Спосіб ліквідації початкової стадії підземних пожеж

Спосіб ліквідації початкової стадії підземних пожеж в діючій або в зупиненій виробці у випадку, коли зводять герметичну перегородку з одночасною подачею інертного газу у вугільну виробку, який відрізняється тим, що у вугільній виробці додатково розміщають обладнання для контролю за індикаторними газами, об'ємним вмістом кисню, азоту, метану та за станом окремих фізичних параметрів атмосфери виробки, таких як тиск, температура, задимленість повітряного середовища виробки, швидкість повітряного потоку у виробці, обладнання по перетворенню і передачі даних від різноманітних датчиків як частину автоматизованої U 2 (19) 1 3 35169 4 влюється в захисному резервуарі при аварійній виробленні, що захищається, причому тиск в каситуації. Корисною моделю забезпечується надіймерах в напрямку виробки, що захищається зросна пасивна інертизація в резервуарі, що захищатає, до того ж, перемички обладнані клапанами ється і яка попереджає виникнення займистої сунадлишкового тиску, а в якості інертного газу, який міші із водню і кисню, [заявка RU №94030456/25 подають за допомогою пристрою шлюзового типу, від 1994.08.24., МПК6; конвенційна заявка ЕР використовують азот одержаний за допомогою №93113522.2 від 1993.08.24] автоматичної установки газового пожежогасіння Недоліком є те, Що пристрій потребує постійтакож як частини автоматизованої системи виявного обновлення значної кількості хімічних речолення і ліквідації початкової стадії підземних повин. До того ж, при протіканні хімічних реакцій при жеж, розташованої на мобільному транспортному створенні інертної атмосфери, виділяється багато засобі і/або стаціонарно , в забої і/або на денній теплоти яка потребує відводу, а це не завжди моповерхні, також як частину автоматизованої сисжливо реалізувати. теми виявлення і ліквідації початкової стадії підЗа найближчий аналог запропонованої корисземних пожеж розміщають обладнання для взаєної моделі приймаємо спосіб ізоляції аварійної модії з центром керування безпекою і з ділянки при підземній розробці і який може бути підсистемою керування вентиляцією, причому повикористаний для ізоляції аварійних ділянок від дача азоту і її припинення здійснюється по команді діючих гірничих розробок. Корисна модель забезблоком інтелектуальним на підставі аналізу показпечує підвищення ефективності гасіння підземних ників з усіх датчиків розташованих у виробленні. пожеж в важкодоступних містах і безпеку робіт при Спосіб реалізується за допомогою технологічізоляції за рахунок дистанційного зведення опалуного ланцюжка устаткування як автоматизованої бки і закачуванні у вн утрішньо опалубний простір системи виявлення і ліквідації початкової стадії заповнювача. Сутність корисної моделі: на ближпідземних пожеж, яку частково розміщають у виніх підступах до пожежної ділянки гірничого вироробленні і який складається із базових модулів, які блення влаштовують обсадну свердловину по якій в свою чергу містять стаціонарний модуль контроза допомогою бурового станка і матеріального лю з картриджами для індикаторних газів, датчик трубопроводу подають замкнену складну опалубтемператури, датчик швидкості повітряного сереку, яка має закачний патрубок, закріплений на довища, датчик диму, блок датчиків метану (СН4), крайній ділянці трубопроводу. Зведення ізоляційкисню (О2), азоту (N2) і тиску, джерело постійного ної перемички виконують з одночасною подачею струму; із перемичок і пристрою для введення іне(після розкриття опалубки подачею стислого інерртного газу, із блоку перетворювання і передачі тного газу) інертного газу і заповнювача від джеданих, а також комутатора, блоку інтелектуальнорел. Спочатку подають летучу золу (до2/3 об’єму), го, системи оповіщення, як обладнання, що відпоа потім порошковий склад з водою, що спучується, відають за взаємодії з центром керування безпенаприклад ПМК. Корисна модель дозволяє знижукою і підсистемою керування вентиляцією і які вати матеріальні і трудові витрати на виробництво розміщаються, наприклад, у центральній службі робіт по ізоляції пожежних ділянок шахт [заявка на керування безпекою шахти, самої центральної Корисна модель RU №93010144/03 від1993.02.26; служби керування безпекою