ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ по безопасности работ в горной промышленности МакНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТУШЕНИЯ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ И ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

(Первая редакция)

Макеевка—Донбасс 1980

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

МакНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТУШЕНИЯ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ ВАХТ И ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

(Первая редакция)

Зам.директора

по научной работе, к.т.н^.н.с.    Ь.Л.Божко

Зав.отделом вентиляция

и газа, в.т.н.,с.н.с.

Зав.лабораторией борьбы с горением породных отвалов

Макеевка - Донбасс I9HO

3. ОЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНО-РАБОЧШ ПРОЕКТУ ТУШЕНИЯ ПОРОДНОГО ОТВАЛА

3.1.    Тушение горячих породных отвалов производила по техно-рабочим проектам, утвержденным техническим директором производственного объединения (главным инженером комбината, треста) и согласованным о органами Госгортехнадзора.

3.2.    Техно-рабочие проекты на тушение породных отвалов разрабатываются в соответствии с Инструкцией к § 318 Правил безопасности [i] и Технологическими схемами тушения породных отвалов угольных вахт и обогатительных фабрик.

3.3.    Технологические схеыы тушения являются обязательным документом для всех организаций, занимающиеся проектированием тушения горящих породных отвалов угольных шахт и обогатительных фабрик.

3.4.    Техно-рабочий проект разрабатывается по заданию на проектирование, утвержденному техническим директором производственного объединения (главным инженером комбината, треста) и согласованному с органами Госгортехнадзора.

3.5.    В техно-рабочий проект согласно СН 202-76 [5]дол*ны быть включены;

задание на проектирование; обоснование выбора схемы тушения; объем строительных работ; описание технологии тушения;

мероприятия по предупреждению рецидивного самовозгорания потушенного отвала;

объем работ по тушению и проведению противорецидивных мероприятий, выбор механизмов;

требования техники безопасности; источники водо- и энергоснабжения; технико-экономические показателя схем тушения; обоснование принимаемых проектных решений по рекультивации породного отвала после тушения; снега.

3.6.    Задание на проектирование в соответствии о СН 202-76 [5]должно содержать:

наименование объекта тушения;

основание для проектирования;

исходные данные;

цель тусения и направление последующего использования отвала или породы с учетом требований по защите окружающей среды и утилизации отходов производства (ликвидация или понижение уровня вредных газовыделений, ликвидация или уменьшение механической защитной зоны, последующая эксплуатация, разборка отвала, использование для конкретных нужд народного хозяйства, подготовка к рекультивации).

3.7.    Исходными данными для составления задания на проектирование являются: ситуационный план породного отвала и прилегающей в нему территории;

разрезы отвала по продольной и поперечной осям;

геологический разрез основания;

краткая характеристика породного отвала (форма, высота, площадь основания, объем, даты пуска, остановки и начала горения, имеющиеся признаки деформаций, кроме того, для действующих отвалов - содержание горючих веществ);

результаты температурной съемки;

расположение и объем нагретых пород, а также неперегорев-якх пород по сечениям;

валовый выброс вредных веществ.

3.8.    Списание породного отвала из числа горящих согласно § 524 Правил безопасности[1] оформляется актом комиссии из представителей иахты, органов Госгортехнадзора и санитарно-эпидемиологической станции.

ВЫБОР СХЕМЫ ТУШЕНИЯ

4Л* Способ тушения отвала выбираетоя, исходя из задач тушения, с учетой формы, размеров и теплового состояния отвала, а также имеющихся в наличии оборудования и материалов, необходимых для тушения.

А.2. Конкретные задачи тушения отвала устанавливается в зависимости от направления последующего использования потуменного отвала (таблЛЛ).

Таблица 4Л

задачи тушения в зависимости от направления использования потушенного отвала

Кроме перечисленных в таблЛ.1, при туиении отвалов могут ставится и другие задачи, исходя из местных условий н требований технического этапа рекультивации.

4.3.    Состояние отвала оценивается по результатам температурной съемки и данным о наличии неперегоревших пород в соответствии с приложением 1.

