При больших углах встречи процесс перехода нарушения растягивается во времени и пространстве. Это требует перемонтажа забойного трубопровода по мере подаигания очистного забоя, если такой трубопровод не заложен в конструкцию механизированной крепи комплекса. Трубопровод, проложенный по вентиляционному штреку, при этом сокращается и его отрезки извлекаются.
Потребный объем ВГП и ее компонентов для обработки зоны геологического нарушения определяется необходимостью разовой обработки обрушенных пород и угля из треугольника подрывки по кровле пласта. В этом случае в формуле (5.29),L - длина обрабатываемой зоны по восстания пласта;l - Ширина обрабатываемой зоны по простиранию.
С учетом этих величин определяется необходимое количество ВГП на всю зону перехода нарушения. Объем и время разовой подачи ВГП рассчитываются исходя из подвигания комплекса в период между перемонтажами забойного трубопровода, которое не должно превышать 20 м. ВГП подается до получения ее расчетного объема или до выхода пены в рабочей пространство через зазоры в секциях крепи.
Посад перехода геологического нарушения трубопровод демонтируется.
Схема 2. Применяется для обработки обрушенных в выработанное пространство пачек угля и пластов-спутников, а также бортов угольных целиков. Вспененная глинистая пульпа подается в зоны, т.е. вдоль конвейерного и вентиляционного штреков в течение всего периода отработки блока из расчета разового заполнения пеной обрушенных пород и угля. Ширина воздухопроницаемой зоны принимается равной 0,1L , гдеL - длина лавы.
Для подачи ВГП в зоны обработки по конвейерному и вентиляционному штрекам прокладываются трубопроводы, соединенные через распределительные задвижки с магистральным трубопроводом от групповой скважины (рис.5.39),
Концевые части трубопроводов на длине 1,5...2,0 м имеют перфорацию, что позволяет производить обработку вдоль завалов штреков. Кроме того, по лаве в верхней и нижней ее частях прокладываются перфорированные отрезки трубопроводов 6, длиной 10...15 м, заглубленные в почву и соединенные с трубопроводами, проложенными по вентиляционному и конвейерному штрекам 3.
Через каждые 20...30 м отхода забоя штрековые трубопровода рассоединяются, на их концы устанавливаются перфорированные патрубки, присоединяются забойные отрезки трубопровода и производится одновременная подача ВГП вдоль завала штрека и в прилегающую к нему зону, В каждый последующий участок забойного трубопровода ВГП подается после перехода через него комплекса и отхода на расстояние 20 м. Используемые отрезки трубопроводов не извлекаются. Подача ВГП может осуществляться о поверхности червя скважина 4, пробуренные в выработанное пространство через каждые. 30 м по простиранию. Количество ВГП и ее компонентов, необходимых на период обработки выемочного поля без учета стойкости ВГП, определяется по формулам (5.29), (5.32), (5.33), гдеL - длина лавы;
l - ширина обрабатываемой зоны. Полученный результат удваивается в связи с наличием двух зон обработки. Время работы пено-
Рис. 5.39. Технологическая схема входа 2 профилактики эндогенных пожаров на пластах пологого падания (обработка обрушенных пачек угля и пластов-спутников):
1 -магистральный трубопровод; 2 - задвижки; 3 - трубопроводы, проложенные по вентиляционному и конвейерному штрекам; 4 - скважины с поверхности; 5 - пласт-спутник; 6 - забойные участки трубопровода; 7 - перфорация
генератора рассчитывается, исходя из необходимого объема подачи ВГП на величину подвижки комплекса в период между обработками.
Данная технологическая схема обеспечивает одновременную обработку борта целика вдоль вентиляционного штрека. В случае отсутствия обрушенных пачек угля и пластов-спутников обрабатывается лить борт целика. Трубопровод прокладывается по вентиляционному штреку (уклону, для системы разработки длинными столбами по падению), рассоединяется через каждые 30 м и на его конец устанавливается перфорированный патрубок. При обработке с поверх-ности скважины бурят через каждые 30 м по простиранию. Вспененной глинистой пульпой обрабатывается весь борт целика. Расчет необходимого количества ВГП и ее компонентов на обработку борта целика вдоль всего выемочного поля без учета стойкости определяется по формулам (5.29), (5.31), (5.32), (5.33), гдеL - длина выемочного участка по простиранию (или высота столба во восстанию),м;l - ширина обрабатываемой зоны (принимается не менее мощности пласта или слоя), м;m - мощность пласта (слоя), м. ,
При расчете объема разовой обработки во внимание принимается подвигание комплекса между подачами.
