Способ хранения пожарных рукавов в горных выработках и устройство для его осуществления

 

1. Способ хранения пожарных рукавов в горных вьфаботках, заключающийся в укладке пожарных рукавов в герметичную емкость, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты от шахт-, ной агрессивной среды, перед укладкой пожарных рукавов в герметичную емкость из пожарных рукавов удаляют механически связанную влагу, а после их укладки герметичную емкость заполняют воздухом с влагосрдержанием, определяемьм из математического выражения: etc (пр где dp - влагосодержание воздуха, заполняющего герметичную емкос-ть, кг/кг; dpp - предельное содержание воздуха при температуре и давлении в шахте в месте установки пожарных рукавов при относительной влажности 100%, кг/кг. 2.Способ по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что герметичную емкость .с уложенными в нее пожарными рукавами помещают в дополнительную герметичную емкость с давлением воздуха меньшим, чем в основной герметичной емкости, и осуществляют (Л контроль давления и влажности в дополнительной герметичной емкости. 3.Устройство для хранения пожарных рукавов в горных выработках, включаюн1е е герметичную емкость, о тличающееся тем, что, с целью повышения срока слзгжбы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты сд от шахтной агрессивной среды, оно о снабжено дополнительной герметичной 00 емкостью, состоящей из корпуса и sj крышки со штуцером и клапаном, при |этом основная герметичная емкость вьтолнена из эластичного материала и снабжена режущей нитью,запаянной . внутри, концы которой выведены за пределы емкости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1150377 А

4у > Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I с

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615365/22-03 (22) 07.07.83 (46) 15..04.85. Бюл. 9 14 (72) В.С.Евсеев и Ю.А.Миллер (7 t) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (53) 622.817(088.8) (56) 1. Основы противопожарной защиты угольных шахт. M ., "Недра", 1971, с. 57.

2. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. И., "Недра", 1973, с ° 432-435 (прототип). (54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ПОЖАРНЫХ РУКАВОВ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1 ° Способ хранения пожарных рукавов в горных выработках, заключающийся в укладке пожарных рукавов в герметичную емкость, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения срока службы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты от шахтной агрессивной среды, перед укладкой пожарных рукавов в герметичную емкость из пожарных рукавов удаляют механически связанную влагу, а после их укладки герметичную емкость заполняют воздухом с влагосодержанием, определяемым из математического выражения: 0 1пр где Д вЂ” влагосодержание воздуха, заполняющего герметичную емкость, кг/кг;

d - предельное содержание воздуха при температуре и давлении s шахте в месте установки пожарных рукавов при относительной влажности

100Х, кг/кг.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что герметичную емкость .с уложенными в нее пожарными рукавами помещают в дополнительную герметичную емкость с давлением воздуха меньшим, чем в основной герметичной емкости, и осуществляют контроль давления и влажности в дополнительной герметичной емкости.

3. Устройство для хранения пожарных рукавов в горных выработках, включающее герметичную емкость, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты от шахтной агрессивной среды, оио снабжено дополнительной герметичной емкостью, состоящей из корпуса и крышки со штуцером и клапаном, при этом основная герметичная емкость выполнена из эластичного материала и снабжена режущей нитью, запаянной внутри, концы которой выведены за пределы емкости.

f. 1150 Изобретение относится к средствам": борьбы с подземными пожарами в горных выработках шахт и направлено на защиту шахтных пожарных рукавов от механических повреждений и отрицатель- ного воздействия шахтной агрессивной среды при размещении их в подземных передвижных или стационарных противопожарных пунктах.

В соответствии с действующими 10 . Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах в состав оборудования противопожарных пунктов входят скатки пожарных рукавов по 20 м, изготовленные из льна. f5

Известен способ защиты скаток шахтных пожарных рукавов ат воздействия окружающей среды в горных выработках, заключающийся в том, что их изолируют от воздействия воздушной 2О струи, движущейся но выработке. Устройство для осуществления указанного способа выполнено в виде нолиэти.леновой емкости, в которую помещают скатку рукава Г13. 25

Полиэтиленовая пленка предохраняет шахтный пожарный рукав от прямого воздействия струи рудничного воздуха, обладающей ярко выраженными агрессивными свойствами. Однако такая Зв защита от механических повреждений неэффективна (частые случаи проколов пленки и рукава падающими или движущимися предметами). Рукав быстро разрушается или теряет свои прочностные свойства вследствие воздейст. вия на него гнилостных бактерий, так как внутри емкости создаются благоприятные условия для их разви» тия (быстрый рост влагосодержания рукава и воздуха, застойная среда, оптимальная температура и т.д.). В результате через 3"5 мес. шахтный пожарный рукав теряет до 607 своей прочности и ие может эксплуатиро° ваться, т.е. подлежит замене.

