Способ тушения пожара в тупиковой выработке угольной шахты

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность и безопасность тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке . При тушении пожара выработку перекрывают перемычкой. В очаг пожара в выработке подают огнегасительные средства и одновременно увеличивают абсолютное давление (Д) воздуха. Величину увеличения Д определяют по следующему математическому выражению: дР (Сд - C,).t:(A .k.ty), где йР - расчетная величина Д, кПа; Сд - допустимая по правилам безопасности концентрация метана при пожарах,%; С - фактическая концентрация метана в выработке, %; А - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние изменений абсолютного давления воздуха на метановыделение в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, %/кПа; k - коэффициент , учитывающий влияние степени метаморфизма угля в зависимости от выхода летучих V, %) на метановыделение , об . доли; t - расчетное время тушения пожара, мин; t - время загазирования выработки от С до Сд, определяемое опытным путем, мин. Абсолютное Д воздуха увеличивают путем подачи воздуха в выработку за быстровозводимую перемычку. С увел1-гчением Д изменяется сорбционная способность угля. Выделение метана задерживается, и снижается его концентрация в зоне пожара. 2 ил., 1 табл. а СЛ ьо OD сх со сри-г.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1276831 (gg 4 Е 21 F 5/00

1 ! ! М

<

; И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3890527/22-03 (22) 26.04.85 (46) 15.12.86. Бюл. N - 46 (72) М.А. Судиловский, И.И. Кондратенко, А.Е. Горбатенко и В.И. Лебедев (53) 622.807 (088.8) (56) Соболев Г. Г. и др. Тушение подземных пожаров на угольных шахтах.

Москва: Недра, 19?7, с. 75-76.

Авторское свидетельство СССР

Ф 796461, кл. E 21 F 5/00, 1979. (54) СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В ТУПИКОВОЙ ВЫРАБОТКЕ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность и безопасность тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке. При тушении пожара выработку перекрывают перемычкой. В очаг пожара в выработке подают огнегасительные средства и одновременно увеличивают абсолютное давление (Д) воздуха. Величину увеличения Д определяют по следующему математическому выражению: 6P > (C — C,) ..t:(3.R„.4 ), где аР— расчетная величина Д, кПа; Сд— допустимая по правилам безопасности концентрация метана при пожарах,Х;

С, — фактическая концентрация метана в выработке, 7.; Ь вЂ” эмпирический коэффициент, учитывающий влияние изменений абсолютного давления воздуха на метановыделение в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, 7/кЛа; k — коэффициент, учитывающий влияние степени метаморфизма угля в зависиг мости от выхода летучих V, 7) на метановыделение,об. доли; C — расчетное время тушения пожара, мин; т — время загазирования выработки от С до

С, определяемое опытным путем, мин.

Абсолютное Д воздуха увеличивают путем подачи воздуха в выработку за быстровозводимую перемычку. С увеличением Д изменяется сорбционная способность угля. Выделение метана задерживается, и снижается его концентрация в зоне пожара. 2 ил., 1 табл.

1276831

С- С дР ) ° 1 у

l дР— расчетная величина давления, кПа;

55 где

Изобретение относится к горной промышленности и может быть испольI зовано при тушении подземных пожаров в метанообильных тупиковых выработках. 5

Цель изобретения — повышение эффективности и безопасности тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке.

Абсолютное давление воздуха в вы-! работке увеличивают путем установ- ки перемычки в устье выработки при одновременном нагнетании воздуха по трубопроводу эа перемычку. При этом устанавливают быстровозводимую перемычку, например парашютного типа.

На фиг. 1 схематически показаны устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

При возникновении пожара, например, в тупиковой метанообильной выработке 1 очаги пожара 2, распространяясь по выработке, охватывают горением H вентиляционный трубопровод 3, по которому в выработку подается свежий воздух. При этом при перегорании трубопровода увеличивается непроветриваемая зона выработки 4, в которой

30 вблизи очагов пожара 2 возможно образование взрывоопасных концентраций метана, При тушении пожара путем подачи на очаг огнегасительных средств в выработке для предотвращения образования высоких концентраций метана и его взрыва повышают абсолютное давление воздуха на расчетную величину дР, Дпя этого в устье выработки устанавливают быстровозводимую перемычку 5, например, парашютного типа и продолжают подавать воздуходувкой 6 воздух в выработку за перемычку 5.

