Coal self-ignition is basically a physical-chemical process in which temperature of coal substance increases in consequence of heat accumulation from normal temperature of surrounding environment up to the temperature of ignition.

Coal reacts with atmospheric oxygen, creating heat energy and releasing oxidizing products. Water, carbon dioxide and carbon monoxide release in the first stage of oxidation. Coal substance then releases gaseous hydrocarbons (first saturated, then insaturated and then hydrogen). If sufficient amount of oxygen is supplied, coal substance heats and blazes up in the focus of self-ignition.

On the basis of analyses and research of self-ignition in the mines of the OKD joint-stock company, the causes can be divided into the following, most frequent groups:

- residual coal left in caved areas by objective reasons (e.g. presence of a non-profitable coal seam in the direct overburden of exploited seam; tectonic faults) or by different technological reasons,

- slow advance of longwalls,

- mine air flow through caved areas,

- untight closures of gobs,

- fracturing of rock massif by rock bursts,

- formation of cuts above support during transition of driving operations from rock massif into coal seam and vice versa

- ending of a long mine working in a tectonic fault or in a place with exposed contact between the seam and so-called "varied layers" without its subsequent decontamination or tight enclosure.

- mine air flow through rock massif as a consequence of untight closing dams (flow between seams), etc.

From the viewpoint of mine and staff safety, self-ignition is an unwelcome phenomenon. It is dangerous as it can, under certain circumstances, change into open fire that can, in turn, propagate through mine workings very fast. Fumes from such a fire contain toxic gases (carbon monoxide).

The prevailing part of new self-ignitions has been documented in the saddle seams No. 37, 39 and 40 of the Karvina strata. Data has been adapted from ?1?.

The aim of anti-ignition measures is to prevent access of oxygen to coal. This can be accomplished by various methods, such as regulation of stope ventilation, backfilling of caved areas with nitrogen or nitrogen foam, utilization of fast-setting and filling materials, faster advance, water flooding, utilization of inhibitors and, not least, flushing of ash mixture into caved areas of stopes.

Principle of this method lies in the flushing of caved rocks of an operating stope with ash suspension and, if needful, flotation waste.

In spite of the fact that this method is relatively efficient, it cannot be applied in all cases. There are three known methods of flushing of caved areas of stopes:

flushing using lost piping,

flushing using tow piping,

flushing using flushing boreholes.

The flushing of caved areas of stope using flushing boreholes as a part of the anti-ignition prevention has been applied in many cases. The self-ignition in the Dul CSA mine of the OKD is a good example.

In this mine, the mixture was transported into the assumed site of self-ignition in the caved area of the stope by flushing boreholes ?2?. Fig. 1 shows the flushing of the focus of the self-ignition from the gallery behind the stope by five cased boreholes of the diameter of 75 mm and the length of 6 to 8 m. Total amount of flushed ash mixture reached about 440 cubic metres and the desired effect, i.e. efficient extinguishment of the self-ignition, was accomplished.

This method of flushing the caved area by flushing boreholes is only efficient, if the focus of self-ignition is accessible from one of the galleries, which are driven in an acceptable distance. Drilling in the caved area of the stope is problematic as it is often necessary to flush the near area by a setting mixture and drill it again in order to maintain desired stability of the boreholes.

Hitherto mentioned methods of flushing of the caving area can effectively hit the focus of self-ignition on the ground or in its immediate vicinity. If a self-ignition occurs in a higher part of the stope caving zone, their effectiveness is substantially reduced. However, statistics shows that such self-ignitions represent approximately 40 per cent of the total number of cases ?3?. Transport of flushing mixtures into upper parts of the caving zone from overlying galleries would be a solution, but this is usually impossible due to the liquidation of mine workings.

The aforementioned method of flushing of the caving zone should enable flushing of almost whole caving zone, thus substantially contributing to the liquidation of self-ignition that will occur in its upper part. It is obvious from a preliminary economic evaluation that costs of this method are comparable to those needful for the inertization of the caving zone by gaseous nitrogen.

САМОВОЗГОРАНИЕ КАМЕННОГО УГЛЯ И ОЦЕНКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АНТИВОЗГОРАНИЯ ПОЛНОЙ ОСТАНОВКОЙ ВПАДИН СВОБОДНОГО ПРОСТРАНСТВА

Самовозгорание каменного угля – это в основном физико-химический процесс, в котором температура угольной субстанции возрастает вследствие накопления тепла от нормальной температуры возгорания.

Каменный уголь, реагируя с атмосферным кислородом, создает силу горения и выпускает продукты сгорания. Вода, углекислый газ и угарный газ выделяются в первой стадии окисления. Угольная субстанция выделяет газообразный углеводород (сначала насыщается, потом превращается в водород). Снабжаемая достаточным количеством кислорода, угольная субстанция горит, и пламя в центре самовозгорания поднимается вверх.