Схема 3. Применяется для профилактической обработки технологических или аварийных целиков угля водовоздушной пеной или вспененной глинистой пульпой (рис.5.40). Приготовление и подача вспененной глинистой пульпы осуществляется по схемам 1 и 2. Для подачи водовоздушной пены необходимо иметь установку УЛЭП-2 или "Экран". Трубопровод 1 для подачи пены (ВГП) прокладывается вдоль бортов межгоризонтного и профилактического целиков, закрепляется анкерами к почве пласта и имеет на конке перфорацию. Закрепление анкерами 2 и хомутаю 3 производится при необходимости перед обрушением кровли.
Пена (ВГП) подается после обрушения кровля, тот этом максимальное удаление линии обрушения от точка ее выхода не должно превышать 20 м. Обработка производится из расчета заполнения объема выработанного пространства на контакте с целиками, определяемого по формулам (5.29), (5.32), гдеL - длина обрабатываемого целика, м;l - ширина вони обработки (принимается равной мощности пласта), м.
Схема 4. Применяется при отработке мощных пластов горизонтальными слоями с обрушением кровли. Обработка ведется водовоздушной или инертной пеной (рис.5.41), нагнетаемой в отработанную
Рис. 5.40. Технологическая схема 3 профилактики
самовозгорания целиков угля:
1 - трубопровод;2 - анкер;3 - хомут
Рис. 5.41. Технологическая схема 4 профилактики
эндогенных пожаров в апофемах горизонтальных
слоев на пластах крутого падения:
1 - слоевые штреки; 2 - секции комплекса;
3 - трубопроводы; 4 - гибкое металлическое перекрытие
часть пласта по трубопроводам 3, проложенным по слоевым штрекам и оканчивавшимся двухметровыми перфорированными отрезками. При мощности пласта более 20 м трубопроводы укладываются по обоим слоевым штрекам у почвы и кровли пласта. Первый слой выработанного пространства обрабатывается по скважинам с полевой выработки.
Для приготовления водовоздушной пены используются установки УЛЭП-2 ("Экран"), для инертной пены - генератор ГПУ (ГПА-1). В первом случае необходимо иметь трубопровод сжатого воздуха от стационарного или передвижного компрессора, во втором - генерировать пену на поверхностном комплексе ила доставлять жидкий азот на вентиляционный штрек в установке УТЖА-2.
Обработка ведется из расчета полного заполнения пустот в выработанном пространстве. Время работы пеногенератора, объем пены, воды, пенообразователя и азота определяется по уравнениям (5.28)-(5.ЗЗ), гдеl -ширина отработанной части выемочного участка по простиранию, м;L - длина очистного забоя (горизонтальная мощность пласта), м;m - высота горизонтального слоя, м; С v- для водовоздушной и инертной пены принимается равным 6 часов.
В случае одновременной работы двух генераторов в уравнения (5.28), (5.30) подставляется удвоенная производительность генератора. Пена подается до получения ее расчетного объема или до выхода в рабочее пространство.
Схема 5. Применяется для локализации очага эндогенного пожара (самонагревания) в ранее отработанном выемочном поле. Локализация производится инертной пеной или инертной вспененной глинистой пульпой. При восходящем порядке отработки пенные завесы создаются в обрушенных породах верхнего борта нижележащей лавы и у конвейерного и вентиляционных штреков действующей лавы (рис.5.42). При нисходящем порядке пенные завесы создаются у нижнего борта ранее отработанной лавы ж у верхнего - действующей.
Вспененная глинистая пульпа подается по сети подземных трубопроводов от поверхностного комплекса, а инертная пена - как от поверхностного комплекса, так и от передвижного подземного. Обработка может производиться также по скважинам 3 с поверхности от передвижного комплекса. Трубопроводы 1 прокладываются по вентиляционному и откаточному штрекам, на их концы устанавливаются колена и перфорированные отрезки труб длиной 10... 15 м, заведенные в выработанное пространство лав. В дальнейшем эти отрезки трубопроводов 2 укладываются в действующей лаве в канаву на почве,
Рис. 5.42. Технологическая схема 5 локализации эндогенного пожара в отработанном выемочном поле на пластах пологого падения: 1 - трубопроводы, проложенные по конвейерному и вентиляционному штрекам; 2 - забойные участки трубопровода; 3 - скважины с поверхности; 4 - пики; 6 - очаг самонагревания
а пена подается по ним после перехода комплекса. В комплексах, оборудованных средствами для борьбы с эндогенными пожарами, подача пени осуществляется по специальному трубопроводу и пикам, внедряемым в выработанное пространство через отверстия в секциях крепи.
