Спосіб попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння
Номер патенту: 10260
Опубліковано: 15.11.2005
Автори: Костенко Тетяна Вікторівна, Костенко Віктор Климентович
Формула / Реферат
Спосіб попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння, що передбачає створення поблизу джерела газової суміші з низьким вмістом кисню шляхом надання інертного газу по трубопроводу від газифікаційної установки, та регулювання газового тиску в камері, утвореній шляхом зведення у виробці з боку надходження до джерела свіжого струменя повітря ізолюючої перемички із двома отворами та додаткової перемички із одним отвором, який відрізняється тим, що послідовно підключають трубопровід для подавання інертного газу до отворів в ізолюючій та додатковій перемичках, крім того, на ділянці між газифікаційною установкою та ізолюючою перемичкою трубопровід має патрубок, який підключають до другого отвору у ізолюючій перемичці, частину труби для подавання інертного газу між патрубком і ізолюючою перемичкою та патрубок оснащають регуляторами витрати, при цьому на першому етапі подавання газової суміші відкривають обидва регулятори, за допомогою яких здійснюють вирівнювання тиску газів по обидва боки ізолюючої перемички, а після того, як інертною газовою сумішшю буде заповнена ділянка виробки між додатковою перемичкою та джерелом, на другому етапі для подання газової суміші перекривають за допомогою регулятора витрати подачу азоту по частині труби між патрубком і ізолюючою перемичкою.
Текст
Спосіб попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння, що передбачає створення поблизу джерела газової суміші з низьким вмістом кисню шляхом надання інертного газу по трубопроводу від газифікаційної установки, та регулювання газового тиску в камері, утвореній шляхом зведення у виробці з боку надходження до джерела свіжого струменя повітря ізолюючої перемички із двома отворами та додаткової перемички із одним отвором, який відрізняється тим, що послідовно підключають трубопровід для пода вання інертного газу до отворів в ІЗОЛЮЮЧІЙ та додатковій перемичках, крім того, на ДІЛЯНЦІ МІЖ газифікаційною установкою та ізолюючою перемичкою трубопровід має патрубок, який підключають до другого отвору у ІЗОЛЮЮЧІЙ перемичці, частину труби для подавання інертного газу між патрубком і ізолюючою перемичкою та патрубок оснащають регуляторами витрати, при цьому на першому етапі подавання газової суміші відкривають обидва регулятори, за допомогою яких здійснюють вирівнювання тиску газів по обидва боки ізолюючої перемички, а після того, як інертною газовою сумішшю буде заповнена ділянка виробки між додатковою перемичкою та джерелом, на другому етапі для подання газової суміші перекривають за допомогою регулятора витрати подачу азоту по частині труби між патрубком і ізолюючою перемичкою Корисна модель відноситься до гірничої промисловості, а саме - до проблеми попередження та гасіння пожеж у підземних гірничих виробках Переважно може бути використана для дистанційного гасіння пожеж у важкодоступних місцях шляхом подачі до вогнища горіння газової суміші з низьким вмістом кисню, а також для профілактики самонагрівання та самозаймання вугілля Відомий спосіб гасіння пожеж у гірничих виробках [Булгаков Ю Ф Тушение пожаров в угольных шахтах Донецк НИИГД, 2001 -280с] за допомогою газоподібного азоту, що додається в повітря, яке надходить до вогнища горіння, що приводить до зниження вмісту кисню у складі газової суміші Спосіб передбачає зведення у виробці зі струменем повітря, що надходить до вогнища горіння, ізолюючої перемички з умонтованою трубою, подачу через неї від мембранної газифікаційної установки азоту, створення в районі вогнища горіння газової суміші з низьким вмістом кисню Газоповітряна суміш, що надходить до вогнища горіння, складається з подаваного інертного газу, повітря фільтрованого через тіло перемички і про никаючого через тріщини (витоки) у навколишньому гірничої виробки гірському масиві Недоліки відомого способу - низька ефективність, обумовлена