Sposób wybierania pokładów węgla z zawałem skał stropowych.

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
OPIS PATENTOWY
Int. Cl.3 E21C 41/04
Patent dodatkowy
do patentu nr
1fh^X^\
Zgłoszono:
117379
E21F
16.07.79
5/00
(P. 217146)
*9fr
Pierwszeństwo:
CZY f .-!..!■■■',! A
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
16.06.80
Opis patentowy opublikowano:
30.10.1982
Twórcywynalazku: Tadeusz Golisz, Rudolf Krawczyk, Antoni GołaszewsK
Rudolf Coner
Uprawniony z patentu: Kopalnia Węgla Kamiennego „Śląsk",
Ruda Śląska (Polska)
Sposób wybierania pokładów węgla z zawałem
skał stropowych
Przedmiotem wynalazku jest sposób wybierania z zawałem skał stropowych pokładów węgla w warun¬
kach dużej skłonności do samozapalania się przypinanej łaty węgla lub warstwy towarzyszącej wybieranemu
pokładowi.
W warunkach dołowych często zdarza się, że w sąsiedztwie pokładu przeznaczonego do eksploatacji
zalegają przerosty węgla lub łupków palnych bardzo skłonnych do samozapalenia. Przerosty te z chwilą
rozpoczęcia eksploatacji stanowią stafe zagrożenie dla otoczenia i często uniemożliwiają wręcz prowadzenie
normalnej eksploatacji. Często też ze względu na bardzo kruche skały stropowe zachodzi konieczność
przypinania łaty węgla, która dostając się do zawału w stosunkowo krótkim czasie ulega samozapaleniu się.
Dotychczas takie rejony pokładów węgla wybierano z podsadzką hydrauliczną lub stosowano kosztowne i
nie zawsze skuteczne zabezpieczenia zrobów przed samozapaleniem się.
Znany jest sposób wykonywania pasów uszczelniających zroby wzdłuż chodników pozostawionych w
zrobach. Pasy takie wykonuje przez wtłaczanie do rumowiska skalnego mułów popłuczkowych. Zasadniczą
wadą tego sposobu uszczelniania zrobów jest to, że muły popłuczkowe dobrze spełniają swoje zadanie tylko
w warunkach wilgotnych, gdy tymczasem z reguły w zrobach panuje stosunkowo wysoka temperatura i mała
wilgotność. Wskutek tego muł szybko wysycha, a przy tym kurcząc się tworzy szczeliny, którymi powietrze
przedostaje się do węgla powodując jego samozapalenie się.
Inny znany sposób zapobiegania powstawania pożarów endogenicznych w zrobach polega na tym, że
przed wywołaniem zawału na spągu likwidowanej przestrzeni rozsypuje się kwaśny węglan sodu, który pod
wpływem temperatury wydziela duże ilości dwutlenku węgla uniemożliwiającego dostęp tlenu do materiału
palnego. Sposób ten jakkolwiek dobrze spełnia swoje zadanie ma tę niedogodność, że okres efektywnego
wydzielania siędwutlenku węglajestzbyt krótkotrwały i niezawsze pokrywa się zokresem likwidacji obszaru
górniczego, w którym jest on stosowany.
Celem wynalazku jest udoskonalenie znanych metod zapobiegania samozapalaniu się węgla tak, aby
można było bezpiecznie wybierać z zawałem skał stropowych nawet pokłady bardzo skłonne do
samozapalenia.
Okazało się niespodziewanie, że można tego dokonać jeżeli w odpowiednim momencie zostanie przer¬
wany proces intensywnego samozagrzewania się węgla. Taki właśnie sposób wybierania pokładów węgla
skłonnych do samozapalenia jest przedmiotem niniejszego wynalazku. Istota tego sposobupolega na tym, że
w przestrzeni likwidowanej przed wywołaniem zawału skał stropowych umieszcza siępojemniki zsubstancją
chemiczną wydzielającą gaz obojętny pod wpływem temperatury. Pojemniki takie są perforowane lub
117379
2
zamknięte korkami wykonanymi z materiału topiącego się w temperaturze około 90°C, przy czym poje¬
mniki umieszcza się w zawale w rzędach równoległych do linii frontu ściany w odstępach od 10 do
50m. Ponadto rząd tych samych pojemników układa się również równolegle do utrzymywanych w zro¬
bach wyrobisk korytarzowych w odległości nie mniejszej niż 5m od ich ociosów. Natomiast cały spąg
likwidowanej przestrzeni pomiędzy rzędami pojemników pokrywa się cienką warstwą tej samej
substancji.
Strefy przychodnikowe dodatkowo można doszczelniać materiałem wypełniającym pustki pomiędzy
okruchami skał takim jak na przykład, krzepnąca piana lub muł popłuczkowy wtłaczane do zawału
poprzez uprzenio ułożone na spągu krótkie odcinki rur perforowanych. Doszczelnianie rumowiska skal¬
nego w strefach przychodnikowych można również wykonać przez zastosowanie elastycznych pojemni¬
ków ciśnieniowych napełnianych wodą lub sprężonym powietrzem. Dzięki takiemu właśnie
zabezpieczeniu przestrzeni likwidowanej w zrobach przez bardzo długi czas utrzymuje się gaz obojętny,
który uniemożliwia dostęp tlenu do węgla. Natomiast przez umieszczenie substancji wydzielającej gaz
obojętny na spągu w pojemnikach uzyskano dwuetapowy jej rozkład. W pierwszym etapie rozkładowi
ulega substancja rozsypana luźno na spągu przestrzeni likwidowanej, a w etapie drugim, kiedy tempera¬
tura otoczenia osiągnie wartość krytyczną dla samozagrzewania się węgla następuje stopienie się kor¬
ków zamykających pojemniki i rozkład substancji w nich zawartej, co w konsekwencji powoduje
przerwanie procesu samozagrzewania się węgla.