4.4.    По данным температурной съемки определяются размеры

и конфигурация нагретой зоны и устанавливается, к какой из нижеприведенных схем расположения нагретых пород может быть отнесен отвал. Кроме того, устанавливается расстояние от вершины отвала до сечения, в котором нагретые породы содержат менее 35# всех секторов (Н_п._ч ), я до сечения без нагретых пород ( Н_с ) .

4.5.    Принимаются четыре основные схемы расположения нагретых пород для конических и хребтовидных отвалов и три для плоских.

Условные обозначения этих схем приведены вграфе 2 табл.4,2, Первая схема (для конических и хребтовидных отвалов) характеризуется сосредоточением основной массы нагретых пород в верхней чаоти отвала. Вторая схема отличается от первой уотупным расположением нагретых пород. Это деление условное, поскольку отнесение отвала к первой или второй схеме решается на основании технико-экономического анализа целесообразности применения уступной выемки нагретых пород. Третья схема отличается от предыдущих наличием отдельных ограниченных зон нагретых пород (очагов) в нижней части отвала.

Вели сплошная зона нагретых пород в верхней части отсутствует, то считается, что отвал имеет отдельные очаги горения (четвертая схема).

Для первой схемы в случае плоских отвалов характерно расположение зоны горения в верхней части откосов и примыкающей к ней полосе горизонтальной поверхности, а также наличием отдельных очагов на откосах. При наличии только отдельных очагов на откосах принимается третья схема, а при отсутствии - вторая.

4.6.    По табл.4.2 предварительно выбираются схемы тушения, рекомендуемые для отвала данной формы, размеров и теплового состояния (схемы туаения приведены в приложении 2).

4.7.    Предварительно отобранные охемы тушения оцениваются а точки зрения результатов, которые могут быть достигнуты при их применении, а также возможности рецидивного горения по табл.4.3.

4.8.    Окончательный выбор схемы тушения прои*модитим на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом наличия необходимых материалов и оборудования, а также стоимости дополнительных (не предусмотренных основной схемой тушения) мероприятий против рецидивного горения.

4.9.    Общие рекомендации по применению схем тушения.

4.9Л. Схемы 1-4, предусматривающие охлаждение водой и понижение отвала, является основными при тушении конических и хребтовидных отвалов, так как позволяют достигнуть глубокого охлаждения породы и в наибольшей степени соответствуют требованиям технической рекультивации. При их применении, как правило, не требуется проведение дополнительных противорецидивных мероприятий.

1А,1Б, Равмыв гидромонитором, Канавокопатель    Вода I.Сапата той»- Рвцхджаиое

13    шаодажявание г ядро- (экскаватор)

монитором    гидромонитор

2Л.2Б, Охха*девха,смыв верши- Гадрояонятор 2В    вы гидромонитором,по- бульдозер

нкханме оульдозе рок, выволакивание бульдозером

Охлаждение, смыв вар- Гидромонитор ляны гидромонитором, бульдозер понижение бульдоге- зискавааор ром и экскаватором, алло хаха ваши бульдозером

ЗА, ЗБ,Охлаждение, ошв вер-Гждроиовжгор Воде ЗЬ шин гвдромонжвором, вжскаватор понижение аисжавато-ром

54 Заживание откосов Замдовочиая    Типа

(ии квитирован же)    станам    Вода

5Б Заживание горваои-(а,б) тахьнов повертя ости

5В Заживаяве откосов (мгежтироваие)

■ горааонтажьноВ поверхности

_§_£_

1. Сшаеале темпе ре туры Решиммое 4,9 породы на глубнае 2,5м горежмо воа-нсхе 80°С    можно пр« не-

