Способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУШ ОЧАГА ЭКЗОГЕННОГО ПОДЗЕМНОГО: Л ПОЖАРА, включаксаий отбор проб в исходящей из очага пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа, отличающийся тем, что, с целью повьвиёния достоверности определения температуры очага экзогенного пожара путем ,учета теплопоглощения горного массива 1на любой стадии развития экзогенного пожара, дополнителвно определяют температуру поступающего в очаг пожара воздушного потока и концентрацию в нем индикаторного газа, а в качестве индикаторного газа используют кислород, при этом температуру очага экзогенного подземного пожара определяют по формуле bto+k fc T, где t температура очага экзогенного подземного йожара,°С; ,температура воздушного потока , поступающего в очаг пожара , °С; К 221- эмпирический коэффициент, учитывгиощий теплопоглощение kn массива горных пород на любой стадии экзогенного пожара; С Соконцентрация кислорода, поступающего в очаг пожара воздушного потока, %; С концентрация кислорода в пробе газа, отобранной в исходящей из очага струе,% Ч об о :D

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ЕЕСПУБЛИК (19) (11) 1(51) Е 21 F 5 00, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3404510/22-03 (22) 05.03.82 (46) 07.03.84 Бюл. )) 9 (72) A.М.Гущин и В.Л.Лобов (7l) Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (53) 622 ° 822(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 607051, кл. Е 21 F 5/00, 1978.

2. Маркович 10.N. Снижение пожарной опасности в угольных шахтах.

Киев, Техника, 1981, с. 38 (прототип) .

1 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОЧАГА ЭКЗОГЕННОГО ПОДЗЕМНОГО:. т

ПОаАРА, включающий отбор проб в исходящей иэ очага пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности определения температуры очага экэогенного пожара путем .учета теплопоглсщения горного массива на любой стадии развития экзогенного пожара, дополнителвно определяют температуру поступающего в очаг пожара воздушного потока и концентрацию в нем индикаторного газа, а в качестве индикаторного газа используют кислород, при этом температуру очага экзогенного подземного пожара определяют по формуле

<= 0+Ê (: -С, где 4 - темпеРатУра очага экзогенного подземного пожара, сС; a — темпеРатУРа воздушного потока, поступающего в очаг пожара, С;

К-"221- эмпирический коэффициент, учитывающий твплопоглощение Е массива горных пород на любой стадии экзогенного пожара; концентрация кислорода, поступающего в очаг пожара воздушного потока, %;

С вЂ” концентрация кислорода s пробе газа, отобранной в исходящей из очага пожара струе,Ъ

1078099

t=t, к с с, 55 где t — температура очага экзогенного подземно1о пожара, С; †.температура воздушного по- тока, поступающего в очаг пожара, С:

K=221 — эмпирический коэффициент, учитывающий теплопоглсщение массива горных пород на любой стадии экзогенного пожара; 65

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения рудничных пожаров и борьбы с ними.

Известен способ определения температуры очага эндогенного пожара, по которому в исходящей из пожарного участка струе последовательно отбирают пробы газа, затем определяют в них концентрации этилена и, ацетилена и по их соотношению судят 10 о температуре угля (1).

Однако использование данного спосо6а для определения температуры очага экзогенного пожара не дает достоверного результата, так как 15 экзогенный пожар характеризуется средней по сечению температурой газовоздушного потока, а эндогенный— температурой в точке самовозгорания угля. 20

Известен также способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара, включающий отбор проб в исходящей из очага пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа (2).

Недостатком известного способа является его более высокая относительная погрешность определения температуры очага экзогенного подземного пожара и большая трудоемкость, так как требуются измерения концентрации нескольких индикаторных газов.

Целью изобретения является повышение достоверности определения температуры очага экзогенного пожара путем учета теплопоглбщения горного массива на Любой стадии развития экзогенного пожара.

Поставленная цель достигается тем, что по способу определения температу-40 ры очага экзогенного подземного пожара,включающему отбор проб в исходящей из очага. пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа, определяет температуру поступающего в очаг пожара воздушного потока и концентрацию в нем индикаторного газа, а в качестве ин- дикаторного газа .используют кислород, при этом температуру очага экзогенного подземного пожара определяют по формуле

С вЂ” концентрация кислорода, поступающего в очаг пожара воздушного потока, %;

С вЂ” концентрация кислорода в пробе газа, отобранной в исходящей из очага пожара струе, %.

Способ определения температуры очага экзогенного подземногб пожара основан на известном из теории горения утверждении, что между концеятрацией кислорода в исходящей струе и температурой в очаге горения существует вполне определенная взаимосвязь. Она основана на том, что количество сгораемого вещества . зависит от потери кислорода в очаге, в результате чего выделяется вполне определенное количество тепла, которому соответствует определенное значение температуры очага пожара °

Пример 1. В лаве пласта m> при возникновении экзогенного пожара на шахте определяют температуру в очаге горения.