високим змістом кисню у склади подаваної від газифікаційної установки інертної газової суміші, яка містить біля 5% кисню при оптимальному режимі роботи (необхідно не більш 2%), що призводить до збільшення строку гасіння пожежі та подорожчання робіт по його гасінню, - низька ефективність, обумовлена необхідністю подавати значну КІЛЬКІСТЬ інертного газу для розведення повітря, що фільтрується через тіло перемички і проникає у виді витоків через тріщини в навколишньому гірничому масиві, для забезпечення вогнегасячої концентрації кисню у вогнищі пожежі (до 2%) необхідно подавати інертного газу в 19 22 рази більше чим витоки повітря через перемичку Це приводить до подорожчання робіт з гасіння пожежі і збільшенню терміну його гасіння, - обумовлена малими габаритами підземних гірничих виробок і високою енергоємністю процесу одержання інертного газу обмежена продуктивність (до 15м 3 хв 1 ) відомих пристроїв по одержан 10260 ню інертних газів у порівнянні з витратою проникаючого через перемичку повітря, що складає 3 1 1О...42м хв" , [див. ДНАОП 1.130-6.09.93 Керівництво із проектування вентиляції вугільних шахт, Київ. 1994. -С.162], що затрудняє, а іноді унеможливлює гасіння пожежі та ведення профілактичних робіт в гірничій виробці; - неможливість забезпечення достатньої витрати інертного газу з поверхні від потужних установок, обумовлена низькою пропускною здатністю і значними витратами газу що транспортується у технологічних трубопроводах. Найбільш близьким аналогом по технічній сутності є спосіб попередження та гасіння джерел самонагрівання та горіння, який реалізують за допомогою пристрою для гасіння підземних пожеж [Авторське свідоцтво СРСР №914770, кл. E21F5/00, опубл. 23.03.82, БИ №11]. Спосіб реалізують наступним чином. Парогазову суміш (інертний газ) від генератора інертного газу подають по трубопроводу крізь отвір у першої перемички до камери, що створена ізолюючої та додатковою перемичками. По окремому трубопроводу подають піноутворювач, який насадкою набризкують на піноутворюючу сітку, встановлену проміж перемичками. Потік інертного газу, проходячи крізь сітку, змочену піноутворювачем генерує за сіткою піну, котра заповнює порожнечу між сіткою та додатковою перемичкою яка також має отвір. В результаті цього виникає так званий "пінний затвор" і у просторі за перемичками підвищується тиск, який виключає підсос повітря крізь ізолюючу перемичку до пожежної дільниці. У випадку зміни режиму провітрювання прилягаючих до пожежної дільниці виробок чи дебіту інертного газу змінюється депресія на ізолюючій перемичці або обсяг "пінного затвору" і виникає потреба регулювання обсягу підвищеного тиску у просторі за перемичками. Для цього використають шибер встановлений у додатковій перемичці із засобом керування, що являє собою гнучку тягу, перекинуту через блоки і з'єднану одним кінцем зі шибером, а іншим зі важелем керування. Повертаючи важіль керування підіймають або опускають шибер. Підіймаючи шибер збільшують площину отвору в перемичці в наслідок чого зменшують обсяг "пінного затвору" і підвищеного тиску. Опускаючи шибер підвищують тиск. Недоліки відомого найбільш близького по технічній сутності способу: - нестабільний режим роботи пристрою та низка надійність способу які обумовлено перехідним процесом створення "пінного затвору" при якому у десятки разів зменшується дебіт інертного газу через додаткову перемичку внаслідок того що крізь отвір у додатковій перемичці начинає рухатись не газ, а піна, яка має суттєво більші щільність, динамічну в'язкість. Це, у свою чергу, негативно відбивається на процесі генерації піни внаслідок скорочення потоку інертного газу крізь сітку. Дефіцит піни призводить до зникнення "пінного затвору" і періодичної ліквідації позитивного ефекту роботі пристрою; - нестабільність роботи пристрою та низька ефективність способу, які обумовлені спонтанною зміною площини отвору у додатковій перемичці внаслідок її підтоплення значною кількістю води, яка утворюється внаслідок розкладення піни та конденсації парогазової