Известны случаи, когда полностью изолировали пожарный рукав от окру жающей среды путем герметичной эапайки емкости, однако это также ие дало желаемого эффекта, так как внутри емкости создавался эффект тер.мостата, конденсировалась влага и процесс разрушения рукава ускорялся.

Известен способ защиты шахтного пожарного рукава, заключающийся в том, что пожарные рукава помещают в жесткую емкость, внутри которой

377 2 формируется газовоздушая среда, оди-, наковая с наружной, причем емкость размещают на воэдухоподающей или воздуховыдающей выработке с интенсивным воздухообменом (2 J.

Устройство для защиты шахтного пожарного рукава по данному способу представляет собой емкость, выполненную в виде прямоугольного деревянного ящика с крышкой.

Теоретерической основой известного способа является влагообмен между материалом, из которого изготовлен рукав, и потоком воздуха. Предполагается, что часть влаги из рукава будет выпариваться. В действительности процесс в шахте носит обратный характер, так как относительная влажность рудничного воздуха очень высокая (80-100X) а возможность рукава забирать влагу на порядок выше, чем у воздуха. Например, при

25 С, барометрическом давлении

7бО мм рт.ст. и относительной влажности воздуха 70Х влагосодержание шахтного пожарного рукава составляет

71 г/кг, а воздуха 13,9 г/кг. Таким образом, по известному способу после установки пожарного рукава в подземном противопожарном пункте за счет отрыва влаги иэ воздуха происходит насыщение его до величины абсолютного влагосодержания при данных параметрах рудничной атмосферы и дальнейшее колебание этих параметров не оказывает существенного влияния на влажность рукава как вследствие указанной выше большой разницы влагосодержания, так и вследствие того, что вмещающие горную выработку породы имеют большие запасы влаги и необходимое насыщение ею воздуха происходит еще до подхода к противопожарному пункту.

Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является низкая эффективность защиты от воздействия на пожарный рукав агрессивной рудничной атмосферы, в связи с чем срок службы пожарных шахтных рукавов не превышает 3-5мес. после чего необходимо производить их замену.

Цель изобретения - повышение срока службы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты от шахтной агрессивной среды.

3 1150

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу хранения пожарных рукавов в горных выработках, заключающемуся в укладке пожарных рукавов в герметичную емкость, перед укладкой пожарных рукавов в герметичную емкость из пожарных рукавов удаляют механически связанную влагу, а после их укладки герметичную емкость заполняют. воздухом с влагосо- 10 держанием, определяемым из математичеcKого Bblpажения:

d< < сандр у где d — влагосодержание воздуха, заполняющего герметичную емкость, кг/кг; дд - предельное содержание воздуха при температуре и давлении в шахте в месте установки пожарных рукавов при относительной влажности 100%, кг/кг.

Кроме того, герметичную емкость с уложенными в нее рукавами помещают в дополнительную герметичную емкость с давлением воздуха меньшим,чем в основной герметичной емкости и осуществляют контроль давления и влажности воздуха в дополнительной герметичной емкости.

Устройство для хранения пожарных рукавов в горных выработах, включающее герметичную емкость, снабжено дополнительной герметичной емкостью, 35 состоящей из корпуса и,крышки со штуцером и клапаном, при этом основная герметичная емкость выполнена из эластичного материала и снабжена режущей нитью, запаянной внутри, концы 40 которой выведены за пределы емкости.