С этой целью на вентиляционном штреке на расстоянии 750 м от очага пожара отбирают в 5 ч 15 мин и в

6 ч 30 мин 2 пробы газа. Лабораторный анализ этих проб показал наличие в них концентраций кислорода С,=11,2% и С =10,6% соответственно. Измеряют температуру на входе в лаву, которая составляет ted=25 С.

Используя приведенную формулу, рассчитывают температуру в очаге пожара.

На время 5 ч 15 мин она составила

t=25+221+ 20,5-11,2=699 С.

На время 6 ч 30 мин:

+ »+Ю Л. П 3 -:

Эмпирический коэффициент К, входящий в расчетную формулу, получен на основании экспериментальных исследований на опытно-эксперименталь- ном полигоне. Проведено 24 огневых эксперимента по исследованию динамики пожара в проветриваемой горной выработке 165 м и сечением 4,2 м.

На основании измерений получены порядка 750 пар данных значений температуры в очаге горения и концентраций кислорода в исходящей струе.

В результате обработки данных с помощью аппарата математической статистики и использования ЭВМ получено числовое значение эмпирического коэффициента К На основании использования теории корелляции температура очага пожара получена в виде следующего уравнения регрессии:

t -,+гг1 С,-с.

Коэффицйент корелляции такой зависимости составил г=0,96, что говорит о тесной связи между температурой очага пожара и содержанием кислорода в исходящей струе.

1078099

Составитель A.Äóä÷åíêî

Редактор Н.Егорова Техред A.Êèêåìåçåé Корректор М.Демчик

Заказ 897/26 Тираж 4 27 Подписн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная, 4

Среднеквадратическое отклонение фактических значений температуры очага и значений, полученных расчетным путем, составилоб =0,07 °

Таким образом, зависимость температуры очага горения от концентрации кислорода в исходящей струе, связанная через эмпирический коэффициент

K=221 с достаточно высокой степенью точности может быть использована для определения температуры очага экзогенных подземных пожаров.

Пример 2 ° На опытно-экспериментальной штольне проводят огневой эксперимент. На исходящей струе за очагом пожара отбирают пробы пожарных газов, а затем определяют хроматографическим способом их химический состав. С помощью термопар измеряют температуру воздуха, поступающего в очаг пожара, по длине горящей выработки.

: В момент времени 15 ч 40 мин концентрация кислорода в исходящей струе составила C=11,7%, а суммарная концентрация углеродосодержащих гаэов C=9,32%. Температура поступающего в очаг пожара воздуха составила t=200 C.

Расчет температуры очага пожара по известному способу составит:

=760(1п-----) =760(1n-------)

30 04 30 ОФ оч 30ХС1 30-9,32

=441 C.

По предлагаемо способу:

20+221 20 5 11 7 662ос.

Фактическое значение температуры очага, полученное с помощью термопар, составило t=650 C

Сравнение приведенных результатов расчета показывает, что по известному способу расчетная температура ниже фактической на 219 С, а по предлагаемому способу определения температуры очага экэогенного подземного пожара погрешность определения температуры очага пожара составляет

5 12ос.

Относительная погрешность определения температуры очага пожара составляет ---.100%=1 В% в то время

12

I t

10 как по известному способу она составляет --- ° 100%=33,7%,.

219

Температура очага пожара является основным фактором, от которого завиi5 сит формирование в пожарной выработке тепловой депрессии и выбор эффективного аварийного вентиляционного режима.

Повышение надежности определения температуры очага пожара позволяет повысить надежность правильного выбора аварийного вентиляционного ре-. жима и,соответственно, обеспечить большую безопасность ведения горно25 спасательных работ.

Кроме того, по предлагаемому способу в качестве индикаторного газа берется один гаэ (кислород), что уменьшает длительность анализа пробы газа и длительность расчетов, при этом кислород практически не поглощается горными породами и шахтными водами.

35 Таким образом, предлагаемый способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара позволяет контролировать воздействия огнетушащих средств на очаг пожара, 4р повысить безопасность работ при управлении вентиляцией в процессе лик- видации подземных пожаров.

Способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара Способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара Способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам профилактики и снижения вероятности взрывов пылегазовоздушной смеси в выработанном пространстве и прилегающих к нему выработках угольных шахт

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при отработке выбросоопасных участков калийных пластов длинными очистными забоями с гидромеханизированными комплексами

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа

Изобретение относится к области строительства, а именно к вопросу обеспечения защиты горных выработок при многократном действии воздушных ударных волн

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для создания безопасности проходки выработок по газоносным и выбросоопасным угольным пластам

Изобретение относится к горной промышленности и направлено на повышение эффективности взрывных работ в шахтах, опасных по газу (метану)

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гашения воздушных ударных волн в горных выработках с целью сохранения подземных сооружений и коммуникации от разрушения

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при буровзрывном разрушении горных пород в угольных, нефтяных и озокеритовых шахтах, серных, колчеданных и соляных рудниках, опасных по газу и пыли

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим безопасность проведения взрывных работ
Наверх