Способ изоляции и тушения подземных пожаров в труднодоступных местах шахт

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции аварийных участков от действующих горных выработок. Задачей изобретения является повышение эффективности тушения подземных пожаров в труднодоступных местах и безопасность работ при изоляции за счет утилизации тепла аварийного участка для газификации жидкого азота и дистанционности обеспечения техпроцессов. Для этого мобильную установку доставляют к месту производства работ. На крепь горной выработки посредством струбцин и анкеров закрепляют навесной трубчатый испаритель жидкого азота, на который устанавливают парусную перемычку. На стороне изолируемого пространства устанавливают устройство получания инертной пены или вспененной твердеющей суспензии. Техпроцессы способа обеспечиваются подачей на испаритель жидкого азота и нагнетанием на устройство жидкой фазы. Способ предусматривает получение льдопородней перемычки и снеговой массы. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции аварийных участков от действующих горных выработок.

Известен способ возведения изолирующих перемычек в горных выработках, включающий возведение опалубки и дистанционное заполнение внутриопалубочного пространства твердеющим раствором, при этом в качестве твердеющего раствора используют вспененный гипсовый раствор (Авт. свид. СССР N 1221386, кл. E 21 F 5/00, 1986).

Известен способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий возведение опалубки в горной выработке на пути движения пожара и дистанционную подачу заполнителя во внутриопалубочное пространство через скважину, пробуренную со сближенного пласта или с поверхности (Авт. свид. СССР N 1668693, кл. E 21 F 5/00, 1991).

Недостаток известного способа заключается в том, что данное техническое решение предопределяет необходимость заблаговременной установки опалубки с подводом скважины или трубопровода для подачи заполнителя.

Цель изобретения - повышение эффективности тушения подземных пожаров в труднодоступных местах и безопасность работ при изоляции за счет утилизации тепла аварийного участка для газификации жидкого азота и дистанционности обеспечения техпроцессов.

Это достигается тем, что для дистанционной изоляции аварийного участка (пожара), возникающего, например, в результате взрыва газа метана и угольной пыли (как правило с обрушением участков горных выработок шахт) на ближние подступы к аварийному участку транспортируется транспортная платформа с технологическим оборудованием для обеспечения техпроцессов изоляции и подавления очага пожара, предпочтительно в верхней части выработки устанавливается устройство для получения инертной пены или вспененной твердеющей суспензии и на крепь (борта и кровлю) закрепляется навесной испаритель жидкого азота с парусной перемычкой - экраном с подключением соответственно посредством выкидных пожарных рукавов к пожарно-оросительному трубопроводу участка шахты и гибким криогенным металлорукавом к резервуару жидкого азота на возможно безопасном удалении транспортной платформы, после чего производят подачу компонентов профилактических смесей.

Предложенная совокупность отличительных признаков (исполнение испарительного блока жидкого азота, многоцелевое назначение устройства для получения профилактических составов, смена приемов для осуществления техпроцессов и др. ) позволяет обеспечить дистанционную изоляцию пожарного участка на ближних подступах и подавление очага пожара путем наступательного движения на очаг пожара пенной пробки с одновременной инертизацией аварийного участка.

На фиг. 1 изображена технологическая схема для осуществления способа; на фиг. 2 - навесной замкнутый трубчатый испаритель азота с парусной перемычкой.

Система для осуществления способа содержит резервуар 1 жидкого азота, установленный на транспортной платформе 2, навесной замкнутый испаритель 3 жидкого азота, выполненный в виде рамы, закрепляемой конгруэнтно выработке на крепь горной выработки или боковые породы посредством струбцин 4 и анкеров 5 и состоящий из трубчатых отрезков 6 и соединительных гибких металлорукавов 7. В верхней части аварийной выработки установлено устройство 8 для получения инертной пены (вспененной инертной твердеющей суспензии) или массы снегообразования и содержащее коллекторы 9 и 10 с подводящими соединительными рукавами подачи компонентов соответственно низкотемпературного аэрозоля газообразного азота 11 и раствора пенообразователя 12, подачу последнего при этом обеспечивают от пожарно-оросительного трубопровода 13 путем регулирования задвижкой 14 и контроля за давлением по манометру 15. На выходе потоков сжатого низкотемпературного газа и раствора пенообразователя установлен направляющий аппарат 16 для распределения и формирования исходного профилактического средства по сечению, например, обрушенной части выработки. Для создания подпора при формировании пенной завесы (пробки) на раму испарителя 3 закрепляют парусную перемычку 17. В транспортном положении все технологическое оборудование для получения профилактического средства (испаритель, парусная перемычка, устройство для получения пены, подсоединительные рукава с направляющим аппаратом) укладывается в транспортный ящик 18.

