PL B1. KURZYDŁO HENRYK, Lubin, PL KIENIG EDWARD, Wrocław, PL BUP 08/11. HENRYK KURZYDŁO, Lubin, PL EDWARD KIENIG, Wrocław, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. E21B 43/243 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Kopalnia podziemnego zgazowania węgla, zwłaszcza węgla brunatnego (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 08/11 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/13 (73) Uprawniony z patentu: KURZYDŁO HENRYK, Lubin, PL KIENIG EDWARD, Wrocław, PL (72) Twórca(y) wynalazku: HENRYK KURZYDŁO, Lubin, PL EDWARD KIENIG, Wrocław, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Alicja Łebska

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest kopalnia podziemnego zgazowania węgla, zwłaszcza węgla brunatnego. Znana jest kopalnia podziemnego zgazowania węgla posiadająca wdechowy i wentylacyjny szyby, każdy w dolnej części zakończony podszybiem z przyszybowymi komorami. Wdechowy szyb, dostarczający do kopalni świeże powietrze, służy jednocześnie jako droga transportowa klatek do zjazdu i wyjazdu załogi oraz jako przedział materiałowy. Wdechowy szyb wyposażony jest ponadto w rurociąg gazującego medium, odwadniające urządzenia, elektryczną instalację, przeciwpożarowy rurociąg, ewakuacyjny przedział, kablowy przedział sygnalizacji alarmowej i łączności. Wentylacyjny szyb, którym odprowadzane jest zużyte powietrze z kopalni ma ewakuacyjny przedział, odwadniające urządzenia, elektryczną instalację, kablowy przedział sygnalizacji alarmowej i łączności, przeciwpożarowy rurociąg, podsadzkowy rurociąg oraz rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla. W znanej kopalni podziemnego zgazowania węgla wydzielony w złożu górniczy obszar połączony jest z podszybiem dwoma równoległymi pochylniami bądź dwoma równoległymi upadowymi, u podstawy połączonymi poprzecznym chodnikiem, i połączonymi z eksploatacyjnymi polami. Każde eksploatacyjne pole z eksploatacyjnymi oddziałami okonturowane jest nadścianowym i podścianowym chodnikami, zaopatrzonymi w obudowę chodników. Front eksploatacyjny stanowi podziemny generator bądź podziemne generatory, każdy z otworem zaopatrzonym w perforowaną rurę, łączącym podścianowy chodnik z nadścianowym chodnikiem. W podścianowym chodniku umieszczony jest rurociąg gazującego medium, króćce do pobierania próbek gazu, pomiaru ciśnienia w generatorze i do zatłaczania gazującego medium, wyposażone w zawory i pomiarowe przyrządy oraz króciec do odwadniania podziemnego generatora. W nadścianowym chodniku kopalnia ma rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla, króciec z zaworem bezpieczeństwa oraz, wyposażone w zawory i pomiarowe przyrządy, króćce do odbioru gazu, do pobierania próbek gazu i pomiaru ciśnienia w podziemnym generatorze. W pobliżu eksploatacyjnego pola kopalnia posiada wentylacyjne śluzy lub tamy. Znana jest, z polskiego zgłoszenia P , obudowa chodników, która w przekroju poprzecznym ma postać przylegających do siebie zamkniętych segmentów. Każdy segment posiada półkoliste sklepienie, utworzone z dwóch panwiowych ćwierćłuków, połączonych spinającą belką. Panwiowe ćwierćłuki oparte są na L-kształtnych ociosowych ściankach. Pomiędzy, skierowanymi ku sobie, stopami ociosowych ścianek umieszczona jest spągownicowa płyta. Elementy każdego segmentu obudowy chodnika i segmenty obudowy pomiędzy sobą