ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ВСПЕНЕННОЙ ПУЛЬПЫ НА СКВАЖИННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована для локализации и тушения подземных пожаров в отработанной части угольных пластов через скважины с поверхности.
Известен передвижной закладочный комплекс, включающий вертикальные бункеры для дозирования заполнителей, смесительный блок с трубопроводами и насосом, а также емкость для воды (авт. свид. СССР №1800063, кл. Е21F 15/02, 1991).
Известен универсальный стационарный профилактический комплекс противопожарной защиты шахт, включающий узел дозирования расхода воды и пенообразователя, пеносмеситель и пеногенератор, а также цистерну жидкого азота с расходомером его подачи в технологическую линию на пенопровод шахты (описание ПМ к свид. №13912, Е21F 15/02, 1999 патенты №2628-2002, №28730-2003, №45161-2004).
Недостаток известных комплексов состоит в том, что в условиях отрицательных температур или требований в повышении производительности нагнетания вспененной суспензии отсутствуют элементы подогрева сжатого газообразного азота и элементы увеличивающие дальность транспортирования вспененных суспензий по горным выработкам шахт и др. недостатки.
Целью полезной модели является повышение производительности нагнетания вспененной пульпы в профилактическую скважину и увеличение дальности ее транспортирования по горным выработкам шахты за счет доводки консистенции пульпы до заданного состава.
Поставленная цель достигается тем, что профилактический комплекс приготовления и подачи вспененной пульпы на скважинный генератор, включающий систему приготовления пульпы и ее вспенивание на генераторе пены с последующей подачей готового продукта в выработанное пространство
угольного пласта по скважинам, пробуренным с поверхности, комплекс имеет узел приготовления пульпы, выполненный в виде смесительной фрезерно-струйной мельницы и доведения ее консистенции до заданного состава путем механического струйного перемешивания пикой-иньектором, при этом комплекс дополнительно снабжен, гидрораспределительным узлом трубопроводов, один из них непосредственно идет от насоса подачи пульпы на дезинтегратор -измельчитель и далее в бункер-накопитель глинистого шлакового раствора, а второй трубопровод идет на рециркуляцию пульпы в фрезерно-струйную мельницу для повторной доводки ее консистенции до заданного состава.
Предложенная совокупность отличительных признаков комплекса позволяет обеспечить высокую комплексную функцию профилактического комплекса по предупреждению, локализации тушению подземных пожаров через скважины, пробуренные с поверхности с возможностью повышения производительности приготовления и подачи вспененных суспензий и увеличения дальности их транспортирования по шахтным трубопроводам.
На рисунке приведена принципиальная схема стационарного профилактического комплекса противопожарной защиты шахты со следующим позиционным обозначением: 1 - здание профилактического комплекса; 2 - тельфер; 3 - пневмогрейфер; 4 - бункер мельницы; 5 - пульт управления; 6 - дезинтегратор ДС-1; 7 - рукав инертного газа; 8 - пика-иньектор с механическим приводом; 9 - всасывающий патрубок пульпы; 10 - буровой насос НБЗ-120/40; 11 - патрубок подачи пульпы на генератор скважинный; 12 - бункер-накопитель глинистого раствора; 13 - трубопровод пульпы; 14 - шламовый насос ШПН-240/40; 15 - бункер-накопитель для шлаково-глинистого раствора; 16 - фрезерно-струйная мельница ФСМ-7; 17 - компрессор ВЦ-614; 18 - глинисто-шлаковый раствор с добавкой сухого пенообразователя и бентонита; 19 - трубопровод на рециркуляцию пульпы; 20 - гидрораспределительный узел трубопроводов.
Полезная модель профилактический комплекс работает следующим образом.
Настоящий комплекс разработан по техническому заданию РосНИИГД и установлен на шахтах «Зиминка» и им. Ворошилова и им. Дзержинского ООО УК "Прокопьевскуголь" и обеспечивает противопожарную защиту пластов
"Мощный", "Горелый" и "Безымянный", склонных к внезапным выбросам угля и газа.
Промышленные и экспериментальные испытания полезной модели устройства заключались в принципиальной экономической оценке и выводах о работоспособности, предложенной технологической схемы для приготовления и подачи профилактических смесей из местных сырьевых материалов (шлак, зола, глина, бентонит). Работы по использованию агрегата АГШП в целях проверки на работоспособность проводилась на полигоне промплощадки ОАО «Шахты «Зиминка». В дальнейшем он будет испытан по изоляции эндогенных пожаров №805 и №561 по пласту Мощному. Размер выемочного поля по простиранию 160 м., по падению - 95 м. Мощность пласта колеблется от 16,5 м. до 19,7 м. Угол падения 70-75°. По эндогенной пожароопасности шахтопласт «Мощный» отнесен к III группе (особо опасный). Экспериментальные исследования проводились на материале шлака котельной шахты и местной глины.
Задача экспериментальных испытаний заключалась в следующем:
- выявление работоспособности системы агрегата АГШП (разработка специалистов РосНИИГД И ОАО «Шахта «Зиминка») по производительности и надежности системы;
- оценить приемистость обсадной скважины Ду=100 мм;
- оценка работы технологической схемы: оценка производительности системы смешения глинисто-золо-шлаковой смеси в сочетании с производительностью системы подачи газообразного азота и производительностью магистрального глинистого пульпопровода Ду=100 мм. и Ду=150 мм.
- использование вариантов механических приводов при размешивании пульпы в накопителе;
- выполнение модернизации фрезерно-струйной мельницы ФСМ-13 узла приготовления пульпы.
В процессе выполнения стендовых шахтных исследований оказалось наиболее приемлемым использование винтового насоса НБЗ-120/40 с частотой вращения вала с помощью пятискоростной коробки передач машины ЗИЛ-157. В процессе испытаний была использована напорная пеногенераторная установка
«ЭКРАН», (свид. 27161), преимущество которой заключается и сменной генераторной кассете, дающей возможность проверить различные способы генерирования пены.
В процессе приготовления пульпы в бункере-накопителе 12 суспензия поддерживалась во взвешенном состоянии при помощи пики-иньектора 8, напорного рукава 7 с разбрызгивателем и перемешиванием. Результаты работы положительные, при этом использовалась в качестве источника питания автомобильная газификационная установка АГУ-8К. Во фрезерно-струйной мельнице ФСМ-13 16 - приготавливался буровой раствор из глины. выбуренных частиц мягких горных пород, шлака котельных с введением бентонитовой глины на выходе. Для подачи раствора в групповую скважину использовался винтовой насос НБЗ-120/40.
Комплекс дополнительно снабжен гидрораспределительным узлом трубопроводов 20, один из них непосредственно идет от насоса подачи пульпы на дезинтегратор - измельчитель 6 и далее в бункер - накопитель 15 глинисто-шлакового раствора, а второй трубопровод 19 идет на рециркуляцию пульпы в фрезерно-струйную мельницу 16 для повторной доводки ее консистенции до заданного состава при транспортировке по пульпопроводу.
Полезная модель профилактического комплекса разработана и внедрена авторами заявки на ОАО «Шахта Зиминка» УК «Прокопьевск уголь» для защиты угольных пластов «Мощный», «Горелый» на горизонтах с выбросоопасными пластами, склонными к внезапным выбросам угля, породы, газа и горным ударам.