Профилактическая обработка целиков угля водными растворами антипирогенов

I.Обработка водным раствором антипирогена целиков у конвейерного штрека 0-5-2бис, вентиляционного штрека 0-5-2, монтажной камеры 0-5-2, демонтажной камеры 0-5-2;

Исходные данные:

Глубина обработки от дневной поверхности H=420 м; (325-425м)

Вынимаемая мощность m_вын=5,0 м;

Удельный вес угля γ_угл.=1,39 т/м³;

Длина монтажной камеры L _мон.=97 м;

Ширина целика у монтажной камеры Ц _мон.= 94м;

Длина демонтажной камеры L _демон.=77 м;

Ширина целика у демонтажной камеры Ц _демон.= 94м;

Длина обрабатываемого целика по конвейерному штреку L _{конв .}= 685 м;

Ширина целика у конвейерного штрека Ц _конв.= 3м;

Длина обрабатываемого целика по вентиляционному штреку L _вент.= 615 м;

Ширина целика у вентиляционного штрека Ц _вент.= 60м;

Тип буровой машины ЭР-18Д;

Диаметр шпура D = 43 мм;

Длина шпура L = 5 (2,5)м;

Глубина герметизации L_герм. = 2 м;

Радиус увлажнения R = 2,0 м;

Расстояние между шпурами L = 1,8(3,6) м;

Тип применяемого антипирогена Сульфат аммония;

Содержание антипирогена в водном растворе 5 %;

Тип насоса для нагнетания водного раствора антипирогена УНВ-2м

Объем угля обрабатываемый одним шпуром V_угл = 62,8 м³

Расход водного раствора антипирогена на шпур V_ант = 1,256 м³

Расход антипирогена на шпур М_ант = 81,6 (41)кг

Давление при нагнетании водного раствора антипирогена:

в не нарушенном целике угля, не менее Р_наг = 5 МПа

в нарушенном целике угля, не более Р_наг = 1,5 МПа

Время необходимое для обработки шпура:

в не нарушенном целике угля t = 3,2час

в нарушенном целике угля t = 10,5час

Количество шпуров, через которые может одновременно

производиться обработка целика с производительностью насоса 49 л/мин до 7 шп.

Расчёт обработки целиков угля водным раствором антипирогена.

Расчёт обработки целиков угля водным раствором антипирогена выполнен в соответствии с «Руководством по применению способов торможения развития самонагревания угля в выработанных пространствах выемочных полей шахт», Кемерово, 1987г.

Принимаем обработку целиков путем нагнетания водного раствора антипирогена в шпуры, пробуренные из действующих выработок. Шпуры Ø 0,043 м. бурятся эл. сверлом ЭР-18Д. Длина шпура 5 метров (для целика у конвейерного штрека 0-5-2 бис – 2,5м). Радиус обработки r =2м, глубина герметизации 1_Г = 2 м.

Радиус увлажнения двух соседних шпуров должен перекрываться не менее чем на 10-15% радиуса обработки. Тогда расстояние между шпурами составит 3,7 м.

Для обработки целиков принимаем водный раствор сульфата аммония с концентрацией 5%. [9, табл. 5.1].

Определяем объем угля, обрабатываемого одним шпуром в целиках:

Определяем объем угля, обрабатываемого одним шпуром в целике у конвейерного штрека 0-5-2 бис:

Определяем расход раствора антипирогена на один шпур:

где		- удельный расход водного раствора антипирогена на 1 м3угля, принимаем равным 20л/ м3
		- объём угля, подлежащего обработке, м3;

Определяем расход раствора антипирогена на один шпур у конвейерного штрека 0-5-2 бис:

Определяем количество сухого антипирогена для подачи в один шпур:

[9, (8.3)]

где		- удельный вес антипирогена, 1,3т/м3 [9 , стр.55];
		- концентрация антипирогена, 5% [9 , табл.5.1.];

Оптимальное давление нагнетания определяется в зависимости от коэффициента удельного поглощения антипирогенов углем Ψ м/(МПа·с) по графику [9 ,(рис.8,1)] определяем коэффициент удельного поглощения антипирогенов углем,