połączone są śrubami. Pomiędzy wszystkimi stykającymi się elementami każdego segmentu i pomiędzy stykającymi się segmentami obudowy umieszczony jest izolujący materiał. Ponadto znane jest, z polskiego zgłoszenia P , wykorzystanie wdechowego i wentylacyjnego szybów kopalni po zakończonej eksploatacji kopalin użytecznych do wydobycia kopalin zalegających ponad zrobami poeksploatacyjnymi. Celem wynalazku jest zwiększenie kontroli przebiegu procesu zgazowania węgla w podziemnych generatorach i poprawienie bezpieczeństwa pracy załogi. Kopalnia podziemnego zgazowania węgla, zwłaszcza węgla brunatnego według wynalazku charakteryzuje się tym, że w podścianowym chodniku, korzystnie około wyznaczonej osi każdego podziemnego generatora, ociosowa ścianka obudowy chodnika ma sterująco-pomiarowy panel, wyposażony w otwór do osadzenia głowicy maszyny wiercącej i tłoczenia gazującego medium. Otwór do osadzenia głowicy maszyny wiercącej i tłoczenia gazującego medium umieszczony jest najlepiej w wyznaczonej osi każdego podziemnego generatora. Osie sąsiadujących ze sobą podziemnych generatorów rozmieszczone są w odległości korzystnie 3 m. W nadścianowym chodniku, najlepiej około wyznaczonej osi każdego podziemnego generatora, ociosowa ścianka obudowy chodnika ma również sterująco-pomiarowy panel. Użycie sterująco-pomiarowych paneli, wyposażonych w zawory i pomiarowe przyrządy zgrupowane około osi każdego podziemnego generatora, ułatwia dokładne sterowanie procesem zgazowania i kontrolę parametrów pozyskiwanego gazu oraz pozwala na uzyskanie, optymalnego pod względem kaloryczności, składu gazu powstającego w procesie zgazowania węgla. W celu odprowadzenia wody z podziemnych generatorów bezpośrednio do przyszybowych komór pomp głównego odwadniania, każdy króciec z zaworami do odwadniania każdego podziemnego

3 PL B1 3 generatora osadzony jest przy dolnej krawędzi panela i połączony z rurociągiem do odprowadzania wody, osadzonym wzdłuż podścianowego chodnika. Dla zabezpieczenia wyrobiska przed skutkami wybuchu, w sytuacji gdyby ciśnienie pozyskiwanego gazu zbliżyło się do granicy zagrażającej trwałości obudowy chodników, w nadścianowym chodniku kopalnia ma awaryjny rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla, umieszczony najlepiej ponad spinającą belką panwiowych ćwierćłuków, stanowiący rezerwuar pojemnościowy, do którego kieruje się nadmiar gazu. Ze względu na odmienne parametry fizyko-chemiczne gazu w awaryjnym rurociągu i dla odizolowania przestrzeni roboczej kopalni od skutków stanu awaryjnego, awaryjny rurociąg gazu połączony jest z awaryjnym szybowym rurociągiem gazu, umieszczonym w wentylacyjnym szybie, którym gaz z procesu zgazowania węgla odprowadza się do miejsca jego odbioru. Umieszczenie, w miejscu połączenia podścianowego chodnika z pochylnią bądź upadową wyposażoną w rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla, wentylacyjnego mostu pozwala na rozdzielenie prądów świeżego i zużytego powietrza. W górnej przestrzeni wentylacyjnego mostu kopalnia posiada wymiennik ciepła, który pozwala na wykorzystanie ciepła gazu odbieranego z podziemnych generatorów do podgrzewania gazującego medium, co poprawia parametry procesu zgazowania węgla. Po zakończeniu procesu zgazowania węgla na jednym eksploatacyjnym polu, rozwiązanie umożliwia zmianę funkcji chodnika podścianowego w nadścianowy, a