Способ локализации взрыва газов при тушении подземных пожаров в тупиковых горных выработках

 

Изобретение относится к технике безопасности в горном деле и позволяет повысить эффективность локализации взрывной волны. Для этого опре;а;еляют кратность пены, которая должна находиться в пределе от 100 до 500.Рассчитывают по известной формуле длину Ьзаг J загазированного участка выработки . Необходимую длину пенной пробки определяют по формуле Ln(): :

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5р 4 Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3915342/22-03 .(22) 16.05.85 (46) 07.11.86. Бюл. Ф 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горно-спасательного дела (72) А. И. Козлюк, В.П.Чарков, Ю.Ф. Бул гаков, Г.M.Øåöåð и В.С.Сергеев (53) 622. 817 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 250081, кл. Е 21 F 5/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

В 118440, кл. Е 21 F 5/00, 1958. (54) СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВА ГАЗОВ

ПРИ ТУШЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ В ТУПИКОВЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ (57) Изобретение относится к технике безопасности в горном деле и позволяет повысить эффективность локализации взрывной волны. Для этого определяют кратность пены, которая должна находиться в пределе от 100 до 500.Рассчитывают по известной формуле длину

„„SU„„1268741 A i

L,, загазированного участка выработки. Необходимую длину пенной пробки определяют по формуле Ln =(k . а,):

: ((258,4+1,36k) (1,43k+73,46)3 InL „.

: (0,94+0,04L, ), где L — длина пенной пробки, м; k — - кратность пены;. а, — скорость распространения звука в воздухе, м/с; 258,4 — эмпирический коэффициент (ЭК); 1,36 — ЭК, 1-43 коэффициент, характеризующий скорость затухания звука в воде, c ; 73,46— коэффициент, характеризующий изменение скорости затухания звука на единицу кратности пены, с, 0,94 — коэффициент, характеризующий процесс загазирования выработки, м; 0,04 — ЭК.

Подают пену в тупиковую горную выработку и производят тушение пожара.

Тепловая энергия гасится за счет интенсивного массообмена между пеной и продуктами взрыва. Импульс взрывной волны поглощается пеной за счет ее структурно-механических и реологических свойств.

4 1268741 2

Изобретение относится к технике в волну сжатия. Величина сжатия пенбезопасности в горном деле и может ной системы вследствие поршневого быть использовано при тушении под- действия газообразных продуктов взрыземных пожаров в тупиковых выработ- ва определяется параметрами взрыва ках шахт, опасных по газу и пыли. > газовоздушной среды и кратностью

Цель изобретения — повышение эф- пены. Пенная система сжимается до фективности локализации взрывной тех пор,.пока давление во фронте форволны. мирующейся волны не станет равным

Способ локализации взрыва метано" динамическому пределу текучести пены. воздушной смеси пеной заключается 19 Этот момент определяет начало третьей в следующем. зоны, в пределах которой имеет место

При взрыве метановоздушной смеси замедленное, вязкоплестическое тече-протекает интенсивная химическая ние пены. В момент равенства возмущареакция горения, в результате кото- ющего импульса и статического прерой выделяется определенное количе- 15 дела текучести пены движение последство энергии, пропорциональное плот- ней прекращается. Это определяет ности и объему взрывчатой смеси, а конец движения прямой волны и крититакже удельной теплоте взрыва„ При ческую длину пенной пробки, необхоэтом происходит повышение давления димую для локализации взрыва . После в забое выработки, вследствие чего щ окончания действия прямой волны проначинается ускоренное движение фрон- исходит обратное восстановление пента пламени. Перед фронтом пламени ной системы, т.е. ее движение в стовозникает скачок уплотнений, форми- рону, противоположную направлению рующийся в ударную волну и обуслав- действия взрыва. Это является следленный трением потока о стенки выра- 25 ствием двух причин: действия упругой

1 ботки, а также автотурбуленцией пла- энергии, накопленной пенной системой мени. в процессе деформации, а также налиОднако в результате взаимодейст- чия разрежения в тупиковой части вывия газообразных продуктов взрыва с работки. Экспериментально доказано, воздушно-механической пеной происходит go что способностью накапливать упругую интенсивный тепломассообмен между ука- энергию без разрушения обладают пены занными средами, в результате чего кратностью 1100-500, полученные на осрезко возрастают энергоэатраты, что нове пенообразователей П0-1Д, ПО-6Н приводит к уменьшению скорости фор- и Прогресс . мирующейся ударной волны. Импульс Предлагаемый способ локализации