при y = 3,1 · 10^-5 м/МПа · с

Коэффициент удельного поглощения антипирогенов углем определяется по формуле:

[9, (8.1)]

Из этой формулы определяем время, необходимое для поглощения раствора антипирогена одним шпуром:

где V_ант - расход водного раствора антипирогена, поданного в шпур за время τ, м³;

k - коэффициент, учитывающий концентрацию раствора антипирогена,

для 5% раствора k = 0,95;

Р_нагн - давление нагнетания, в ненарушенном целике угля - 5МПа, в нарушенном целике угля -1,5МПа;

S_шп - поверхность шпура, м²;

y - коэффициент удельного поглощения антипирогенов углем, y = 0,000031.

[9, (8.2)]

Время обработки не нарушенных целиков угля

Принимаем время нагнетания раствора в шпур 3,2 часа.

Время обработки нарушенных целиков угля

Принимаем время нагнетания раствора в шпур 10,5 часа.

Требуемая производительность насоса:

Принимаем насос УНВ-2м с подачей до 49 л/мин.

Максимальное количество шпуров находящихся в работе:

Определяем количество шпуров для обработки целиков угля:

где L_цел. – длина целика угля;

L_.- расстояние между шпурами, м;

Шпуры для обработки целиков угля бурятся в два ряда.

Количество шпуров для обработки целика угля у конвейерного штрека 0-5-2бис:

Количество шпуров для обработки целика угля у вентиляционного штрека 0-5-2:

Количество шпуров для обработки целика угля у демонтажной камеры 0-5-2:

Количество шпуров для обработки целика угля у монтажной камеры 0-5-2:

Определяем количество сухого антипирогена для обработки целиков угля по формуле:

где: N_шп. – количество шпуров для обработки целика угля;

M_шп.- количество сухого антипирогена для подачи в один шпур, т;

Количество сухого антипирогена для обработки целиков угля:

- у вентиляционного штрека 0-5-2

- у конвейерного штрека 0-5-2бис

- у демонтажной камеры 0-5-2

- у монтажной камеры 0-5-2

Все данные сводим в таблицу 3.8.1:

Таблица 3.8.1

Место обработки целика	Длина шпура, м	Количество шпуров, шт.	Общий объем бурения, м	Количество раствора на весь объем, м3	Количество сухого антипирогена на шпур, т	Количество антипирогена на весь объем, т
			(1х2)	(2хVант)		(2х5)
Целик угля у вентиляционного штрека 0-5-2				454,7	0,08164	29,4
Целик угля у конвейерного штрека 0-5-1	2,5			467,2	0,041	15,3
Целик угля у демонтажной камеры				52,8	0,08164	3,4
Целик угля у монтажной камеры				67,8	0,08164	4,4
Итого:				1042,5		52,7

II.Обработка демонтажной камеры водным раствором антипирогена путем набрызга его на почву и борт целика.

При демонтаже комплекса КМ-142, КМ-145 необходимо производить обработку демонтажной камеры водным раствором антипирогена путем набрызга его на почву и борт целика из расчета 140 л на одну демонтируемую секцию.

Комплекс состоит из 61 секции КМ-142 и 7 концевых секций КМ-145, что составляет 68 секций.

Расход антипирогена: 140·68=9520 л.

Меры безопасности при обработке растворами антипирогена.

1. К выполнению работ по приготовлению раствора антипирогена допускаются лица, прошедшие инструктаж по применению антипирогенов. Бригада рабочих, выполняющая работы по приготовлению раствора антипирогена, должна состоять из двух – трех человек.

2. Перед началом работ привести рабочее место в безопасное состояние:

· проверить качество крепления в месте ведения работ, при необходимости принять меры по её усилению;

· обобрать пикой борта и кровлю от навесов угля и породы;

· освободить место ведения работ от материалов и оборудования.

3. Оборудование заземляется в соответствии с «Инструкцией по устройству, осмотру и измерению шахтных заземлений».

4. До начала работ проверяется исправность оборудования, при эксплуатации его необходимо руководствоваться инструкциями.

5. При обработке бока выработки антипирогеном вывешиваются аншлаги «Проход запрещен», на расстоянии 10 метров от последнего шпура, с обеих сторон выработки.