суміші; - нестабільність та низька надійність роботи пристрою, яка обумовлена дією парогазової суміші на оточуючі пристрій гірничі породи, що призводить до інтенсифікації зрушень породного контуру виробки та порушення ізолюючих властивостей перемичок. Практика показує, що через 6...10 годин після запуску генератора інертного газу відбувається обвалення гірських порід у виробку. Загальними ознаками найбільш близького аналога та способу, що заявляють, являються: створення за рахунок надання інертного газу по трубопроводу від газифікаційної установки газової суміші з низьким вмістом кисню поблизу джерела горіння або самонагрівання та регулювання газового тиску в камери, створеної шляхом зведення у виробці ізолюючої перемички із двома отворами та додаткової перемички із одним отвором з боку надходження до джерела самонагрівання або горіння вугілля свіжого струменя повітря. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння, у якому шляхом введення додаткових конструктивних ознак забезпечується стабільне, надійне та ефективне зниження надходження повітря крізь тіло ізолюючої перемички і навколишні її гірничі породи, це дозволяє істотно знизити вміст кисню в газоповітряної суміші, що надходить до вогнища горіння або джерела самонагрівання вугілля, і, тим самим, прискорити й здешевити процеси гасіння пожежі, чи профілактики самозаймання вугілля. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння, що передбачає створення за рахунок надання інертного газу по трубопроводу від газифікаційної установки газової суміші з низьким вмістом кисню поблизу джерела горіння або самонагрівання та регулювання газового тиску в камері, створеній шляхом зведення у виробці ізолюючої перемички із двома отворами та додаткової перемички із одним отвором з боку надходження до джерела самонагрівання або горіння вугілля свіжого струменя повітря, в якому, згідно корисної моделі, трубопровід для подавання інертного газу послідовно підключено до отворів у ізолюючої та додаткової перемичках, на ділянці між газифікаційною установкою та ізолюючою перемичкою він має патрубок, який підключено до другого отвору у ізолюючій перемичці, частка труби для подавання інертного газу між патрубком і ізолюючою перемичкою та патрубок оснащені регуляторами витрати, при цьому напершому етапі подавання газової суміші із вмістом кисню близько 5% відкривають обидва регулятори за допомогою яких здійснюють вирівнювання тиску газів по обидва боки ізолюючої перемички, а після того як інертною газовою сумішшю буде заповнена ділянка виробки між додатковою перемичкою та джерелом горіння або самонагрівання, на другому етапі для подання газової суміші із вмістом кисню близько 2% перекривають за допомогою регулятора витрати подачу азоту по частці труби між патрубком і ізолюючою перемичкою. 10260 Указані ознаки складають суть корисної моделі так як являються необхідними та достатніми для досягнення технічного результату. Причиннонаслідковий зв'язок ознак, які складають суть корисної моделі, із технічним результатом, що досягається, пояснює наступне. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, де на фігурі 1 надана схема реалізації способу попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння, де 1 - виробка; 2 ізолююча перемичка; 3 - додаткова ізолююча перемичка; 4 - трубопровід для подавання інертного газу від газифікаційної установки; 5 - патрубок для подавання інертного газу; 6, 7 - регулятори витрати інертного газу; 8 - диференційний манометр та пневмокабель. У вихідному стані, коли регулятори витрати інертного газу 6, 7 закриті, повітря під дією загальношахтної депресії фільтрується через тіла перемичок 2 і 3, та у виді витоків просочується через тріщини в гірничих породах, надходить до вогнища горіння або джерела самонагрівання вугілля. Диференційний манометр 8, з'єднаний пневмокабелем із простором між перемичками 2 і 3, фіксує перепад тиску по обидва боки ізолюючої перемички 2. Гасіння пожежі чи профілактику самозаймання вугілля роблять у такий спосіб. На