з відповідними підМПК6 Е21F5/00]. розділами і азотної станції, зріджувача азоту, наНедоліком корисної моделі є те, що спосіб копичувального резервуару, системи пуску кероважко застосувати коли бракує часу, а також коли ваним клапаном, блоку програмного управління важко точно виявити місто знаходження пожежі у клапанами газифікатора-перетворювача, трубовугільній виробці. проводу запобігання закиду тиску, пристрою, що Задачею корисної моделі є створення найдроселює, імпульсного газифікаторабільш ефективного способу попередження самоперетворювача тиску, блоку управління, системи займання вугілля за допомогою створення контроконтролю тиску балонів високого тиску, балонів льованої інертної атмосфери в вугільній виробці. високого тиску, розподільчого трубопроводу як Поставлене завдання вирішується тим, що поскладових автоматичної установки газового пожепередження самозаймання вугілля у діючій, або в жогасіння, яка також є частиною автоматизованої зупиненій виробці, в разі коли зводять герметичну системи виявлення і ліквідації початкової стадії перегородку з одночасною подачею інертного газу підземних пожеж, розташованої на мобільному у вугільну виробку, згідно з корисною моделлю, у транспортному засобі і/або стаціонарно , в забої вугільній виробці додатково розміщають обладі/або на денній поверхні. нання для контролю за індикаторними газами, об'Таким чином, зазначений вище технічний реємним змістом кисню, азоту, метану та за станом зультат, що досягається в процесі використання окремих фізичних параметрів атмосфери виробки корисної моделі, забезпечується ознаками, які таких як тиск, температура, задимленість повітрявідрізняють його від ознак у способах попереного середовища виробки, швидкість повітряного дження самозаймання вугілля описаних згідно потоку у виробленні, обладнання по перетворенню відомого рівня техніки, зокрема в способі прийняі передачі даних від різноманітних датчиків, як чатим за найближчий аналог. Завдяки обладнанню стину автоматизованої системи виявлення і ліквівугільної виробки вищезгаданим технологічним дації початкової стадії підземних пожеж, а виробку обладнанням, вугільна виробка буде надійно зазакривають принаймні двома або більшою кількісхи щена від самозаймання, а це є важливим як для тю перемичок з проміжками між ними і які утворюдіючих шахт,, що значно підвищує безпеку шахтають газові камери, причому значення тиску в карів і забезпечує безперервність самого виробничомерах більше за атмосферний, але менший ніж у го процесу, в зв'язку із зниженням простоїв, які 5 35169 6 пов'язані з виникненням аварійних ситуацій і зального накопичення. Тривалість цієї стадії може трат на їх усунення, так і для недіючих шахт, а це, досягати кількох місяців. У цієї стадії можливо пояк відомо, пов'язано з екологією. мітити незначні виділення водню (Н2), тому ця На Фіг.1, 2 схематично зображений технологістадія важко визначається. чний ланцюжок для реалізації запропонованого Стадія самонагрівання характеризується збіспособу. Технологічний ланцюжок містить стаціольшенням температури від природної до критичної нарний модуль контролю з картриджами для інди(Ткр). Це обумовлено сорбцією кисню на поверхні каторних газів - 1, датчик температури - 2, датчик вугільних накопичень. В процесі самонагрівання швидкості повітряного середовища - 3, датчик дивугілля, волога, що втримується в ньому, випарюму - 4, джерело постійного струму -5, блок модується. Пар, що утворюється, захоплює молекули льний БМ! - 6, блок перетворювання і передачі радону (Rn) і виносить їх в рудничне повітря. Різданих - 7, блок модульний БМП - 8, комутатор - 9, кий сплеск концентрації радону в минаючому чеблок інтелектуальний - 10, азотну станцію - 11, рез вугілля, що розігрівається і породи повітря зріджувач азоту - 12, накопичувальний резервуар реєструють в інтервалі температур 50°-100°С. Це 13, систему пуску керованим клапаном - 14, блок перший момент, що добре фіксують серійним обпрограмного управління клапанами газифікатораладнанням при їх правильному розташуванні. З перетворювача - 15, трубопровід запобігання зацього моменту ріст температури стрімко зростає. киду тиску - 16, пристрій, що дроселює - 17, імпуТак динаміка зростання температури