Сущность способа заключается в том, что перед оборудованием подземного противопожарного пункта в месте установки пожарного рукава измеряют температуру и давление рудничной атмосферы и по этим данным определяют предельное влагосодержание воздуха (dip ) при относительной влажности

1007. Если клеют место колебания иэ- 50 меряемых параметров, то эа исходные принимаются минимальная температура и максимальное барометрическое давление., Рудничная атмосфера характеризу- 55 ется высокой степенью влажности (около 100K) независимо от времени года, положительной температурой

377 4 и небольшими колебаниями ее вследствие интенсивного тепло- и массообме- на между потоком поступающего воздуха и горными породами и высоким содержанием кислорода (18-21X) . Эти условия наиболее являются благоприятными для развития агрессивной бактериологической среды. Исследованиями установлено, что одним из самых доступных и дешевых способов защиты от агрессивной среды в шахте является регулирование влажности воздуха в местах установки пожарных рукавов.

При отстутствии свободной влаги независимо от температуры и высокого содержания кислорода бактериологическая среда не развивается. Кроме воздуха, большим аккумулятором влаги является пожарный рукав. Различают три типа связи влаги с материалом рукава: химиче.ская, физико-химическая и механическая. Наибольшую опасность представляет механически связанная вода (связь в микрокапиллярах и макрокапиллярах и влага смачивания), так как при других видах связи влага, в основном, входит в состав молекул и структур, т.е. отсутствует в свободном виде. Необходимым условием для защиты рукава является удаление механически связанной (свободной) влаги и создание таких параметров среды, чтобы исключить воэможность конденсации влаги из возду» ха в рукав в процессе службы. Для этого, после удаления свободной влаги из рукава его помещают в герметичную емкость и заполняют воздухом с влагосодержанием с1, не превышающим предельное влагосодержаиие d pp воздуха в условиях эксплуатации пожарного рукава. При этом условии относительная влажность воздуха в емкости в процессе службы в шахте не может превысить 100Х и поэтому не будет происходить конденсации влаги, а между воздухом в емкости и рукавом установится равновесное влагосодержание с недостатком влаги для полного насыщения взаимодействующих сред.

Для обеспечения контроля состояния защиты емкость для рукава выполнена из эластичного материала. Емкость, имеющая высокую герметичность, помещена в дополнительную емкость, заполненную воздухом под давлением меньшим, чем в основной из эластично.

ro материала емкости. Эластичная ем1150377 кость обладает малым весом, легко поддается проверке герметичности швов и за счет упругой деформации позволяет создавать перепад давления относительно дополнительной 5 емкости. При разрежении эластичная емкость принимает форму упакованного в нее рукава, что снижает количество воздуха в емкости, а емкость с рукавом имеет минимальные размеры 10

Для контроля за герметичностью устройства к штуцеру с клапаном подсоединяют Ч-образный депрессиометр, заполненный спиртом или микроманометр NNH-1. Если устройство герметично, то приборы будут показывать давление вьппе или ниже, чем давление окружающего рудничного воздуха, а если устройство не герметично, то мениск спирта будет в приборе 26 оставаться на нуле.

Контроль состояния защиты.по замкнутому объему не требует разгерметизации емкости с рукавом, что так же увеличивает срок службы. 25

На фиг, 1 показано устройство, общий вид, на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 — эластичная емкость; на фиг. 4 — узел Х на фиг.

П Р и м е Р 1. ПожаРный Рукав ЗО необходимо установить в противопожарном пункте, оборудованном в околоствольном дворе, где температура рудничной атмосферы изменяется в зависимости от времени года в пределах

10-20 С, а давление 760-900 мм рт.ст.

Для защиты пожарного рукава от воздействия агрессивной среды используется устройство, состоящее из корпуса 1, крышки 2 и эластичной емкос- 40 ти 3. Корпус по периметру имеет Ч-образный паз 4, в который заходит крышка. Крышка с корпусом соединяется с помощью кольца 5 и затвора 6 рычажного типа. В крышке имеется штуцер 7 с клапаном для подключения контрольно-измерительных приборов.

На корпусе имеются ручки 8 для переноса устройства и кроншнейн 9 для установки его в противопожарном gg пункте. Эластичная емкость 3 изготов* лена из полиэтиленовой пленки и после укладки в нее рукава герметизируется путем запайки торца. Внутри емкости пропущена и запаяна режущая нить 10, например, из капрона диаметром 1,0 мм. Концы режущей нити выведены эа пределы эластичной емкости и снабжены для удобства разрезки кольцами 11.