35 волны поглощается пеной за счет рабо- взрывов газов позволяет локализовать ты вязких сил и трения пенных слоев, взрывную волну в стадии формирования, перестройки структуры пенного карка- когда последняя не представляет собой са, а также передаче пенной системе опасности для забойного оборудования определенного количества движения. и людей, находящихся в сопряженных

Экспериментальные исследования, выработках. проведенные во взрывной штольне, Пример. Пожар возник в забое показали, что при взаимодействии про- тУпиковой гоРной выработки сечением дуктов взрыва с пенной средой,, в в свету 10 м и протяженностью 300 м. последней можно выделить три зоны:

По выделенин> метана шахта относится первую — зону испарения, вторую— к сверхкатегорийным. Время свободноупругого сжатия, третью — замедленго горения пожара составляет 10 ч. ного вязкопластического течения. В Состав атмосферы аварийного участка первой зоне происходит полное разру- на момент, преДшествУюший началУ тушение и испарение ячеек пенного кар- шениЯ, Е: СО> 0,2; СН 2,4; О 20,4 и СО а,а При этом устано ено ч дли- и СО 0 0005, на испарившейся пенной пробки при Относительный прирост концентраЦии кратности пены l00-500 составляет метана по сечению выработки аС равен

15 — 30 м в зависимости от объема 0,35. Создается реальная угроза взрызагазированного участка. Во второй ва метановоздушной смеси. Расчетным зоне начинают проявляться структурные путем Установлено, что взРыв метано55 и динамические свойства двухфазной воздушной смеси происходит через среды, в результате чего формирующа- 1,5 ч. Принято решение применять возяся ударная волна трансформируется душно-механическую пену для гашения

3 12687 энергии взрывной волны. Воздушно-механическую пену подают по вентиляционным трубам с помощью пеногенераторНог установки "Буря" с последующим заполнением пеной тупиковой выработки от очага пожара.

Определяют кратность воздушно-механической пены. С учетом расход— напорной характеристики установки

"Syph, длины и диаметра вентиляци- 10 онных труб (по которым осуществляется подача пены) устанавливаем, что кратность генерируемой пены равна 200.

Определяют длину загазированного участка выработки по известной формуле

41 4

1. за г - 1 0+ г- » где L3Q(— длина загазированного участка выработки, м;

V, — скорость выгорания вентиляционных труб (1-4 м/ч в зависимости от материала труб и режима работы

BMII) is

- — продолжительность пожара до начала тушения, ч.

Ljar, =10+4 10=50 (м) Производят расчет необходимой длины выработки, подлежащей эаполнеr5 нию воздушно-механической пеной по формуле

Кг, . аг (258 4+1 36К) (1 43К+73«46) 0,94+0 04Lg „ (200) 340 50 (258,4+1,36К) (1,43K+73,46) 0,94+0,04 50

ВНИИПИ Заказ 6008/32 Тираж 436 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, Расчетным путем установлено, что Формула изобретения время, необходимое для запонения выработки от очага пожара на длину 25 Способ локализации взрыва газов

199 м, составляет 12 мин. при тушении подземных пожаров в туПодают воздушно-механическую пену пиковых горных выработках, включаюв тупиковую горную выработку, кото- щий заполнение выработки воздушно". рую заполняют пеной на длину 199 м, механической пеной, о т л и ч а ю— и проводят т:шение пожара. При взрыве о шийся тем, что, с целью повышеметановоздушной смеси тепловая энергия ния эффективности локализации взрывхимической реакции горения гасится за ной волны, для заполнения выработки счет интенсивного теплообмена между „ используют воздушно-механическую певоздушно †механическ пеной и продукта- ну кратностью 100-500, при этом ми взрыва а импульс взрывной волей nor- длину создаваемой пенной пробки опэ

-. »5 лощается пеной за счет ее структурно- ределяют из следующего математическомеханических и реологических свойств . го выражения:

К а„ 1.айаг — — — I — — — — — —— (258,4+1,36K) (1,43К+73,46) 0,94+0,04Ls, 40 где L — длина пенной пробки, м; 73,46 — коэффициент, характеризуюК вЂ” кратность пены (безразмер- щий изменение скорости заная величина); тухания звука на единицу скорость распростране- кратности пены с ния звука в воздухе,, L а, — длина эагазированного участм/с;

45 ка — расстояние от груди

258 4 — безразмерный эмпирический забоя до места возможного

У коэффициент; выпуска пены м

1 36 — безразмерный эмпирический 0,94 — коэффициент, характеризую1 коэффициент щий процесс загазирования ициент, 50

1 43 — коэффициент характеризую- выработки м; щий скорость затухания зву- 0 04 — безразмерный эмпирический коэффициент.