obudowa nadścianowego chodnika jest demontowana i przystosowana do ponownego użycia w następnym chodniku. Segmentowa, mocnej konstrukcji obudowa chodników chroni załogę przed skutkami ewentualnego wybuchu gazu w przestrzeni podziemnego generatora. Rozwiązanie, ze względu na wykorzystanie szybów kopalni po zakończonej eksploatacji kopalin użytecznych jako wyrobisk technicznie uzbrojonych, udostępniających nadległe pokłady węgla, skraca czas przygotowania złoża do eksploatacji. Kopalnia według wynalazku przeznaczona jest szczególnie do eksploatacji złóż cienkich, o miąższości nie przekraczającej 2 m. Zastosowane rozwiązania pozwalają na bardzo dokładną eksploatację złoża węgla, z minimalną ilością strat. Nadają się szczególnie do złóż węgla brunatnego, bardziej zawodnionego niż węgiel kamienny i tym samym trudniejszego do zgazowania, dzięki zastosowaniu wstępnego osuszania podziemnych generatorów. Kopalnia jest przystosowana do wypełnienia pustki poeksploatacyjnej materiałem podsadzkowym tam, gdzie warunki zalegania wymagać będą ochrony powierzchni nad złożem. Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku uproszczonym, na którym fig. 1 przedstawia przekrój kopalni w rzucie aksonometrycznym, z zaznaczonym eksploatacyjnym polem, fig. 2 - podziemny generator z nadścianowym i podścianowym chodnikami, w przekroju, fig. 3 - sterująco-pomiarowy panel w podścianowym chodniku, w widoku z przodu, a fig. 4 - sterującopomiarowy panel w nadścianowym chodniku, w widoku z przodu. Kopalnia podziemnego zgazowania węgla, zwłaszcza węgla brunatnego ma wdechowy szyb 1, zakończony podszybiem z przyszybowymi komorami. Wdechowy szyb 1 wyposażony jest w klatki do zjazdu i wyjazdu załogi oraz transportu materiałów górniczych, i zaopatrzony w rurociąg gazującego medium, odwadniające urządzenia, elektryczną instalację, przeciwpożarowy rurociąg, ewakuacyjny przedział oraz kablowy przedział sygnalizacji alarmowej i łączności. Kopalnia posiada wentylacyjny szyb 2 z podszybiem i przyszybowymi komorami, zaopatrzony w ewakuacyjny przedział, odwadniające urządzenia, elektryczną instalację, kablowy przedział sygnalizacji alarmowej i łączności, przeciwpożarowy rurociąg, podsadzkowy rurociąg, rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla i awaryjny szybowy rurociąg. Wdechowy i wentylacyjny szyby 1, 2 są szybami kopalni po zakończonej eksploatacji rudy miedzi. Wydzielony w złożu górniczy obszar połączony jest z podszybiem dwoma równoległymi pochylniami 3, połączonymi z eksploatacyjnymi polami 4. Każde eksploatacyjne pole 4 okonturowane jest podścianowym chodnikiem 5 i nadścianowym chodnikiem 6. Podścianowy i nadścianowy chodniki 5, 6 posiadają obudowę 7 chodników w postaci przylegających do siebie, zamkniętych żelbetowych segmentów, o szerokości 1 m. Każdy segment ma półkoliste sklepienie, utworzone z dwóch panwiowych ćwierćłuków połączonych spinającą belką, oparte na L-kształtnych ociosowych ściankach. Pomiędzy stopami ociosowych ścianek umieszczona jest spągownicowa płyta. Elementy każdego segmentu obudowy 7 chodników i segmenty pomiędzy sobą połączone są śrubami. Pomiędzy wszystkimi stykającymi się elementami każdego segmentu i pomiędzy stykającymi się segmentami obudowy 7 chodników umieszczony jest izolujący materiał. Front eksploatacyjny kopalni stanowią podziemne generatory 8, każdy z otworem zaopatrzonym w perforowaną rurę, łączącym podścianowy chodnik 5 z nadścianowym chodnikiem 6. Osie są-