2.2яхшиавня гааошде- ши и отавная    жооах непв ре

горе аве! породы

То.к    Рвцжднваое го-

репе юиово в овяаа с трудности) контроля аачест» аадхд-

6л,ьБ Изоляция очагов на от-		Лебедка терри-	Гхмна
	косах иовичесхкх к хребтовидных отвалов	коника, канатная дорога
6Ь	Изоляция поверхности плоских отвалов	Экскаватор автос&мосвалы бульдозер каток
7А	Уплотнение поверхностного слоя породы тер-риксниха катком	Лебедка хер-рик оника, отклонявшие ролики, каток
7Б	Уплотнение поверхностного слоя породы плоского отвала катком	Лебедка или трактор-тягач, каток
8А	Размыв очагов на откосах гкдромонитором	Гидромонитор	Вода
8Б	Охлахлемме, выемка очагов экскаватором	Гидромонитор экскаватор
8В	Охлаждение, выемка очагов будь дмером	Гидромонитор бульдозер

_2_2_2__

Снял силе газошде- Рецидивное горе- ♦, 9,7. в, ленив    иле    возможно    при    закрепление

наруненлп изоля- пожрития по-цин    севом трав

Ликвидация газо-выделений

Рецидивное горе- <>.9.7.в нив возможно при деформациях отвала    '

м

40

I

1. Снижение темпе- Рецидивное горе-ратуры порош на нис маловероятно глубине 2,5 и ниже 80°С

2. ликвидация газоны деле кий

- г -

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Состояние вопроса.................................... 3

2. Условные обозначения ................................ 4-9

3.    Обцее положение и требования к техно-рабочему

проекту тушения породного    отвала ..................... 10—II

4.    Выбор схем тушения ................................... 12-22

5.    Расчет объема работ по операциям ..................... 23-29

6.    Выбор механизмов ..................................... 30

7.    Технико-экономические показатели технологических

схем ................................................. 31-41

д. Техника безопасности ................................. 42-45

Литература ........................................... 46-47

Придохения

1.    Исходные данные ...................................... 48-51

2.    Технологические схемы тушения    породных отвалов ....... 52-68

3.    Операции технологических схем тушения породных

отвалов .............................................. 69-83

Размыв очагов аа от- Гидромонитор косах гадромоввтором, акокаавтор выемка очагов ахска-аатором

Разима очагов на от- Гидромонитор косах гидромонитором, экскаватор выемка очагов экска- буиадоавр ватором, выпояажива-

вне бульдозером

Продолжеме табл.4.3

_I_

1.Смпемие температуры порош ia глубине 2.5 м мне 80°С 2.1жквждацшя гавошде-лепВ

I. СССТСННИЬ ВОПРОСА

Горящие породные отвалы являются в отрасли одним не основных источников загрязнения окружающей среды. Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах [l] запрещается эксплуатация горящих породных отвалов. Они подлежат обязательному тупенню.

Согласно п.40 Инструкции к § 518 Правил безопасности [l] тушение горящих террикоников и хребтовидных отвалов должно заканчиваться понижением его первоначальной высоты ве менее чем паио-ловяяу. Даннов требование нуждается в уточнении. Ооеованпем для этого являются результаты исследований МакНЙЙ [2,3] , показавшие, что примерно в 50% случаев горит только третья (верхняя) часть террикоников. Кроме того, на большинстве потушенных отвалов из-ае наличия неперегоревяюй породы, содержание которой может достигать 50%, и некачественностя тушения возникает рецидивное горение. Существующие опособы тушения не учитывают различия горящих породных отвалов по интенсивности горения, количеству вредных газошделе-ний, количеству и месту расположения неперегоревшей породы.

Настоящие технологические схемы разработаны в соответствий с Техническим заданием на технологию тушения терриконов и формирования плоских породных отвалов, разработанным УакНИИ в 1978 г. и утвержденным Управлением охраны природы Минуглепрома СССР. В них дифференцировано учитываются специфике горения породных отвалов, требованп технической рекультивации, разработанные ВйИИОСуглем [4], и мероприятия противорецидивного самовозгорания. Задачи, рассматриваемые при тувении (ликвидация или уменьшение вредных выбросов в атмосферу, ликвидация или уменьшение защитной механической зоны, разборка отвала), увязываются с направлениями последующего использования потушенного отвала.

Технологические схемы тушения породных отвалов угольных вахт и обогатительных фабрик разработаны и.н.с.Дубровой Ь.й., с.н.с.Зенивой nl.H., с.н.с.Мещеряковым £.Ф., с.н.с.Сирий Н.П., м.н.с.Соколовским О.М. под руководством зав.лабораториейРаскндкине В.К.

2. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

2.1. Условные буквенные обозначения

Наименование параметра

> _____

Продолжительность работ по тушению Зольность породы Ширина дренажной канавы по низу Ширина траншеи

Ширина дренажной канавы по верху

Ширина ограждающего вала у дренажной

канавы по основанию

Ширина водосборника

Ширина полотна въездной полутраншеи

нес катка

Высота выполаживанин

Высота вала у дренажной канавы

Высота вала у обвалованного участка

Глубина водосборника

Глубина дренажной канавы

Высота нависающего борта полутраивеи

Глубина траншеи

Высота отвала до тушения независимо от формы

Толщина слоя, высота уступа

Расстояние от верщины до верхнего основания

слоя

Расстояние от вершины до нижнего основания сдоя

Понижение высоты отвала при смыве иди

сннтми вершины

Толщина нагретых пород

Высота подъема при нарезке полутраввеа

Высота пониженной части отвала

Расотояние от ьершины отвала до сечения

без нагретых пород

к		Коэффициент использования установки по времени
к<		Объямная доля L - ого сектора сдоя
кг		Доля неперегоревыей породы от объема сдоя
к„		Коэффициент, у читы ва щи а полноту покрытия
Кр		Коэффициент разрыхления
	U	Расстояние между ограждающим валом и отвалом
t	u	Расстояние между гидромонитором и очагом
i;	и	Глубина очага
i,	и	Расстояние между дренажной канавой и отвалом
	и	Расстояние между дренажной канавой и хвостовой часть»отвала
t М	м	Длина горизонтальной проекции хвостовой части отвала
1 Lj	м	Ширина механической защитной зоны
С	и	Длина водосборника
«f	11	Длина участка выполаживания
U	м	Периметр основания отвала
И	м	Длина ограждающего вала
u	и	Длина дренажной канавы
pff	и	Среднее расстояние перемещения породы
u	м	Длина въездной полутраямеи
i*9r	и	Периметр участка выполаживания
bi	и	Длина хребтовидного отвала по гребню
m		Коэффициент, учитывающий повторное перемещение породы
n		Количество точек замера в зоне горения
a'		Количество террас (при одинаковой их длине)
n,		Количество рабочих смен
Кг		Количество рабочих дней
		Количество месяцев
hr.		Среднее количество рабочих дней в месяце
N.		Количество 1 -го механизма
ilri	м э/ч	Производительность гидромонитора по воде
Прг	М3/Ч	Производительность гидромонитора по грунту
П;	м3/ч	Производительность 1 -го механизма

I ..	2	3
Vm.h	u*	но гретой Ооьём*недерегоревяей порода на отвале
Vh»o	M8	Объем вода для приготовлены пульпы
V« n	m8	Объем нагретой перегоревшей порода на отвале
Vc	M8	Объем порода в секторе слоя
aV	M8	Объем породы,перемещенной при переформирована*
д V3	Ы3	отвала Объем слоя
Vi	M8	Расчетный объем порода, подлежащей
V,	*3	перемещению прм соответствующем процессе Объем порода, перемещаемой при устройстве
06	град	въезда Угод наклона дооовои части отвала
	град	Угол откоса до выподахнвания
	град	Угод подъема въезда для экскаватора
б(. e	град	Угод откоса после выполахивания
dT	град	Угод заглубления экскаватора
fi	град	Угод наклона хвостовой части отвала
Pv	град	Угод яакдова въезда
r	град	Угод мевду образующими хвостовой части
V	град	террикониха Угод, определяющий откос выполахивания

уЖ Ш>к	Погретая порода
	Ненагретая порода
	Выполажибание гидромонитором
	Роаньй слоя гидромонитором
	Охлаждение гидромонитором
	Устройство Съезда бульдозером
А	Послойное понижение Ьиьдозером
£И	ВыпололиЬаниг откоса бульдозерам
	Устройстбо бъезда экскаватором
	Послойное понижение экскаваторов
\_8а<^	Выемка нагретых пород бульдозером