Состав для профилактики и тушения эндогенных пожаров

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения и тушения эндогенных пожаров при разработке пластов, уголь которых склонен к самовозгоранию. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности профилактики самовозгорания угля. Для этого в состав дополнительно введена бентонитовая глина. При этом компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%: пенообразователь 1-2; бентонитовая глина 4-10; вода - остальное до 100. В составе использовано свойство бентонитовой глины при определенном содержании ее в водной суспензии повышать стойкость воздушно-механической пены. При содержании в составе бентонитовой глины в количестве 4-10 вес.% стойкость пены возрастает до 40 раз и воздухонепроницаемость обработанного массива сохраняется длительное время. Кроме того, по мере распада пены бентонитовая глина оседает на поверхности угля и создает на ней защитную пленку, препятствующую окислительным процессам. 1 табл.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения и тушения эндогенных пожаров при разработке пластов, уголь которых склонен к самовозгоранию.

Известно применение воздушно-механической пены в пожарно-профилактических целях, позволяющее снизить окислительную активность разрыхленного угля за счет уменьшения доступа кислорода к нему, что способствует торможению процессов самонагревания и самовозгорания угля (авт. св. СССР № 635252, кл. Е 21 F 5/00, опубл. в 1978). Обработку обрушенной породы и скоплений разрыхленных потерь угля осуществляют циклично по всей длине очистного забоя путем подачи воздушно-механической пены кратностью 50-200 с дозировкой 1-5 м³ пены на 1 м² площади выработанного пространства (разрыхленных потерь угля).

Основным недостатком известной воздушно-механической пены является ее низкая стойкость. Стойкость пены оценивается временем уменьшения ее объема на 50%. Для воздушно-механической пены низкой и средней кратности показатель стойкости не превышает 60-80 мин. Это предопределяет короткий срок ее существования, а соответственно и низкую эффективность использования пены при локализации и ликвидации очагов самонагревания и самовозгорания угля в выработанном пространстве шахт.

Стабилизация пены является актуальной задачей при использовании ее для тушения и профилактики эндогенных пожаров, в связи с чем было предложено ряд присадок для стабилизации, которые вводят в составы при их вспенивании.

Известен, например, состав для приготовления воздушно-механической пены, содержащий воду с добавкой 1-3% пенообразователя и стекловолокно (авт. св. СССР № 1163001, кл. Е 21 F 5/00, опубл. в 1985). Гибкие волокна армируют пену и тем самым обеспечивают повышение ее стойкости. Основным недостатком известного состава воздушно-механической пены является то, что волокнистый материал имеет ограниченную способность проникать в межкусковые пустоты обрушенных пород, поэтому он препятствует объемной обработке разрыхленных потерь угля. После распада пены на поверхности обработанного массива и разрыхленных потерь угля оказывается стекловолокно, которое не препятствует поступлению воздуха к очагу самонагревания или самовозгорания угля. Кроме того, работа со стекловолокном представляет большую экологическую опасность для обслуживающего персонала и для окружающих.

Предложен состав для профилактики и тушения эндогенных пожаров на основе воздушно-механической пены.

Отличием является то, что в него дополнительно введена бентонитовая глина, а компоненты взяты в следующем весовом соотношении:

Пенообразователь 1-2%

Бентонитовая глина 4-10%

Вода остальное До 100%

В настоящее время бентонитовую глину применяют в горной промышленности в составе буровых растворов, тампонажных композиций, заиловочных суспензий для снижения фильтрационных свойств массива и т.д. В этих случаях используют высокие пластические свойства бентонитовых глин и их способность образовывать воздухонепроницаемые покрытия.

В предложенном техническом решении используется ранее неизвестное свойство бентонитовых глин - в небольших количествах они способны в 30-40 раз повышать стойкость воздушно-механической пены, что значительно повышает эффективность ее использования для профилактики и тушения эндогенных пожаров.

Для приготовления состава используют техническую воду, пенообразователь, например типа "Прогресс-30" и бентонитовую глину, предварительно замоченную в воде в соотношении 1:2 для ускорения равномерного размешивания. Для вспенивания состава используют известное оборудование, например установку РТ-2 (для лабораторных исследований). Результаты исследования образцов пены приведены в таблице.

Из представленных в таблице данных следует, что бентонитовая глина является высокоэффективным стабилизатором воздушно-механической пены. Для эффективного применения в целях профилактики и тушения эндогенных пожаров пена должна иметь стойкость не менее 10-12 час. Этому требованию соответствует состав, содержащий не менее 4 вес.% бентонитовой глины.

Интенсивный рост стойкости пены наблюдается при содержании бентонитовой глины до 10 вес.%, после чего рост стойкости замедляется и происходит уменьшение кратности пены, т.е. возрастает расход состава. С учетом этого верхний предел оптимального содержания в составе бентонитовой глины ограничен 10 вес.%. Следует также отметить, что по мере распада пены бентонитовая глина оседает на поверхности угля и создает на нем защитную пленку, длительное время препятствующую поступлению кислорода к углю и тем самым замедляющую окислительный процесс между углем и кислородом воздуха. В результате этого эффективность профилактики самовозгорания существенно повышается. Предложенный состав может использоваться также при получении инертной пены, когда вспенивание производится в азотной или иной инертной газообразной среде.

Значительным преимуществом предлагаемого состава по сравнению с прототипом является также то, что бентонитовая глина является естественным экологически безопасным природным продуктом, вследствие чего ее использование не может нанести вреда окружающей среде и здоровью персонала, работающего с пеной и ее компонентами.

Формула изобретения

Состав для профилактики и тушения эндогенных пожаров, содержащий пенообразователь и воду, отличающийся тем, что в него дополнительно введена бентонитовая глина, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%:

Пенообразователь 1-2

Бентонитовая глина 4-10

Вода Остальное до 100