Изменением сопротивления перемычки повышают в выработке в зоне пожара за счет подачи возцуха абсолютное давление на расчетную величину, позволяющую снизить выделение метана из угля и поддерживать концентрацию его в допустимых пределах. 50

Расчетную величину изменения давления определяют по эмпирическ:ой формуле

V допустимая по правилам безопасности концентрация метана при пожаре, 7.; фактическая концентрация метана в выработке, Ж; эмпирический коэффициент, учитывающий влияние измений абсолютного давления воздуха на метановыделение в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, 7/кПа; коэффициент, учитывающий влияние степени метаноморфизма угля на метановыделение, об. доли; время загазирования выработки от С, до С, мин; расчетное время тушения пожара, мин.

Снижение концентрации метана происходит вследствие задержки выделения его при изменении сорбционной способности угля с увеличением давJIPHHB .

Таким образом, концентрация метана в выработке в зоне пожара поддерживается в пределах С -С,„.

Если пожар не потушен за принятое значение расчетного времени t, производят дальнейшее увеличение давления дР с учетом дополнительного времени на тушение пожара.

Расчетная величина давления обеспечивается воздуходувкой 6, подачу которой и мощность определяют по известным зависимостям. Расчетная формула связывает параметры влияющие на увеличение содержания метана, а также способствующие снижению метановыделения.

Возрастание концентрации метана при неизменном давлении воздуха происходит линейно. Тогда за время t .3 происходит загазирование выработки от фактической концентрации метана

С до допустимой по правилам безопасности Сд, т.е. на величину равную Сд- С Время загазирования на практике определяют эксперименЪ тальным путем.

Тогда за время t (ориентировочное время тушения пожара) концентрация метана в выработке возрастает на величину дС., равную

С - С. дС

1 t

1276831

Проведенные эксперименты в тупиковых выработках показали, что с увеличением абсолютного давления воздуха задерживается метановыделение, что обеспечивает снижение концентрации метана на величину ЬС h .к„.6Р.

Коэффйциент Е, учитываюций влияние степени .метаноморфизма угля HQ изменение метановьделения из у1.ля, может быть определен расчетным путем 10 по известным справочным зависимостям.

Коэффициент h определяют экспериI ментальным путем для конкретных горнотехнических условий.

Поскольку АС должно быть не менее

4C, то после подстановки и преобра5 зований получим

С вЂ” С

1 — - — — >t<4 k

3

v .

kv об.доли

-,h, мин %/кПа

Пример аР, кПа

% % мин

10 2,0 0,5 360 120 1,0 0,7 0,7

5 2,0 0,5 250 120 0,8 0,7 1,24

После тушения пожара прокладывают. от забоя вентиляционный трубопровод 25 и производят нормальное проветривание выработки.

С - С

1с

Формула изобретения

Способ тушения пожара в тупиковой выработке угольной шахты, включающий перекрытие выработки перемычкой и подачу огнегасительных средств в очаг пожара, отличающийся З5 тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке, одновременно с подачей огнегаси- 4б тельных средств в очаг пожара увеличивают абсолютное давление воздуха в выработке на величину, которую определяют из следующего математического выражения: 45

""и С С

) 1. . 3

Примеры осуществления способа (см. таблицу). где aP — расчетная величина давления, кПа;

С допустимая по правилам безо4 пасности концентрация метана при пожаре, %;

С вЂ” фактическая концентрация ме P тана в выработке, %; — эмпирический коэффициент, учитывающий влияние изменений абсолютного давления воздуха на метановьделение в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, %/кПа, коэффициент, учитывающий влияние степени метаноморфизма угля в зависимости от выхода летучих V, % на метановьделение, об. доли; ф — расчетное время тушения пожара, мин; — время загазирования выработ3 ки от С до Сд, мин.

1276831

A-А

Составитель И. Федяева

Техред Л.Сердюкова

Редактор Н. Горват

Корректор M. Шароши

Заказ 6651/29

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