Przedmiot wynalazku jest dokładniej wyjśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia plan
wyrobiska ścianowego będącego w eksploatacji, fig. 2—wyrobisko ścianowe w pionowym przekroju
poprzecznym wzdłuż linii A-A zaznaczonej na fig. 1, fig, 3—wyrobisko korytarzowe, przyścianowe w
pionowym przekroju poprzecznym wzdłuż linii B-B zaznaczonej na fig. 1, fig. 4—plan wyrobiska ścia¬
nowego z elastycznymi pojemnikami ciśnieniowymi, a fig. 5 — wyrobisko korytarzowe w pionowym
przekroju poprzecznym wzdłuż linii C-C zaznaczonej na fig. 4.
Zgodnie z wynalazkiem pokład węgla względnie jego warstwę wybiera się znanym dotychczas spo¬
sobem, likwidując przestrzeń poeksploatacyjną przez sukcesywne wywoływanie zawału skał stropowych.
Przed wywołaniem każdego kolejnego zawału spąg przestrzeni likwidowanej pokrywa się cienką war¬
stwą 1 substancji wydzielającej gaz obojętny pod wpływem wzrostu temperatury, którą może być na
przykład kwaśny węglan sodu. Ponadto w odstępach od 10 do SOm na spągu układa się równolegle do
frontu ściany pojemniki 2 z tworzywa sztucznego, perforowane lub zamknięte korkami z materiału
topiącego się w temperaturze około 90°C, którym na przykład może być parafina lub wosk ziemny.
Pojemniki takie układa się również w rzędach równoległych do przyścianowych wyrobisk korytarzo¬
wych 3 utrzymywanych w zrobach, w odległości nie mniejszej niż 5m od ich ociosów. Strefy przychod¬
nikowe 4 można dodatkowo doszczelniać materiafem wypełniającym szczelnie wszystkie pustki
pomiędzy okruchami skał takim, jak na przykład krzepnąca piana, muł popłuczkowy, pył dymnicowy
itp, podawanymi za pomocą uprzednio ułożonych na spągu krótkich odcinków rur perforowanych 5.
Rumowisko skalne w strefie przychodnikowej można również doszczelniać ściskając go za pomocą ela¬
stycznych pojemników 6 ułożonych uprzednio na spągu, które napełnia się powietrzem sprężonym lub
wodą pod ciśnieniem. Rozprężające się pojemniki ściskają luźne okruchy skalne likwidując tym samym
puste przestrzenie, przez co utrudnia się przepływ powietrza przez zroby. Samozagrzewanie się węgla w
zrobach powoduje wzrost temperatury co z kolei spowoduje rozkład substancji chemicznej i wydzielenie
się dużej ilości dwutlenku węgla lub innego gazu obojętnego. Wskutek tego dalszy proces samozagrze¬
wania zostaje przerwany aż do całkowitego rozkładu substancji rozsypanej na spągu przestrzeni poeksp¬
loatacyjnej* Ponowne samozagrzewanie się węgla i związany z tym wzrost temperatury spowoduje
stopienie się korków zamykających pojemniki 2, z których zacznie wydobywać się gaz obojętny unie¬
możliwiając tym samym dopływ tlenu do węgla.
Sposób według wynalazku nadaje się do stosowania w pokładach bardzo skłonnych do samozapa¬
lenia, w których zostawia się w stropie łatę węgla oraz w pokładach grubych wybieranych na warstwy z
zawałem skał stropowych.
Zastrzeżenia
patentowe
1. Sposób wybierania pokładów węgla z zawałem skał stropowych w warunkach dużej skłonności
do samozapalania się przypinanej łaty węgla lub warstw węglowych towarzyszących wybieranemu
pokładowi, zsamłenny tym, że po każdym kolejnym zabiorze przed wywołaniem zawału skał stropowych
spąg likwidowanej przestrzeni pokrywa się cienką warstwą substancji chemicznej wydzielającej gaz obo¬
jętny pod wpływem wzrostu temperatury, a w odstępach od 10 do 50 m na spągu układa się równolegle
do frontu'ściany pojemniki (2) z tworzywa sztucznego napełnione tą substancją, które to pojemniki
układa się również równolegle do przyścianowych wyrobisk korytarzowych (3) utrzymywanych w zro¬
bach w odległości nie mniejszej niż 5m od ich ociosów.
117379
3
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strefy przychodnikowe (4) wyrobisk chodnikowych
(3) dodatkowo doszczelnia się materiałem wypełniającym szczelnie pustki pomiędzy okruchami skał,
który wtłacza się rurami perforowanymi (5) ułożonymi na spągu.
3. Sposób według zastrz. I, znamienny tym, że strefy przychodnikowe (4) wyrobisk korytarzowych
(3) dodatkowo doszczelnia się przez ściskanie gruzowiska skalnego za pomocą elastycznych pojemników
(6), ułożonych na spągu, które napełnia się wodą pod ciśnieniem lub powietrzem sprężonym.
Rg.1
Fig.2
117
37*
B-B
Fig.3
V/ s
/ / / / // / /
/ ////ZNNKL
Rg.5
Prac. Poligraf. UP PRL. Nakład 120 egz.
Cena 100 "zł
/ / / /