Способ осуществляется следующим образом.

При возникновении пожара в горной выработке 19, в условиях возможности взрыва метана в целях безопасности работ при изоляции пожара взрывоустойчивой перемычкой на безопасно ближних подступах к пожару устанавливают временную парусную перемычку 17 с ее закреплением на навесной испаритель жидкого азота, также закрепляемый посредством крепежа 4 и 5 (струбцин, анкеров, скоб и др.) на крепь горной выработки с размещением устройства 8 для получения пены или вспененной твердеющей суспензии на стороне изолируемой части выработки с его подсоединением рукавами 11 и 12 соответственно к выходному штуцеру навесного испарителя 3 жидкого азота и к пожарно-оросительному участковому трубопроводу 13. После чего транспортная платформа 2 выводится на безопасное расстояние для производства работ по генерированию инертной пены или вспененной твердеющей суспензии, или образования массы снега. Первым приемом подавления очага пожара является инертизация аварийного участка путем подачи через коллектор 10 низкотемпературного аэрозоля азота с повышенным давлением до 1,6 МПа (возможности стандартного резервуара РЦВ 0,5/1,6) с последующей подачей через выкидной рукав 12 раствора пенообразователя для генерирования инертной пены или вспененной твердеющей суспензии. В последнем случае по трубопроводу 13 к месту производства работ подают твердеющие минеральные суспензии или, как вариант, производят намораживание минеральной суспензии подачей низкотемпературного аэрозоля азота, что повышает взрывоустойчивость обрушенных пород путем создания ледопородней барьерной перемычки.

Для образования снеговой массы через кольцевой коллектор 9 производят подачу низкотемпературного аэрозоля жидкого азота, а через коллектор 10 обеспечивают подачу воды, при этом получается снеговая масса (как впрочем и пена), распределяемая по горной выработке посредством винтокрылого направляющего аппарата 16 с образованием плотной снежной (пенной) пробки (завесы) на пути движения пожара с нарастающим поступательным движением в аварийный участок. С целью обеспечения снарядного импульсного движения снежной пробки в начальный период идет техпроцесс накопления снеговой массы с последующим перекрытием подачи воды и резким увеличением производительности (рабочего давления) нагнетания газообразного снарядного потока для транспортирования снегового потока встречно движению пожара, что обеспечивает повышение эффективности активного подавления очага пожара за счет увеличения дальности транспортирования. При этом газификация жидкого азота обеспечивается путем теплосъема испарителя 3 с вмещающих пород и окружающего рудничного воздуха аварийного участка.

Одним из вариантов исполнения транспортной платформы предусмотрено дистанционное возведение парусной перемычки 17 и раскрытия испарителя 3 по сечению выработки посредством установленного на платформе 2 пневмоисточника (не показаны) при этом на выходной штуцер испарителя устанавливают эжекторный генератор инертной пены или вспененной твердеющей суспензии.

Предлагаемый способ позволит повысить безопасность и сократить материальные и трудовые затраты на изоляцию и подавление пожаров в труднодоступных местах на метанообильных шахтах в условиях опасности взрыва.

Формула изобретения

Способ изоляции и тушения подземных пожаров в труднодоступных местах шахт, включающий изоляцию аварийного участка перемычкой с последующей подачей в изолированное пространство инертной пены, отличающийся тем, что на ближних подступах к аварийному участку в верхней аварийной части выработки устанавливают устройство получения инертной пены или снегообразования, а со стороны действующих выработок конгруэнтно горной выработке закрепляют на крепь или боковые породы навесной замкнутый трубчатый испаритель жидкого азота в виде крепежной рамы, на которую монтируют парусную перемычку-экран, трубчатый испаритель соединяют на устройство получения пены и резервуар жидкого азота и производят подачу компонентов жидкого азота и раствора пенообразователя или воды, причем транспортирование снеговой массы в аварийный участок производят импульсивно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2