першому етапі відкривають регулятори витрати інертного газу 6, 7 встановлені у трубопровід для подавання азоту від газифікаційної установки. При цьому регулятор 7, встановлений на патрубку 5 доцільно відкривати першим. Інертний газ, поступаючи крізь патрубок 5, заповнює камеру створену у виробці між двома перемичками 2 і 3, вміст кисню в камері поступово знижується практично до нуля. Після встановлення номінальної витрати інертного газу, вимірюють за допомогою манометра 8 різницю тиску в камері між перемичками 2 та 3 і перед перемичкою 2. Керуючи витратами інертного газу за допомогою регуляторів витрати 6 та 7 домагаються вирівнювання тиску в обох гілках U-образного диференціального манометра 8. Після цього витоки через перемичку 2 та оточуючий її породі - відсутні. Інертний газ надходить до вогнища горіння або джерела самонагрівання вугілля поступаючи з трубопроводу 3, а також у виді витік крізь тіло перемички 3 та оточуючі її тріщинуваті породи. При цьому якісний склад витік через тіло перемички З такий що в них відсутній кисень, що досягається завдяки поданню інертного газу (азоту) через патрубок 5 до камери між перемичками 2 і 3. Фізична сутність запропонованого способу складається в підвищенні газового тиску в камері між перемичками 2 і 3 за рахунок використання надлишкового тиску інертного газу, що надається газифікаційною установкою. Тиск, що розвивається різними типами пристроїв для подачі інертного газу, досягає близько 10-106Па, а перепад тиску на перемичці не перевищує декількох десятків Па, що гарантує досягнення позитивного ефекту. Після вирівнювання тисків у розділених додатковою ізолюючою перемичкою 2 ділянок виробки ліквідуються умови для фільтрації повітря через неї і навколишні породи, але залишається фільтрація через ізолюючу перемичку 3. Однак, завдяки тому, що простір між перемичками 2 і 3 заповнено інертним газом у ізольовану дільницю виробки не надходить кисень і в неї складаються благотворні умови для гасіння пожежі, чи профілактики самозаймання вугілля. Втрати інертного газу у камері між перемичками 2 і 3 компенсує газ, що поступає крізь патрубок 5. За рахунок заміни повітря, що заповнює камеру між ізолюючими перемичками на інертний газ, який надають крізь патрубок за ізолюючу перемичку знижається доступ кисню в ізольовану дільницю виробки до вогнища горіння або джерела самонагрівання вугілля, за допомогою регуляторів витрати інертного газу здійснюють керування процесом запобігання надходження повітря крізь ізолюючу перемичку, чим забезпечується стабільне, надійне та ефективне гасіння пожежі або профілактики самозаймання вугілля. На другому етапі гасіння, в розрахунковий метод обчислюють тривалість заповнення інертним газом ділянки виробки між джерелом окислювання вугілля та додатковою перемичкою. Після інертизації цієї частки виробки зачиняють регулятор витрат 6, який знаходиться на ділянці трубопроводу між ізолюючою перемичкою та патрубком. За рахунок цього суттєво скорочується потік азоту від газифікаційної установки знижується тиск на мембранному газорозділяючому вузлі за рахунок чого суттєво зменшується вміст кисню у складі надаваної від установки газової суміші. 10260 ФІГ. Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for prevention and suppression of the sources of self-heating or fire
Автори англійськоюKostenko Viktor Klymentovych, Kostenko Tetiana Viktorivna
Назва патенту російськоюСпособ предупреждения и гашения источников самонагревания или горения
Автори російськоюКостенко Виктор Климентович, Костенко Татьяна Викторовна
МПК / Мітки
Мітки: джерел, попередження, самонагрівання, гасіння, горіння, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-10260-sposib-poperedzhennya-ta-gasinnya-dzherel-samonagrivannya-abo-gorinnya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб попередження та гасіння джерел самонагрівання або горіння</a>
Попередній патент: Коробка
Наступний патент: Суцільний коробчастий фундамент
Випадковий патент: Масообмінний апарат для взаємодії газу (пари) з рідиною