Средство для взрывоподавления метано-воздушных смесей
Применение тролы в качестве средства для взрывоподавления метано-воздушных смесей. (Л to 4 41М Cpi
СОЮЗ СОЭЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3828882/22-03 (22) 25.12.84 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (71) Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г.Шевченко и Государственный макеевский ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт по без,опасности работ в горной промышпенности (72) Д.Ф,Даценко, П.А.Куприенок, В.Я.Забуга, Н.P.Øåâöîâ, А.Б.Михайлов, Б.А.Шихов и Л.Г.Семке (53) 622.817 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 977822, кл. Е 21 F 5/00, 1981.
Шохин И.Н. Технология соды. М.:
1975, с. 114-115.
„.Я0„„1244 44 А1 (51)4 Е 21 F 5/00 7/00 (54) СРЕДСТВО ДЛЯ ВЗРЫВОПОДАВЛЕНИЯ
МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ (57) Применение троны в качестве средства для взрывоподавления метано-воздушных смесей.
1244344
Таблица 1
Удельное теплопоглощение при нагревании до 1000 К,, кДж/г
Вещество
Ингибирующая эффективность, г/м
Взрывопо" давляющая эффективность, г /м3
1740,0 Не имеет
1,02 Na 593,0 143,0 1, 86. NaHCO> 423,5 54,9 ПСБ-2 (на основе NaHCO> ) 592,0 144,0.. (ТУ 6-18-139-78) Изобретение относится к средствам подавления взрывов метано-воздушных смесей", а именно к порошковым составам взрывоподавления в пределах зоны, ° заполненной метано-воздушной смесью, например, в шахтных выработках. Практически доказана высокая ингибирующая эффективность порошкового метода тушения и взрывопредотвращения .газовоздушных смесей и других 10 классов пожара. В качестве порошковых . средств используют, как правило, составы на основе минеральных солей и их смесей с различными добавками, улучшающими их эксплуатационные свойства. 15 Цель изобретения — повышение взрывоподавляющей эффективности. Для обеспечения высокой эффективности взрывоподавления в пределах зоны, заполненной метано-воздушной 20 смесью, необходимо создать порошок, " который обладал бы одновременно высокой ингибирующей способностью, высокой теплопоглощающей способностью и скоростью ее реализации, т.е. ско- 25 рость термического разложения которого бы позволила полностью реализовать термодинамически возможное теплопоглощение за небольшое время нахождения частиц порошка во фронте высоких температур., Трона является промежуточным продуктом при кальцинации сырого техни- ческого бикарбоната натрия в технологической линии получения кальциниNaz С(NaHCO> ° 2Н О 1,85 рованной соды, а также является це,левым продуктом при производстве бытовых моюще-чистящих средств iio ТУ 6-18-10-84. При производстве троны в целевом продукте могут быть примеси свободных компонентов — ИаНСОз,или/и Na CO> (в зависимости от условий), как по ТУ 6-18-10-84 (троно-бикарбонатная смесь). Трона (ypao или полуторная сода) — это смесь средней и кислой угленатриевых солей, имеющая состав NaqCO> NaHCO 2Н О. Образуется трона при смешивании сырого технического бикарбоната натрия с готовой горячей содой (ретурной содой). При этом гигроскопическая влага бикарбоната натрия переходит в кристаллизационную воды. Смесь получается сухой и рассыпчатой НаНСО q()+Na COp(ü)+ 2Н О-"Na>COq " х ЯаНСО ° 2Н О ть + 21,9 кДж (5,24 ккал) Для доказательства неочевидности применения моюще-чистящего средства троны для взрывоподавления метано-воздушных смесей йроанализируем определяющее свойство в прогнозировании взрывоподавляющей эффективности для исходных компонентов троны и самого соединения троны — удельное теплопоглощение при разложении — и их взрывоподавляющую и ингибирующую эффективности, полученные экспериментально на опытном штреке МакНИИ и приведены в табл. 1. 