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
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