В отработанную лаву, где обнаружен очаг пожара 5, забиваются пики 4 на длину 10...15 м с расстоянием между ними 20...30 м. Пена подается в пики по тем же трубопроводам, по которым она поступает в действующую лаву. Для равномерного распространения пены в разные зоны обработки на отводах устанавливаются задвижки. Инертная пена (ВГП) подается в объеме, необходимом для заполнения всех пустот в районе пенных завес. При обработке с поверхности по скважинам расстояние между ними равно 30 м.
Время заполнения, требуемый объем пены и ее компонентов определяется по формулам (5.28)-(5.33) отдельно для каждой пенной завесы. Величина С v в формуле (5.28) для инертной пены равна 6 ч; для вспененной глинистой пульпы - 24 ч; кратность - 30...60.
В данном расчетеL - длина обрабатываемой зоны обрушенных пород по простиранию между отводами, скважинами или пиками (20..30 м);l - ширина пенной завесы 15 м;m - мощность пласта (слоя), м.
Режим подачи пены определяется по результатам газового анализа и при необходимости может меняться от периодического (1...2 раза в неделю) до постоянного поддержания полного объема пены в пределах обрабатываемых зон. Подача пены прекращается при любом режиме в случае ее выхода в рабочее пространство.
Схема 6. Применяется для локализации очага эндогенного пожара (.самонагревания) в действующем выемочном поле при бесцеликовой выемке угля с сохранением конвейерного штрека. Пенные завесы создаются при подаче инертной пены за комплекс в зону повышенной воздухопроницаемости у вентиляционного и конвейерного штреков (рис.5.43). Ширина пенных завес определяется величиной зоны фильтрации пожарных газов и может колебаться от 10...15 м до создания завесы вдоль всей лавы. Пенные завесы целесообразно создавать подачей ВГП, если нет опасности подтопления забоя глинистой пульпой, выделяющейся при распаде пены.
Вспененная глинистая пульпа и инертная пена готовятся на поверхностном комплексе и подаются подземным способом от групповой скважины по трубопроводам. Инертная пена может подаваться и от передвижного комплекса, В случае одновременной подачи пены с двух точек необходимо иметь два комплекса, установленных на
Рис. 5.43. Технологическая схема 6 локализации эндогенного пожара в отработанном выемочном поле на пластах пологого падения:
1 - перфорированный отрезок трубопровода; 2 - перфорированный трубопровод вдоль очистного забоя; 3 - очаг самонагревания; 4 - механизированный
комплекс; 5 - трубопровод; 6 - скважины с поверхности
вентиляционном и откаточном штреках, с доставкой к ним жидкого азота, пенообразователя и подводом воды.
Нагнетание пены в обрушенные породы производится по трубопроводу 5, укладываемому по почве пласта вдоль верхнего и нижнего бортов лавы. На конце трубопровода закрепляем перфорированный отрезок 1. Расстояние между такими отрезками равно 30 м, при установке каждого следующего происходит сокращение трубопровода. Если фильтрация пожарных газов происходит не только на уровне вентиляционного штрека, то производится подача инертной пены (ВГП) по дополнительному трубопроводу 2, проложенному вдоль лавы. Длина этого трубопровода определяется зоной фильтрации пожарных газов.
Дополнительный трубопровод по лаве укладывается перед обрушением кровли или в канаву перед комплексом. Пена подается после перехода комплекса через трубопровод. Нагнетание пены осуществляется из расчета полного заполнения пустот в обрушенных породах в объеме обрабатываемых зон.
Время заполнения, необходимый объем пены и ее компонентов, а также режим подача определяется аналогично схеме 5. Если невозможно быстро подать пену для локализации очага эндогенного пожара подземным способом, тo ее подают через скважины б, пробуренные о поверхности в обрушенные порода на уровне вентиляционного штрека и вдоль лавы. Расстояние между скважинами не должно превышать 30 м. Следующий ряд скважин бурится идентично предыдущему.
