УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЯ

УСТРОЙСТВО для ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЯ
Полезная модель относится к горной промышленности, а именно, к профилактике эндогенных пожаров, и может быть использована для снижения склонности к самовозгоранию угля в выработанном пространстве действующих очистных забоев. Другой областью применения полезной модели может быть борьба с пылью при различных технологических процессах в шахтах, рудниках и при переработке горной массы на поверхности.
Известен способ снижения эндогенной пожароопасности выработанного пространства действующих очистных забоев, заключающийся во вводе в выработанное пространство с помощью обособленной вентиляционной струи антипирогенов в виде аэрозолей. Для осуществления данного способа используют устройство, содержащее гидромагистраль, емкость с раствором антипирогена, насосную установку и распылитель жидкости (авторское свидетельство СССР № 746123 кл. Е 21 F 5/02, 1980г.). При использовании в качестве антипирогена воды конструкция устройства значительно упрощается, однако снижается и эффективность обработки потерь угля в выработанном пространстве, т.к. профилактическое действие воды заключается, в основном, в создании на поверхности кусков угля защитной пленки, которая быстро разрущается.
Ближайшим по конструктивному исполнению является оросительное устройство, содержащее корпус с распылительным соплом, постоянные кольцевые магниты, установленные соосно в корпусе, ферромагнитный сердечник и ферромагнитные кольца (авторское свидетельство СССР № 1594283, кл. Е 21F 5/04, 1990г.). Известное устройство предназначено для пылеподавления в оросительных системах, однако, оно без принципиальных изменений может быть использовано и для профилактической обраE21F5/02
ботки угля С целью снижения его способности к окислению и самовозгоранию.
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. После разрушения защитной пленки жидкость продолжает блокировать поры и для удаления ее требуются дополнительные затраты энергии и времени, т.е. эффективность торможения окислительных процессов возрастает. Одним из недостатков известного устройства является повышенный износ корпуса, что снижает срок его службы, т.к. под воздействием магнитного поля в воде увеличивается содержание кислорода и других элементов, что ведет к возрастанию ее окислительных способностей. Другим недостатком является то, что 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.
Предложено устройство для профилактической обработки угля с целью снижения его эндогенной пожароопасности, содержащее корпус, соединенный с напорной гидромагистралью, постоянные кольцевые магниты, установленные в корпусе соосно, и распылитель жидкости.
Отличием является то, что устройство снабжено втулками из водонепроницаемого материала с каналами для прохода жидкости, установленными в кольцевом зазоре между корпусом и постоянными магнитами и с торцов крайних магнитов, при этом используют постоянные кольцевые магниты с напряженностью магнитного поля 2200 - 2400 эрстед.
мически активным кислородом и озоном, а затем она распыляется и в виде аэрозоля переносится утечками воздуха по выработанному пространству и оседает на обрушенные породы и уголь. Вследствие пониженного поверхностного натяжения обработанная вода проникает в поры и трещины и вытесняет газ. 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.
Таким образом, положительный эффект от применения полезной модели заключается в повышении эффективности профилактических мероприятий за счет снижения сорбционной активности поверхностного слоя угля.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где показан общий вид устройства для профилактической обработки угля.
Устройство 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 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 12 может быть выполнен в виде сопла, установленного непосредственно на выходе из корпуса, или в виде одной или нескольких форсунок типа ОК (ОЗ), соединенных с корпусом высоконапорным шлангом.
остающихся в выработанном пространстве, устройство устанавливают на входе свежей струи воздуха в очистной забой и с помощью насоса типа УНР - 02 и высоконапорного шланга подключают к противопожарному трубопроводу. Для магнитной обработки используют постоянные кольцевые магниты, изготовленные, например, из сплава ЮНДК - 24 и создающие магнитное поле напряженностью 2200-2400 эрстед. Поток воды поступает в корпус 1 устройства и по каналам 11 во втулках 5-9 проходит между корпусом и внешней поверхностью магнитов 2, пересекая несколько раз магнитное поле, создаваемое магнитами, силовые линии которых замыкаются через корпус. Количество пересечений и интенсивность поля зависят от расположения полюсов магнитов 2 относительно друг друга и размещения ферромагнитных колец 3, 4. При давлении в гидромагистрали 2МПа скорость движения воды в устройстве составит 1м/с при общем расходе ее до 20 л/мин. После прохождения магнитного поля указанной напряженности содержание активного кислорода в воде по отношению к исходной водопроводной воде возрастает не менее, чем в 4 раза (до 0,08 мг/л) и в ней появляется озон в количестве до 7,0-7,5 мг/л, за счет чего окислительно-восстановительный потенциал воды увеличивается в 1,5-1,7 раза. Кроме того, происходит снижение общей жесткости воды на 20-30 %, что приводит к смещению рН в кислотную сторону и увеличению окислительной способности озона. За счет увеличения окислительновосстановительного потенциала уменьшается поверхностное натяжение воды, увеличивается скорость капиллярного движения жидкости и происходит более интенсивное вытеснение газа жидкостью в поровом и трещинном объеме отбитого угля при попадании на него воды. После выхода из корпуса воду распыляют через сопло 12 или с помощью форсунок и она в виде аэрозоля переносится утечками воздуха через выработанное пространство по направлению к поддерживаемой части вентиляционного штрека. При движении по выработанному пространству аэрозольные частицы оседают и смачивают обрушенные породы и уголь, образуя два защитных слоя - водяная пленка и окисленный слой угля. С течением времени водяная пленка при изменении теплофизических параметров испаряется, а защитный дезактивированный слой угля продолжает увеличиваться. Втулки из водонепроницаемого материала защищают внутреннюю поверхность корпуса от контакта с активированной водой, что повышает срок службы устройства и снижает рассеивание магнитного поля.
Использование устройства позволяет снизить вероятность возникновения эндогенных пожаров в выработанном пространстве шахт до 0,07 при фактической вероятности по К;5/збассу 0,1 ЗА 0,1;
Зам. директора K33C |; fy2iiS Ж L Смирнов А. Ф.
. %й.