Файл: Нагнетание воды в угольные пласты как средство борьбы с газом и пылью..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 41

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Была проведена серия опытов, подобных описанному выше. В одних опытах образцы угля помещались после увлажнения, взвешивания и измерения сопротивления в эксикаторы, где поддерживалась постоянная температура

и100%-ная влажность воздуха, в других — образцы вместе

сконтактными пластинами для измерения сопротивления покрывались парафиновой оболочкой. В последнем случае совершенно исключалось испарение влаги из образцов угля, однако сопротивление их с течением времени во всех слу­ чаях возрастало. Это, вероятно, связано с миграцией воды из макропор в переходные поры и микропоры под действием капиллярных сил, что приводит к уменьшению сечения про­ водящего водного слоя, замыкающего цепь через макропоры,

ик разрыву его сплошности.

Таким образом, возможно использовать зависимость электросопротивления угля от его влажности для контроля качества предварительного увлажнения угля в массиве.

Горногеологические и физико-механические факторы, влияющие на электрическое сопротивление угля, в условиях одного забоя остаются постоянными в течение длительного периода времени. Нагнетание воды в пласт проводится в соответствии с паспортом на увлажнение угольного массива,

вкотором указывается расстояние между шпурами, направ­ ление шпуров, их глубина и расстояние от почвы и кровли. Поэтому на электрическое сопротивление угля между двумя шпурами при отсутствии геологического нарушения влияет

восновном только степень увлажнения угля.

Однако геологические и физико-механические факторы могут быть различными для каждого забоя, поэтому для каждого забоя должна быть установлена опытным путем зависимость между степенью увлажнения и сопротивлением пласта.

Во время нагнетания воды в пласт сопротивление угля между шпурами, измеренное до увлажнения и непосредствен­

84

но после окончания этого процесса, уменьшается в одних забоях в несколько раз (очистной забой пласта /4 шахты им. Абакумова), в других — в 100 и 1000 раз (забои пла­ стов^, k'5, и ks шахты № 1—1-бис.). В различных забоях

наблюдалось сопротивление угля между шпурами до увлаж­

нения от 180

кож до вели­

 

 

чины более 5 Мом, а после

 

 

увлажнения

от 300

ом до

 

 

200

ком [19;

20; 21]. При

 

 

безнапорном

заполнении

 

 

шпуров водой и обливании

 

 

забоя

существенного изме­

 

 

нения

сопротивления пла­

 

 

ста

угля между шпурами

 

 

не наблюдалось.

 

 

 

Для измерения сопротив­

 

 

ления увлажненного уголь­

 

 

ного пласта 4 омметр вклю-

Рис. 25. Схема измерения

сопротив-

чается В цепь, проходящую

ления увлажненного угольного пла-

через проволочный контак-

 

ста-

тор

1,

помещенный

в шпуре 2, через угольный

пласт и

гидрозатвор 3 (рис.

25). С омметром 5 контактор и гидро­

затвор

соединяются

изолированным проводником

6. При

контроле степени увлажнения пласта после окончания процесса пропитки вместо гидрозатвора в шпур вставляе­ тся второй контактор. При таких измерениях следует учитывать изменение сопротивления увлажненного пласта во времени.

Контактор представляет собой пучкообразный набор пружинящей проволоки, которая плотно прилегает к стен­ кам шпура у его дна, обеспечивая стабильность переход­ ного сопротивления в месте контакта. Последняя достига­ ется созданием одного и того же удельного давления кон­ тактирующей проволоки на стенки шпура.

85


В первой конструкции контактора, использовавшейся на шахте № 1—1-бис, постоянство удельного давления про­ волоки на стенки шпура создается в результате упругих свойств контактирующей проволоки. Контактирующая про­ волока по шпуру продвигается с помощью стальной трубки.

Позднее были изготовлены контакторы более совершен­ ных конструкций. Контактор К-2 имеет набор стальной

проволоки 1 в форме эллипсоида (рис. 26), связанного с тросом 2, помещенным в проволочную оболочку 3. Конец троса соединен с натяжным устройством. Последнее состоит из латунной трубки 10, имеющей на концах упорные шайбы 9 и продольный паз, служащий для перемещения вдоль оси трубки держателя 4 шкалы 5 и указателя -6. В труб­ ке помещена натяжная пружина 11, соединенная с тросом 2 и натяжным винтом 8, перемещаемым с помощью гайки 7. При вращении гайки 7 натягивается пружина 11 и, следова­ тельно, трос 2, заставляющий прижиматься проволоку 1 к стенкам шпура. Сила натяжения троса, а значит, и удель­ ное давление проволоки на стенки шпура, контролирует­ ся по шкале 5. Для электрической изоляции цепи омметра проволочная оболочка троса покрыта резиной.