Схема 7. Применяется для локализации очага эндогенного пожара (самонагревания), расположенного на ранее отработанном вышележащем горизонте). При отработке выемочного поля столбами по падению воздухонепроницаемая завеса создается в отработанной части действующего щитового столба путем подачи инертной пены (ВПГ) по скважинам с поверхности, из полевых выработок или из выработок сближенных пластов (рис.5.44). Скважины на всю длину обсаживаются трубами диаметром 80...100 мм. На каждый отрабатываемый столб бурится по две скважины 1. Подача инертной пены может производиться только в одну скважину, вторая при этом является резервной. При подземном способе обработки инертная пена (ВГП) подается от поверхностного комплекса по групповой скважине и трубопроводам до скважин 2 на отрабатываемый столб. Если обработка ведется по скважинам с поверхности, то приготовление пены осуществляется от передвижного комплекса на базе установки АГУ-8К (рис.5.45.).
Рис. 5.44. Технологическая схема 7 локализации эндогенного пожара на пластах крутого падения:
1- скважины с поверхности;
2- подземные скважины
Рис. 5.45. Принципиальная схема передвижного поверхностного комплекса по приготовлению инертной вспененной глинистой пульпы:
1 - установка АГУ-8К; 2 - пульповод; 3 - задвижка; 4 - промежуточная емкость; 5 - трубопровод подачи глинистой пульпы; 6 - вентиль; 7 - емкость с пенообразователем; 8 - трубопровод подачи пенообразователя; 9 - насос; 10 - трубопровод подачи пенообрузующей смеси; 11 - генератор; 12 - вентиль контроля качества пены; 13 - скважина.
В этом случае к установке 1 необходимо подвести электроэнергию напряжением 380 В и мощностью 100 кВт, Глинистая пульпа (вода) подводятся по пульпопроводу 2, Вода может доставляться пожарной машиной. Подача пенообразующей жидкости осуществляется насосом 9. Пенообразователь доставляется и хранится в бочках, закрытых шахтных вагонах 7 или установках "Зонд". Газообразный азот вводится в пенообразующую смесь через генератор 11.
Пена подается в объеме, необходимом дня родного заполнения пустот в обрушенных породах действующего столба. Требуемый объем пены, ее компонентов и времени разовой обработки рассчитываются по формулам (5.28)-(6.33). При этомL - расстояние от линий забоя до выхода скважины в обрушенные породы, м;l - ширина вынимаемого столба, м. Подача пены ведется до получения заданного объема, но, во избежание нарушения проветривания поля, прекращается после выхода пены в рабочее пространство. Полный расход компонентов пены на все выемочное поле зависит от его размеров, скорости подвигания очистного забоя и режима подачи. Аналогичным образом ведется локализация при возникновении очага самонагревания в действующем столбе. Режим обработки принимается прерывистый - два раза в неделю и уточняется по результатам газового контроля.
Схема 8. Применяется для локализаций очага пожара, расположенного в ранее отработанном соседнем выемочном столбе. Подача инертной пены или вспененной глинистой пульпы осуществляется как и в схеме 7 по скважинам с поверхности или со сближенных выработок. Обработке подвергаются обрушенные породы соседнего и действующего выемочных столбов. Пена подается из расчета полного заполнения пустот в обрушенных породах. При подаче пены с поверхности целесообразно запутывать одновременно две скважины с вводом на каждой передвижного комплекса на базе установок АГУ-8К. Одна установка не может обеспечить заполнение пустот в обрушенных породах одновременно в действующем и отработанном столбах, а при значительной мощности пласта и в одном столбе из-за распада пены. В этом случае необходимо применять вспененную глинистую пульпу (C v = 24 ч) или добавлять стабилизаторы стойкости.
При подаче пены от поверхностного комплекса целесообразно использовать вспененную глинистую пульпу и чередовать обработку действующего и отработанного столбов. Расчет необходимого количества пены и ее компонентов ведется по формулам (5.28)-(5.33) отдельно для действующего и отработанного столбов. Пульпа подается в каждый столб не менее двух раз в неделю. Обработка ведется до подачи заданного объема или до шкода пены в рабочее пространство действующего столба. Технологическая схема подачи аналогична схеме 7 (см.рис.5.44, 5.45).