244344 Т а б л и ц а 2 Порошок Ингибирующая эффективность, г/мэ Взрывоподавляющая эффективность,г/мэ Трона. ПСБ-2 423,5 592,0 675,0 282,0 54,9 144, 0 160,0 ПСБ-3 Н О Инертная пыль. 790,0 1920,0 3 1 Ф Как видно из приведенных данных, трона и бикарбонат натрия имеют одинаковое удельное теплопоглощение при о нагревании до 1000 К. Следовательно, логично было бы ожидать одинаковую взрывоподавляющую и судя по химической природе ингибирующую эффективности. Более того, логично было бы ожидать некоторое снижение этих показателей для троны из-за наличия в ней низкоэффективного по указанным параметрам карбоната натрия. Однако, было обнаружено, что для.троны резко возрастают показатели не только по взрывоподавлению, но и по ингибированию метано-воздушной смеси по сравнению с лучшим ее исходным компонентом — бикарбонатом натрия— соответственно в 1 4-2,5 раза. Таким образом, анализ приведенных данных показывает, что предложенное применение троны, получаемой по ТУ 6-18-10-84 без дополнительных обработок в качестве эффективного взрывоподавляющего порошка не вытекает с очевидностью из известных ее свойств. Работает предлагаемый порошок по механизму подавления взрыва в тепловом режиме, перевода процесса взрыва в режим цепных химических реакций, в котором реализуется его ингибирующие свойства, предотвращая возникновение и развитие взрыва. B опытном штреке МакНИИ по разработанной им методике проводились испытания по определению взрывоподавляющей эффективности троны, полученной по ТУ 6-18-10 — 84, и для сравнительного анализа — серийно выпускаемых порошков типа ПСБ (ТУ 6-18-139-78), воды и инертной пыли. Согласно методике, .взрывоподавляющуюсреду создают взрывным распылением порошка из полиэтиленовых сосудов патронами ПВП-1-У. Регистрацию факта подавления очага воспламенения осуществляют фотодиодом ФД-2. В качестве взрывоопасной смеси используют метано-воздушную смесь с концентрацией 9 †1, которой заполняют взрывную камеру объемом 10 мэ. Согласно методике ингибирующую (флегматизирующую) способность порошков оценивают в условиях подавления "слабого" (развивающегося) взрыва метано-воздушной смеси, возникшего от врабатывания электровоспламенителя штатного электродетонатора. Сосуд с порошком подвешивают на расстоянии 2,0 м, а фотодиод устанавливают на расстоянии 3,7 м от 5 днища штрека. Взрывоподавляющую (теплопоглощающую) эффективность устанавливают в условиях подавления сильного" (развившегося) взрыва метано-воздушной 10 смеси, возникшего от взрыва свободно подвешенного патрона аммонита Т-19 массой 0,3 кг или 6ЖВ массой 0,25 кг, В этом эксперименте пламягасящую среду создают распылением порошка 15 из четырех сосудов, рассредоточенных вдоль штрека через каждые 1,5 м. Фотодиод располагают на расстоянии 9,5 м от днища штрека. Результаты испытаний сведены в табл.2. Анализ. результатов испытаний показывает, что предлагаемый порошок 45 имеет в сочетании наиболее высокие показатели теплопоглощающей и инги.бирующей эффективности: по ингибирующей эффективности порошок троны в 3 раза, а по взрывоподавляющей эффективности в 1,49 раза эффективнее ПСБ-3 и соответственно в 14 и в 4,5 раза эффективнее применяемой в настоящее время на шахтах инертной пыли (прототип). ! 55 Применение известного моюще-чистящего вещества троны в качестве порошка для взрывоподавления в зонах, заполненных метано-воздушной смесью,! 1244344 ностей ингибирования и теплопогло щения. стало возможным благодаря совокупности высоких показателей эффективСоставитель И.Федяева Техред О.Гортвай Корректор М.Шароши М. Редактор В.Ковтун Заказ 3793/36 Тираж 436 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4