Состав для предупреждения эндогенных пожаров и огнезащиты горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для профилактики подземных пожаров. Цель - повышение эффективности огнезащиты. Состав содержит следующие компоненты мас.%: вяжущее 80 - 95; в качестве антипирогена - бишофит 5 - 20. В качестве вяжущего используют цемент или асбест. Компоненты могут быть использованы в виде порошка Если в этот порошок добавить воду, то полученный материал пожет быть использован для сооружения перегородок и производства облицовок Бишофит придает составу свойство высокой гироскопичности Использование данного состава при горении термитной смеси позволяет снизить степень выгорания угольной массы в 4 - 5,5 раза. 1 з.п ф-лы, 4 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесКих

РЕСПУБЛИК (s»s Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

tg 1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4485446/03 (22) 20.09.88 (46) 30.06.91. Бюл. №24 (71) Центральный штаб Военизированных горноспасательных частей Донбасса (72) Г.Ю.Валуконис, Ю.И.Кононов, Б.СЛю- барский, M.Ã.Ëåàåðòoâ и Г.Г.Николаева (53) 622.817 {088.8) (56) Авторское свидетел ьство СССР № 1583633, кл. Е 2" F 5/00, 1989.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1046534, кл. Е 21 F 5/00, 1982. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ И ОГНЕЗАЩИТЫ

ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу

Изобретение относится к горному делу, а именно к профилактике подземных пожаров, Целью изобретения является повышение эффективности огнеэащиты объектов.

Состав для предупреждения зндогенных пожаров и огнезащиты горных выработок содержит цемент или алебастр или другие вяжущие вещества (80 — 95 мас.7 „) с добавлением в качестse антипирогена бишофита в количестве 5 — 20 мас. $.

Вяжущее с добавкой бишофита может быть использовано в виде порошкового состава. Если добавим некоторое количество воды, получим твердеющий материал для сооружения перегородок и производства облицовок. При добавлении большего количества воды получим пульпу для нагнетания в горную массу и. Ж 1659673 А1 и предназначено для профилактики подземных пожаров. Цель — повышение эффективности огнезащиты. Состав содержит следующие компоненты мас. : вяжущее

80 — 95; в качестве антипирогена — бишофит

5 — 20. В качестве вяжущего используют цемент или асбест. Компоненты могут быть использованы в виде порошка. Если в этот порошок добавить воду, то полученный материал пожет быть использован для сооружения перегородок и производства облицовок. Бишофит придает составу свойство высокой гироскопичности. Испольэова «пе данного состава при горении термитной смеси позволяет снизить степень выгорания угольной массы в 4 — 5,5 раза. 1 э. и, ф-л ы, 4 табл. выработанное пространство горных выработок. Таким образом, область применения ъ вяжущего с добавкой бишафита эначитель- «р но шире по сравнению с аналогом и прото- у типом, I ()

Повышение степени огнезащиты обьектов обеспечивается тем, что бишофит является одновременно и хорошим теплопоглотителем и отрицательным ката- 6д лизатором, задерживающим воспламенение, Немаловажную роль играет и то, что бишофит придает составу свойство высокой гигроскопичности (бишофит интенсивно поглощает влагу из воздуха). При повышении температуры (например, при приближении фронта подземного пожара к перегородке, содержащей бишофит) гигроскопичность не уменьшается, а, наоборот, возрастает. Это связано с тем, что при повышении темпера1659673 туры бишофит выделяет в свободное состояние собственную кристаллизационную воду. При температуре 120 С отщепляются 4 молекулы воды:

МаС!г 6Н20 - МаС 2 2Н20+ 4Н20.

При температуре 150 С отщепляются еще две:

Mg С1г 2Н20 - Mg 0Iz + 2Н20, По этой же причине рыхлый состав (порошок) приобретает сцепление, упрочняется, так как вяжущее начинает активно реагировать с высвободившейся кристаллизационной водой.

Из приведенных реакций, видно, что при дегидратации на 95 г М9С4 выделяется

108 г Н20 или на 100 г бишофита выделяются 53 r воды, Немаловажно и то, что бишофит— комплексный антипироген, главные его составляющие — эффективный пламегаситель MgCiz u НрО. Кроме того, он содержит в виде примесей сильные ингибиторы пламени — соли брома, йода и другие соединения, Регулирование процесса твердения состава осуществляют варьированием содержания бишофита: чем выше его содержание, тем медленнее протекает процесс твердения, Преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с известными способами подтверждены экспериментальн,о.