Схема 9. Применяется для тушения эндогенного пожара в выработанном пространстве на пластах пологого и наклонного падения. Для тушения попользуется инертная пена или вспененная глинистая пульпа. Газообразной фазой ВГП в этом случае должен быть инертный газ. Скважины бурятся в выработанное пространство с поверхности или из выработок сближенного пласта. Первый ряд скважин (рис.5.46) располагается в 30 м от линии забоя (целика), каждый последующий ряд - в 30 м от предыдущего. Расстояние между скважинами в ряду - 30 м. Подача пены производится до полного заполнения пустот в выработанном пространстве в районе очага пожара. При значительных размерах обрабатываемого пространства невозможно заполнить пустоты одновременно (из-за распада пены), поэтому выработанное пространство разбивается на зоны (пояса). Определяется очередность обработки зон. Ведется постоянный контроль за газовым составом атмосферы выработанного пространства, а обработка инертной пеной (ВГП) повторяется до получения положительного эффекта. Необходимое количество инертной пены (ВГП) и ее компонентов на разовую обработку зоны рассчитывается по формулам (5.28)-(5.33). Кратность пены в этом случае принимается равной 10...30. Это количество распределяется равномерно по скважинам.
Если обработка ведется с поверхности, то пену целесообразно подавать одновременно в две скважины с установкой на каждую отдельного передвижного комплекса. При перебоях в доставке жидкого азота в качестве газообразной фазы может использоваться шахтный воздух из соседней выдающей скважины с малым содержанием кислорода (рис.5.47). Для этого на обсадную трубу выдающей скважины 5 устанавливается фланец с патрубком, который гибким шлангом 4 соединяется с пеногенератором 2. Подача газовой фазы в этом случае осуществляется за счет эжекций пеногенератора.
При подаче пены подземным способом от поверхностного комплекса целесообразно также подключать одновременно две скважины, а для того, чтобы обеспечивать полное заполнение пустот в обрабатываемой зоне, применягь вспененую глинистую пульпу или добавлять в инертную пену стабилизаторы стойкости.
Рис. 5.46. Расположение скважин при тушении пожаров на местах полого и наклонного падения: 1 - скважина; 2 - очаг пожара (условно); 3 - граница пожарного участка по простиранию.
Рис. 5.47. Технологическая схема 9 приготовления
вспененной глинистой пульпы с использованием шахтного воздуха:
1 - установка "Зонд"; 2 - пеногенератор; 3 - пульпопровод; 4 - гибкий шланг; 5 - обсадная труба скважины
Схема 10. Применяется для тушения эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующего или отработанного горизонта. Тушение осуществляется вспененной глинистой пульпой или инертной пеной по скважинам с поверхности, с полевых выработок или выработок сближенного пласта от групповой скважины (рис.5.48). Скважины с поверхности 1 обсаживаются трубами диаметром 80... 100 мм на величину наносов горелых пород и перебуриваемых пластов. Скважины из подземных выработок 4 обсаживаются на всю длину. В выработанное пространство они должны выходить на 15...20 м выше основного штрека отработанного горизонта, расположенного выше очага пожара б. Расстояние между соседними скважинами не должно превышать 30 м.
Подача инертной пены (ВГП) осуществляется из расчета полного заполнения пустот в обрушенных породах в районе очага эндогенного пожара по формулам (5.28)-(5.33). Объемная обработка выработанного пространства обусловлена отсутствием точных данных с местонахождении очага эндогенного пожара. На рис.5.48 очаг 5 показал условно.
Целесообразно записывать одновременно 2...3 скважины и при подаче пены с поверхности на каждую из них ставить передвижной комплекс. При обработке по скважинам с выработок сближенного пласта подача пены может вестись от поверхностного комплекса через групповую скважину 2 или от подземных передвижных. В последнем случае запитка каждой скважины ведется от отдельного комплекса. При значительных объемах выработанного пространства и невозможности одновременного заполнения пустот пеной, необходимо разделить его на зоны и обработку вести в определенной последовательности, начиная со стороны притечек воздуха и из расчета полного заполнения зовы»
Как и в схеме 9 при обработке по скважинам с поверхности можно в качестве газообразной фазы использовать воздух с малым содержанием кислорода из соседней выдающей скважины.
Обработка выработанного пространства инертной пеной (ВГП) повторяется до получения положительного эффекта.
5.6. Изоляционные сооружений из твердеющей пены Перемычки из твердеющей пены представляют собой эластичную и податливую конструкцию, состоящую из ограждающих поверхностей, пространство между которыми заполнено твердеющей пеной.