Контактор К-2 благодаря своей компактности и малому весу удобен для работы в шахте.

Л и т е р а т у р а

1. А г р о с к и н

А.

А. , Тепловые

и электрические

свойства

2.

углей, Металлургиздат, 1959.

 

 

 

 

В о л о ш и н

И. Е.,

Борьба с внезапными выбросами угля и газа

 

на шахте № 7—8 им. Калинина треста «Куйбышевуголь», сб. «Борь­

3.

ба с внезапными выбросами в угольных шахтах», Госгортехиздат, 1962.

И щ у к И. Г., Нагнетание воды в пласт как средство

ослабле­

 

ния угольного

массива, сб. «Борьба с силикозом», т. 5., Изд.

4.

ИГД АН СССР, М„ 1962.

А. Г.,

Б о р и с о в

М. В., Авто­

К а л и м о в

Ю. И.,

Б е н и н

 

матический гибкий

герметизатор шпуров ГГ-1 для

нагнетания

 

воды в угольный массив, «Технология и экономика

угледобычи»

5.

1963, № 9.

В. Д. и др.,

Исследование характера распростра­

К а р п у х и н

 

нения воды в массиве угля при нагнетании ее в пласт с помощью

 

фотолюминесцентного анализа, Труды

ХГИ, т; II, Киев, «Техшка»,

 

1962.

 

 

 

 

 

 

6.К а р п у х и н В. Д. и др., Фотолюминесцентный анализ исследо­ вания эффективности предварительного увлажнения угольного мас­

сива, сб. «Борьба с силикозом», т. 5, Изд. ИГД АН СССР, М., 1962. 7. ' К с е н о ф о н т о в а А. И., Б у р ч а к о в А. С. и П а ­

н о в Г. Е., Эффективность предварительного увлажнения и пути

ее повышения, ЦНИИТЭИ угля, М., 1963.

8.МакНИИ, Справочное пособие по борьбе с пылью в угольных шах­ тах, Госгортехиздат, 1963.

9.

М е д в е д е в

Б. И.,

М о р о з о в

И. Ф., Влияние капиллярных

 

сил на процесс проникновения воды в уголь при предварительном

 

увлажнении угольных пластов, сб. «Разработка месторождений

 

полезных

ископаемых», вып. IV,

Рудничная

вентиляция,

Киев,

10.

«Технжа»,

1965.

А н т и п о в В. А.,

Ч у р к и н

В. К.,

М е д в е д е в

Б. И.,

 

Об одном из возможных способов борьбы с газовыделением в шахтах,

 

сб. «Техника безопасности в угольной промышленности», М., Гос­

11.

гортехиздат, 1963.

М о р о з о в

И. Ф., Нагнетание раствора

М е д в е д е в

Б. И.,

 

поверхностно-активного вещества в угольный

пласт как средство

 

борьбы с газом на шахте «Коммунист-Новая», Технология и эко­

 

номика угледобычи № 9, «Недра»,

1965.

 

 

87


12.

М е д в е д е в

Б. И.,

М о р о з о в

И. Ф.,

Ч у р к и н

В. К., Со­

 

вершенствование способа нагнетания воды в угольные пласты как

13.

средства борьбы с пылью и газом, «Уголь Украины», 1965, № 12.

М е д в е д е в

Б. И.,

М о р о з о в

И. Ф.,

М а к а р о в

И. М.,

 

Влияние длительного увлажнения угля на внезапные выбросы

 

угля и газа в очистных забоях шахты «Коммунист-Новая»,

Техно­

14.

логия и экономика

угледобычи № 5, «Недра», 1966.

 

И. Ф.,

М е д в е д е в

Б. И.,

М о р о з о в

И. Ф., С а р а ф а н о в

 

П р а з д н о в

П.

И.,

Влияние

предварительного

увлажнения

 

угля на газовыделение при проведении подготовительной выработки,

 

Проектирование и строительство угольных

предприятий № 4 (88),

15.

