналам 11 проходит между корпусами и внешними поверхностями магнитов 2, несколько раз пересекая их магнитные поля. После прохождения магнитного поля указанной напряженности содержание активного кислорода в воде по отношению к исходной водопроводной воде возрастает не менее чем в 4 раза, и в ней появляется озон, за счет чего окислительно-восстановительный потенциал воды увеличивается до заданного значения по всей зоне разрушения угля, и происходит более интенсивное в заданных пределах вытеснение газа жидкостью в поровом и трещинном объеме отбитого угля при попадании на него воды. После выхода из приспособления намагниченную воду распыляют через сопло или с помощью форсунок на зону распыления, образуя равномерно два защитных слоя - водяная пленка и окисленный слой угля. С течением времени водяная пленка испаряется, а защитный дезактивированный слой угля продолжает увеличиваться в заданных магнитным полем пределах.
Использование предлагаемого приспособления позволяет снизить вероятность возникновения эндогенных пожаров при разрушении угля высокопроизводительной выемочной техникой, когда суточная добыча превышает 3,5 т/мин или 4000 т/сутки, а фактическая вероятность их по Кузбассу не превышает 0,13-0,15.