На основании анализов и научного исследования акционерным обществом ОКД в полостях самовозгорания причины могут поделиться на следующие группы:

- остаточный уголь обугливается оставленный в выдолбленных областях объективными причинами (например присутствие неприбыльного обугливающегося шва в прямой перегрузке эксплуатируемого шва: тектонические дефекты) или различными технологическими причинами:

- медленное продвижение длинномеров;

- воздушное течение в полости через выдолбленные области;

- негерметичные прекращения выброса;

- ломание каменного горного массива каменными взрывами;

- образование разрезов выше поддержки в течении перемещения управления действиями от каменного горного массива в обугливающемся шве и наоборот;

- заканчивание длинной полости работающей в тектоническом дефекте или в месте с выставленным контактом между швом и так называемым «многообразные слои» без последующего дегазационного или плотного замыкания;

- воздушное течение через каменный горный массив как последствие негерметичных плотин (течение между швами) закрытие и т.п

С точки зрения полости и безопасности штата, воспламенение – это нежеланный феномен. Это опасно, поскольку это может, согласно с определенными обстоятельствами нести изменения в открытом огне, которое может по очереди распространять через работы мины очень быстро. Копоть от такого огня содержит ядовиты газы (угарный газ).

Нацелен ряд мер антивозгорания, чтобы предохранить доступ кислорода к обугливанию. Это может достигаться различными методами, как например регулирование вентиляции, остановка задней стороны выдолбленных областей с азотом или пеной азота, утилизацией замедлителей и, не менее всего полной остановкой в выдолбленных областях возбуждение микстуры ясеня. Принцип этого метода лежит в возбуждении выдолбленных скал, операционной установкой с вешанием ясеня, и если необходимо ущербом плавания.

Несмотря на то, что этот метод относительно эффективен это не может быть применено во всех случаях. Имеются три известных метода остановки возбуждения выдолбленных областей:

- возбуждение, использующее утраченный выброс

- возбуждение, использующее утраченный выброс

- возбуждение, использующее бурение отверстия возбуждения.

Возбуждение выдолбленных областей бурением возбуждения использования остановки, поскольку часть предотвращения антивозгорания применена во многих случаях. Воспламенение в мине ОКД для csa – это хороший пример.

В этой полости микстура была перевезена в предполагающемся местоположении возгорания в выдолбленной области остановки с помощью возбуждения бурения [2]. Рис. 1 показывает возбуждение фокуса возгорания от галереи после остановки пятью упакованными в ящик инструментами для бурения диаметра 75 мм и длиной 68м. Всего возбужденной микстуры ясеня, достигнутой около 440 кубических измеретилей и желаемого результата, т. е. эффективный коэффициент воспламенения был достигнут.

Этот метод возбуждения выдолбленной области с помощью возбуждения интсрументов для бурения только эффективен, если фокус воспламенения доступен одной из галерей, которые вогнаны в приемлемую дистанцию. Сверление в выдолбленной области заканчивается проблематично, поскольку это часто необходимо, чтобы возбудить близкую область микстурой установки и тренировкой это опять для того, чтобы поддерживать желаемую стабильность в бурении.

До сих пор упомянуты методы возбуждения области выдалбливания могут действенно ударяться, фокус воспламенения на грунте или в неотложном соседстве. Если воспламенение происходит в высшей части конца зоны выдалбливания их эффективность реально уменьшена. Однако статистика показывает, что такие воспламенения изображают приблизительно 40 процентов полного числа коробок [3]. Транспорт возбуждения микстур в верхних частях зоны выдалбливания от лежания галереи должен быть решением, но .то обычно невозможно благодаря ликвидации рабочей полости.

Выше упомянутый метод возбуждения зоны выдалбливания должен разрешить возбуждение почти целой зоны выдалбливания, поэтому реально содействие ликвидации.

References

1. Informacni a propagacni tydenik zamestnancu OKD a jejich rodinnych prislusniku Hornik, Rocnik XXVIII, cislo 21, str. 5. (in Czech)
2. ENDEL, K. - KRAL, V.: Plavici vrty jako prostredek tlumeni pozaru, Zpravodaj OKD - Rozvoj a projektovani, k.p., rocnik 31, 1990, c. 1, s. 19-23 (in Czech)
3. POZAR, J. - LUCAK, I.: Navrh protizaparove prevence proplavovanim zavalu porubu, Seminar Zakladani materialu do dolu a asanace hornicke krajiny, Ostrava 97, s. 18-23 (in Czech)

Назад

На главную