4 4 PL B1 siadujących ze sobą podziemnych generatorów 8 rozmieszczone są w odległości 3 m, zaś długość podziemnych generatorów 8 wynosi 100 m. W podścianowym chodniku 5 kopalnia ma rurociąg 9 gazującego medium, które stanowi podgrzane powietrze oraz ma rurociąg 10 do odprowadzania wody z podziemnych generatorów 8 do przyszybowych komór pomp głównego odwadniania, ułożony wzdłuż podścianowego chodnika 5. Ociosowa ścianka co trzeciego segmentu obudowy 7 w podścianowym chodniku 5 ma sterująco-pomiarowy panel 11, wyposażony w otwór 12 do osadzenia głowicy maszyny wiercącej i tłoczenia gazującego medium. Otwór 12 umieszczony jest w osi podziemnego generatora 8. Sterującopomiarowy panel 11 posiada również króciec z zaworem do pobierania próbek gazu, króciec z zaworem i manometrem oraz króciec z zaworem do odwadniania podziemnego generatora 8, osadzony przy dolnej krawędzi sterująco-pomiarowego panela 11, i połączony z rurociągiem 10 do odprowadzania wody. W nadścianowym chodniku 6 kopalnia ma rurociąg 13 gazu z procesu zgazowania węgla oraz awaryjny rurociąg 14 gazu z procesu zgazowania węgla, odbierający produkty zgazowania przez zawory bezpieczeństwa. Awaryjny rurociąg 14 gazu z procesu zgazowania węgla, usytuowany jest ponad spinającą belką i połączony z awaryjnym szybowym rurociągiem gazu, umieszczonym w wentylacyjnym szybie 2. Ociosowa ścianka co trzeciego segmentu obudowy 7 nadścianowego chodnika 6 ma sterującopomiarowy panel 15, wyposażony w króciec z zaworem bezpieczeństwa, króciec z zaworem do pobierania próbek gazu, króciec z zaworem i manometrem oraz króciec z zaworem i manometrem do odbioru gazu. W miejscu połączenia podścianowego chodnika 5 z pochylnią 3, wyposażoną w rurociąg 13 gazu z procesu zgazowania węgla i awaryjny rurociąg 14 gazu, kopalnia posiada wentylacyjny most 16. W górnej przestrzeni wentylacyjnego mostu 16 osadzony jest wymiennik 17 ciepła. Kopalnia ma wentylacyjne śluzy 18. Zastrzeżenia patentowe 1. Kopalnia podziemnego zgazowania węgla, zwłaszcza węgla brunatnego, posiadająca zakończony podszybiem z przyszybowymi komorami wdechowy szyb, który stanowi szyb kopalni po zakończonej eksploatacji kopalin użytecznych, wyposażony w klatki do zjazdu i wyjazdu załogi oraz transportu materiałów górniczych, zaopatrzony w rurociąg gazującego medium, odwadniające urządzenia, elektryczną instalację, przeciwpożarowy rurociąg, ewakuacyjny przedział, kablowy przedział sygnalizacji alarmowej i łączności oraz posiadająca zakończony podszybiem z przyszybowymi komorami wentylacyjny szyb, który stanowi szyb kopalni po zakończonej eksploatacji kopalin użytecznych, wyposażony w ewakuacyjny przedział, odwadniające urządzenia, elektryczną instalację, kablowy przedział sygnalizacji alarmowej i łączności, przeciwpożarowy rurociąg, podsadzkowy rurociąg i gazowy rurociąg do odprowadzania gazu stanowiącego produkt zgazowania węgla, w której wydzielony w złożu górniczy obszar połączony jest z podszybiem dwoma równoległymi pochylniami bądź dwoma równoległymi upadowymi, u podstawy połączonymi poprzecznym chodnikiem i połączonymi z eksploatacyjnymi polami, przy czym każde eksploatacyjne pole z eksploatacyjnymi oddziałami okonturowane jest nadścianowym i podścianowym chodnikami, zaopatrzonymi odpowiednio w rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla i rurociąg gazującego medium, a nadścianowy i podścianowy chodniki posiadają obudowę chodników, która ma postać przylegających do siebie zamkniętych segmentów, każdy segment posiada półkoliste sklepienie, utworzone z dwóch panwiowych ćwierćłuków połączonych spinającą belką, oparte na L-kształtnych ociosowych ściankach, a pomiędzy skierowanymi ku sobie stopami ociosowych ścianek umieszczona jest spągownicowa płyta, zaś pomiędzy stykającymi się elementami każdego segmentu oraz pomiędzy stykającymi się segmentami umieszczony jest izolujący materiał, front eksploatacyjny kopalni stanowi podziemny generator bądź podziemne generatory, każdy z otworem zaopatrzonym w perforowaną rurę, łączącym podścianowy chodnik z nadścianowym chodnikiem, w pobliżu eksploatacyjnego frontu kopalnia ma wentylacyjne śluzy, a w podścianowym chodniku ma rurociąg gazującego medium, wyposażone w zawory i pomiarowe przyrządy, króćce do pobierania próbek gazu, pomiaru ciśnienia w generatorze i zatłaczania gazującego medium oraz króciec z zaworem do odwadniania podziemnego generatora, zaś w nadścianowym chodniku ma rurociąg gazu z procesu zgazowania węgla, króciec z zaworem bezpieczeństwa oraz, wyposażone w zawory i pomiarowe przyrządy, króćce do odbioru gazu, pobierania próbek gazu i pomiaru ciśnienia

5 PL B1 5 w generatorze, znamienna tym, że w podścianowym chodniku (5), korzystnie około wyznaczonej osi każdego podziemnego generatora (8), ociosowa ścianka obudowy (7) chodnika ma sterująco-pomiarowy panel (11) wyposażony w otwór (12) do osadzenia głowicy maszyny wiercącej i tłoczenia gazującego medium, posiadający znane króćce z zaworami i pomiarowymi przyrządami, oraz znany króciec z zaworem do odwadniania podziemnego generatora (8), przy czym każdy króciec do odwadniania podziemnego generatora (8) połączony jest z rurociągiem (10) do odprowadzania wody z podziemnych generatorów (8), osadzonym wzdłuż podścianowego chodnika (5), zaś w nadścianowym chodniku (6), najlepiej około wyznaczonej osi każdego podziemnego generatora (8), ociosowa ścianka obudowy (7) chodnika posiada sterująco-pomiarowy panel (15) wyposażony w znane króćce z zaworami i pomiarowymi przyrządami, a osie sąsiadujących ze sobą podziemnych generatorów (8) rozmieszczone są w odległości korzystnie 3 m, ponadto w nadścianowym chodniku (6), najlepiej ponad spinającą belką, kopalnia ma awaryjny rurociąg (14) gazu z procesu zgazowania węgla, połączony z awaryjnym szybowym rurociągiem gazu, umieszczonym w wentylacyjnym szybie (2), a w miejscu połączenia podścianowego chodnika (5) z pochylnią (3) bądź z upadową, wyposażoną w rurociąg (13) gazu z procesu zgazowania węgla, posiada wentylacyjny most (16), natomiast w górnej przestrzeni wentylacyjnego mostu (16) ma wymiennik (17) ciepła. 2. Kopalnia według zastrz. 1, znamienna tym, że otwór (12) do osadzenia głowicy maszyny wiercącej i tłoczenia gazującego medium umieszczony jest korzystnie w wyznaczonej osi podziemnego generatora (8). 3. Kopalnia według zastrz. 1, znamienna tym, że króciec z zaworem do odwadniania każdego podziemnego generatora (8) osadzony jest przy dolnej krawędzi sterująco-pomiarowego panela (11).

6 6 PL B1 Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1

9 PL B1 9

10 10 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)