ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В ШАХТАХ

Полезная модель устройства системы производства изоляционных работ в шахте относится к горному делу и может быть использована для изоляции аварийных участков от действующих горных выработок.
Известен способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий возведение опалубки в горной выработке на пути движения пожара и дистанционную подачу заполнителя во внутри опалубочное пространство через скважину, пробуренную со сближенного пласта или с поверхности (авт. свид. СССР №16668693, Кл Е21F 5/00, 1991 г.)
Известна система производства изоляционных работ в шахте, содержащая пожарно-оросительный трубопровод, подземный газификатор жидкого азота, подземный цементовоз, комплект изолирующих сооружений, при этом последующая подача изолирующих составов обеспечена газообразным азотом. Пространство двойной изолирующей перемычки снабжено двумя закачными патрубками, сдвинутыми в пространстве двойной изолирующей перемычки по длине выработки, (свид. и патент РФ №29342 и №37770, кл. 7 Е20F 5/02, 2002, 2003 г.)
Недостаток известных технических решений заключается в том, что их решения предопределяет необходимость заблаговременной установки опалубки с подводом скважины или трубопровода для подачи заполнителя, отсутствует основной противопожарный поезд исполнения, требуется предоставление 4-ой установки «КОПИР».
Цель полезной модели - повышение эффективности локализации и тушения подземных пожаров и безопасности горноспасательных работ при изоляции и повышения герметизации аварийных участков шахты от действующих выработок за счет снижения материальных и трудовых затрат на их производство.
Это достигается тем, что в шахте применяется технологическая схема производства изоляционных работ и тушения подземного пожара в шахте, содержащая пожарно-оросительный трубопровод, подземный газификатор жидкого азота, подземный цементовоз, комплект изолирующих сооружений, при
этом последующая подача изолирующих составов обеспечивается газообразным азотом. Схема схема дополнительно снабжена рукавом подачи в изолированное пространство паров азотной жидкой фазы, при этом рукав подсоединен со стороны перемычки к фланцу трубы газового замера изолированного пространства, а второй конец рукава закреплен к выходному патрубку резервуара с раздаточным коллектором и соединенного в комплекте изолирующего сооружения с подземным газификатором подачи газообразного и жидкого азота для транспортирования его под избыточным давлением в виде аэрозоля в изолированное пространство для инертизации рудничной атмосферы.
Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет за счет использования системы оборудования изоляционных работ в шахте в виде подземного газификатора жидкого азота МИГ-0,36/1,6, в составе которого имеется шламовый погружной насос с пневмоприводом ШПНП-1-6, подземный шахтный цементовоз 7 для транспорта сыпучих материалов, участковый пожарно-оросительный трубопровод 8:
- надежно герметизировать аварийный участок от действующих горных выработок;
- производить тушение подземного пожара парами аэрозоля азотной смеси;
- приготавливать при помощи насоса ШПНП-1 заиловочную пульпу и тампонажный раствор консистенцией Т:Ж=2:1;
-обеспечивает мобильность системы оборудования.
На рисунке изображена технологическая схема производства изоляционных работ в шахте при изоляции аварийного участка.
Система содержит следующие виды оборудования: 1 - распыление аэрозоля жидкого азота; 2 - двойная перемычка; 3 - выходной закачной патрубок; 4 - олалубка быстровозводимая «Парус»; 5 - вагонетка шахтная ВГ-3,3; 6 - насос шламовый погружной ШПНП-1; 7 - цементовоз шахтный ЦШ; 8 - пожарно-оросительный трубопровод; 9 - раздаточный коллектор сжатого газа; 10 - подземный газификатор МИГ-0,36/1,6; 11 - резервуар жидкого азота; 12 - вентиль выдачи жидкого азота; 13 - рукав подачи заиловочной пульпы; 14 - рукав подачи аэрозоля жидкого азота; 15 - проемная труба опалубки «Парус»; 16 - труба для отбора проб газа из изолированного пространства.
Вся система оборудования работает посредством энергии автономного источника питания малогабаритного подземного газификатора МИГ-0,36/1,6, 10.
Для производства изоляции и герметизации аварийного участка от действующих выработок в горной выработке возводят двойную изолирующую перемычку с опалубкой 4 «ПАРУС», которую снабжают одно закачным патрубком 3 для подачи глинистой пульпы и наполнителя в виде золы-уноса, транспортируемого к месту производства работ шахтным цементовозом 7 с саморазгрузкой, посредством подвода сжатого газообразного азота от газификатора 10. После приготовления глинистой пульпы насосом ШПНП-1 с приводом его двигателя от подземного газификатора 10 включается подача глинистой пульпы по рукаву 13, а с выходом смеси в пространство двойной перемычки через выходные патрубки 3, где смесь активно смешивается и надежно заполняет пространство. Оконечный участок заполняется путем ввода в смесь цементовоза до 10% расширяющегося минерального сыпучего композита и до 2% сухого пенообразователя. Это предопределено тем, что верхняя часть опалубки и ее трещиноватость полностью заполняется объемом вспененного наполнителя и надежно герметизирует аварийный участок. Дополнительно посредством тампонажных аппаратов и анкер-герметизаторов боковые породы угля и породы тампонируются, достигая полной герметизации выработанного пространства.
Технологическая система дополнительно снабжена рукавом подачи в изолированное пространство паров аэрозоля азотной смеси, при этом рукав подсоединен со стороны перемычки к фланцу трубы 16 газового замера изолированного пространства, а второй конец рукава закреплен к выходному патрубку резервуара 11 с раздаточным коллектором 12 и соединенного в комплекте изолирующего сооружения с подземным газификатором 10 подачи газообразного и жидкого азота для транспортирования его под избыточным давлением в виде аэрозоля в изолированное пространство для инертизации рудничной атмосферы.
ВНИИПО и РосНИИГД установлено, что в при 5%-ном разбавлении воздуха азотом повышается огнегасительная эффективность хладона 114В2 на основании лих исследований был предложен комбинированный газовый состав
(хладон+азот) для объемного тушения, представляется целесообразным использование в работе технологической схемы тушения пожаров и хладона.
Нами было проведено исследование о влиянии хладона 114В2 на область воспламенения метано-водородо-воздушных смесей при замещении 10, 20, 30% воздуха азотом. Установлено, что при разбавлении воздуха азотом на каждые 10%, расход хладона 114B2 снижается примерно в два раза. Причем, при 30% смещении воздуха азотом, флегматизирующая концентрация хладона 114B2 составляет всего 0,3%. Преимущество применения смеси хладона с азотом перед чистым азотом в том, что механизм флегматизации взрывов и ингибирования пламени основан на химическом торможении реакции горения, а не просто на механическом замещении кислорода воздуха азотом. Использование смеси азота с хладоном позволяет значительно сократить расход обоих флегматизаторов, не снижая эффективности.
Техпроцесс по использованию данных технологических решений был применен при ликвидации подземных пожаров на многих шахтах Кузнецкого угольного бассейна, в том числе на шахте «Абашевская», шахте «Капитальная» АОУК «Кузнецкуголь», шахте «им. В.И.Ленина» и шахте «Усинская» ОАО «Междуреченская угольная компания».
В конструкцию полезной модели вошла подземная система комплекта оборудования для производства изоляционных работ в шахте, созданная в РосНИИГД, которая обеспечивает оперативность и безопасность горноспасательных работ при ликвидации сложных подземных пожаров, снижая при этом материальные и трудовые затраты на их производство.