«Недра»,

1966.

 

 

 

 

 

 

 

 

П е ч у к

Н. М., Дегазация спутников угольных пластов, Углетех-

16.

издат, 1956.

 

А. А.,

К о м а р о в В. Б., Рудничная венти­

С к о ч и н с к и й

 

ляция,

Углетехиздат,

1959.

 

 

 

 

17.С к о ч и н с к и й А. А. и др., Метан в угольных пластах, Угле­ техиздат, 1958.

18.Т у р и ч и и А. М., Электрические измерения неэлектрических величин, Госэнергоиздат, 1961.

19.Ч у р к и н В. К., Борьба с пылью на шахте 1—1-бист реста «Красногвардейскуголь» (Донбасс), «Технология и экономика угледобычи», 1964, № 11.

20.Ч у р к и н В. К., Опыт борьбы с пылью на шахте № 1—1-бис треста «Красногвардейскуголь», сб. «Техника безопасности в уголь­

ной промышленности», Госгортехиздат, 1963.

21. Ч у р к и н В.

К., Способ контроля за

качеством увлажнения

угля в массиве,

Бюллетень изобретений №

6, 1962 (авторское сви­

детельство № 145506).

22.Ш е й д е г г е р А. Е., Физика течения жидкостей через пористые среды, Гостопиздат, 1960.

23.

Ш и л е н к о в

В. Н.,

Ж у р а в л е в

В. П., Влияние смачива­

 

ющих добавок на параметры предварительного увлажнения угля,

24.

«Уголь», 1965, № 2.

и др., Усовершенствование предваритель­

Ш и л е н к о в

В. Н.

 

ного увлажнения угля как комплексного средства борьбы с пылью,

 

ослабления массива и профилактики эндогенных пожаров, «Тех-,

 

нология и экономика угледобычи», 1964,

№ 95.


с о д е р ж а н и е

 

Предисловие

3

I.

Предварительное увлажнение у г л я .........................

5

II.

Теоретические основы микрокапиллярного увлаж­

 

 

нения угля в массиве как способа борьбы с пыле-

 

 

образованием и газовыделением в очистных забоях

10

III. Лабораторные исследования процесса проникно­

 

 

вения воды в уголь и возможности достижения

 

 

эффекта микрокапиллярной изоляции газа . . .

27

1. Определение оптимальной добавки смачивателя к

 

 

воде по условию максимума капиллярных сил

27

2. Лабораторная установка для исследования про­

 

 

цесса проникновения воды в у г о л ь .....................

31

3.Определение необходимого времени нагнетания воды в угольные пласты и условий достижения

 

микрокапиллярной изоляции г а з а .......................

33

IV. Исследование

эффективности микрокапилляр­

 

 

ного увлажнения угольных пластов вусловиях шахт

43

1.

Шахта им. Абакумова треста «Рутченковуголь»

43

2.

Шахта № 15 треста «Шахтерскантрацит» . . . .

46

3.

Шахта № 4—21

треста «Петровскуголь» . . . .

48

4.

Шахта «Коммунист-Новая» треста «Октябрьуголь»

50

5.

Шахта № 7—8 им. Калинина треста «Куйбышев-

 

 

уголь» ....................................................................................

 

60

89


6. Эффективность длительного безнапорного увлаж­ нения угля на шахте «Юнком» треста «Орджони-

 

кидзеуголь» ...............................................................

 

71

V.

Средства ведения работ

по нагнетанию воды

в

 

угольный

пласт .................................................................

 

73

1.

Средства

герметизации

с к в а ж и н .........................

73

2.

Контроль концентрации смачивателя в воде

78

3.

Контроль качества предварительного увлажне­

 

ния угля в массиве .................................................

 

80

 

Литература ..........................................................................

 

87

Борис Иванович Медведев, канд. техн. наук, Иван Федорович Морозов, канд. техн. наук, Василий Васильевич Зехов, инж., Виталий Антонович Стукало, инок.,

Виктор Климентьевич Чуркин, канд. техн. наук

Нагнетание воды в угольные пласты как средство борьбы с газом и пылью

Редактор издательства инж. В. И. Федорова

Художник А. И. Микловда

Художественные редакторы Б. В. Валуенко,

А. П. Валькович

Технический редактор В. П. Вересюк Корректор С. В. Бублик