Пожарный рукав 12 изготовлен из льняного полотна и разрезан на скатки по 20 м длиной. Перед укладкой скатки со стволом 13 в емкость 3 ее предварительно просушивают при 6070 С в течение 3-4 ч до получения постоянного веса, что соответствует потере механически связанной влаги.

Если, например, влагосодержание рукава при 24 С и относительной влажности 70% было 0,071 кг/кг, то после потери механически связанной воды влажность его будет определяться только связанной влагой и составит

0,0325 кг/кг .(см. Никитина Л.Н. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. N., "Энергия", 1968, с. 236-237), После укладки скатки емкость 3 заполняют воздухом, влагосодержание которого определяют из соотношения

do dna

Известно (Свойства влажного воздуха при давлениях 500-1000 мм рт.ст.

Таблицы и диаграммы. Справочник.

М., "Недра", 1960, приложение XZ), что при 10 С и 900 мм рт.ст. däð

= 6,5 r на 1 кг сухого воздуха. Таким образом, эластичная емкость 3 заполняется воздухом, влагосодержание которого не выше 6,5 г/кг. Этому условию соответствует, например, воздух при 20 С и относительной влажности M 50%, при 15 C u M = 65%, при 10 С и M = 70% м т.д. Перед заполнением емкости 3 ее частично эапаивают, через съемные штуцера подают внутрь воздух, производят окончательную герметизацию, а затем,удаляют съемные штуцера. Внутри емкости создают избыточное давление 15—

20 мм рт.ст. После этого крьппка 2 устанавливается в Ч-образном пазу 4 корпуса, фиксируется затвором 6 и паэ 4 заливается твердеющим герметиком, в результате чего образуется герметичное соединение корпуса с крьппкой. Устройство доставляется в шахту и устанавливается в противопожаРном пункте. Через 3 мес. проводится контрольный осмотр и проверка герметичности устройства, для чего к штуцеру 7 подключают измерительную аппаратуру и замеряют давление воздуха внутри корпуса. Если давле1150377 ние выше или ниже, чем давление рудничной атмосферы, то герметичность сохранена, если эти давления равны, то герметичность нарушена и устройство выдают на поверхность для выявления и устранения причины.

При возникновении пожара затвор 6 выводят из соединения с корпусом 1, снимают крышку 2, захватывают режущую нить 10 за кольца 11 и разреза- 10 ют эластичную емкость 3, после чего вынимают рукав 12 со стволом 13. После использования рукава все устройство выдают на поверхность для повторной сборки. 15

Пример 2. Пожарный рукав необходимо установить в противопожарном пункте, оборудованном в участковом квершлаге, где температура рудничной атмосферы изменяется в пре- 2р делах 15-17 С, а давление от 740 до 780 мм рт.ст. Для защиты используется предлагаемое устройство. Предельное влагосодержание (d

= 780 мм рт.ст., W = 1007) составит

10,5 г/кг. д

Исходя из соотношения d < d „ емкость необходимо заполнить.воздухом с влагосодержанием не более

i0,5 г/кг. Этому условию соответствует воздух при 20 С, P = 780 мм рт.ст.

W = 35X (d = 4,5 г/кг); 10 С, P = 780 мм рт.ст., W = 85X (с1, = 6,4 г/кг); 5 С, P = 788 мм рт.ст., W = ЯОХ (d, = 4,2 г/кг), 15 С, P = 800 мм рт.ст., W = SOX (d

= 8 г/кг) и т. д.

Дальнейшая подготовка и работа устройства не отличается от примера 1 ° Предложенный способ и устройство имеет существенный положительный эффект, заключающийся в том, что срок службы пожарного рукава увеличивается до 5 лет вместо 6 мес.,что позволяет сократить расход рукавов в 10 раз.

Ф

Промьккленные испытания показали, что в течение более двухлетнего срока службы пожарные рукава не потеряли несущей способности и даже наблюдался ее рост вследствие потери влаги, 1150377

Составитель И.Федяева

Техред М.Кузьма Корректор Г.Решетник

Редактор Л.Пчелинская

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

Заказ 2074/25 Тираж 44б- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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