В качестве известных технических решений испытывались. составы, приведенные в табл.1.

Для определения гигроскопичности составы 1 и 2 использовались без добавления воды (в воздушно-сухом состоянии).

Результаты определений гигроскопичности приведены в табл.2 (гигроскопичность определялась при относительной влажности воздуха 55 и температуре 20 C).

Таким образом, при содержании бишофита 5 и более мас. составы. с его примесью по величине гигроскопичности превосходят известные технические решения: в 1,2 — 2.5 раз по сравнению с составом

1 (аналог) и в 2 — 4 раза по сравнению с составом 2 (прототип).

Для установления верхнего оптимального предела содержания бишофита определялись время твердения составов, а также их и рочностные характеристики (табл.3).

Из рассмотрения данных табл.3 видно, что примесь бишофита в количестве 5 мас.

5

35 приводит к некоторому повышению прочности на сжатие при незначительном увеличении времени твердения состава.

Дальнейшее увеличение доли бишофита удлиняет время твердения практически по экспоненте. Однако примесь бишофита в количестве свыше 20 мас. приводит к резкому снижению прочности затвердевшего состава, а состав с примесью бишофита 30 и более мас. вообще не твердеет.

Пример. В металлических противнях диаметром 0,5 м и высотой 0,4 м в центре их днища размещались термитные патроны массой 500 г с злектровоспламенителями.

Затем в каждый противень загружалось по

40 кг каменноугольной массы. После того в первый противень добавлялось l0 кг состава 1, во второй — такое же количество состава 2, в третий — 5 кг состава по заявленному способу (90мас. алебастра + 10 мас. бишофита) и 5 л воды. В каждом противне угольная масса и составы перемешивались; после часовой выдержки для затвердения поджигалась термитная смесь. Через сутки после выгорания части угля и остывания массы производилось ее взвешивание и определялась доля суммарных потерь при выгорании, Результаты экспериментов приведены в табл.4, Примечание: исходный вес состоит из веса угля, раствора и термопатрона.

Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что предложенный состав предстваляет собой весьма эффективную огнезащитную технологию горючих обьектов, Даже при наличии такого сильного очага горения как термитная смесь предложенная технология в 4-5,5 раза снижает степень выгорания угольной массы (по сравнению с известными технологиями).

Формула изобретения

1. Состав для предупреждения эндогенных пожаров и огнезащиты горных выработок, включающий вяжущее и антипироген, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности огнезащиты, в качестве антипирогена он содержит бишофит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вяжущее 80 — 95;

Бишофит 5 — 20.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве вяжущего он содержит цемент или алебастр.

1659673 таблица 2

Характеристика составов по аналогу

Состав Компоненты Содержание компонентов, мас. 7.

27,0

Глина

Пенообразоват ель

0,8

72,2

Вода

1,2

Цемент

Жидкое стек0,6 ло

25,0

Отходы флотации угля

Горная по- 23,0 рода

50,2

Вода

Т а блица 2

Результаты определения гигроскопичности воздушно-сухих составов

Состав

Гигроскопичность, 7.

Известный, 1

То же, 2

3,3

2,1

Предлагаемый при соотношении компонентов— цемента и бишофита, мас. 7.:

99:1

97:3

3,0

95:5

4,1

90: 10

85:15

80:20

5,5

6,7

1659673

-Таблица 3

Характеристика физико-механических свойств составов

Соотношение компонентов (алебастра бишофита), мас.Ж

Время твер- Прочность на дения, мин сматие, ИПа

100 = 0

95 =-5

90 =. -10

85 = 15

80= 20

47,0

49юО

46,0

43,5

65

75 =25

205

1710

70 = 30

Не твердеет

Таблица 4

Результаты экспериментальнога определения огнезащитных составов

Исхоцный вес, кг

Соста

Конечный вес, кг отеря еса, кг

50 5

21,4

55,6

50 5

29,2

40,2

Предлагаемый 50 5

44,8

11,3

П р и м е ч а н и е, Исходный вес состоит из веса угля, раствора и термопатрона.

Составитель И.федяева

Редактор М.Бандура Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 1830 Тираж 296 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Рауаская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101