після темпельсний газифікатор-перетворювач тиску - 18, блок ратури 373°К складає приблизно 12° за добу. При датчиків метану (СН4), кисню (О2), азоту (N2) і тисцьому крім радону (Rn) в якості індикаторних газів ку - 19, центральну службу керування безпекою реєструють оксид вуглецю (CO) і водень (Н2) в 20, блок управління - 21, систему контролю тиску концентраціях до 1%. Якщо концентрація водню балонів високого тиску - 22, систему оповіщення (Н2) і оксиду вуглецю (CO) перевищує 1% об і при 23, балони високого тиску - 24, перемичку - 25, цьому ще реєстр ують в газовій пробі метан (СН4), пристрій шлюзового типу для введення газової це означає, що температура вогнища вже перевогнегасної речовини - 26, розподільчий трубопровищує 250°-270°С. (Іде процес тління). Далі винивід - 27, підсистема управління вентиляцією рудкає пожежа (стадія полум'яного горіння), але цю ника - 28 (не показана), автоматична установка стадію не розглядаємо тому, що задачею заявки є газового пожежогасіння - 29. попередження самозаймання вугілля. Технологічний ланцюжок обладнання працює Для виявлення початкової стадії виникнення наступним чином. У вугільній шахті існує певна підземних пожеж у рудниках служить базовий мокількість вироблень. По представленим геологодуль, який встановлюють безпосередньо у передрозвідувальними організаціями, після детальної бачуваних зонах утворення пожежних ситуацій. розвідки шахтного поля, керновим пробам вугілля, Кількість базових блоків БМn 8, їх комплектність інститути безпеки встановлюють схильність до визначають структурою і розгалуженістю об'єкту самозаймання усіх нашарувань вугілля в ша хті. контролю. Дія базового модулю заснована на виПісля детального аналізу встановлюють перелік мірюванні показників ряду основних газових скланайбільше схильних до самозаймання нашарувань дових компонентів з допомогою стаціонарного вугілля в шахті, які потім обладнують елементами, модуля контролю з картриджами для індикаторних які входять в те хнологічний ланцюжок по поперегазів 1, а також на вимірюванні фізичних показнидженню самозаймання вугілля. При цьому, базові ків таких як температура - датчиком температури елементи, які входять до технологічного ланцюжка 2, швидкості повітряного середовища - датчиком в якості реєстраційних, встановлюються в контрошвидкості повітряного середовища 3, задимлельних точках, які знаходяться на шляху р уху повітність - датчиком диму 4, тиску - блоком датчиків ряного середовища через накопичення вугілля у 19. Усі ці датчики підключають до джерела, повиробленому середовищі і яких повинно бути не стійного струму 5. Сигнали з блоків модульних менш чотирьох (вхідна, очисний забій, вироблений поступають в блок перетворення і передачі даних простір, вихідна із очисного забою). 7, де сигнали перетворюють в один тип необхідноСтійкому горінню передують три стадії: низьго діапазону частот. Далі сигнал через комутатор 9 котемпературне окислювання, самонагрівання, поступає в блок інтелектуальний 10. За допомогою займання, при яких виділяються різні газоподібні блоку інтелектуального визначають реальні припродукти, що утворюють фон індикаторних газів. В чини зростання показників датчиків контролю і при якості індикаторних газів вибираємо окис вуглецю наявності відповідних програм розпізнають: фонові (CO), водень (Н2) та радон (Rn), тому картриджі рівні газів у рудничній атмосфері (з врахуванням стаціонарних модулів обладнуємо саме на ці гази. технологічних і транспортних систем рудника), Самозаймання можна розглядати як сукуппожежу, по динаміці співвідношень індикаторних ність трьох процесів, що одночасно протікають: газів, початок пожежі по зміні фізичних показників термохімічна реакція між вугіллям і киснем повіт(швидкості потоку, температурі повітряного сереря, тепловиділення і перенос тепла, газодинаміка довища, концентрації димних аерозолів), місто в пористому середовищі. виникнення пожежі, а також розраховують аварійні У початковій стадії низькотемпературного окиі загрозливі зони, взаємодіють: з системою зв'язку слювання температура вугільного накопичення не центральної служби керування безпекою 20, з підвідрізняється від нормальної для умов конкретного системою управління вентиляцією рудника 28. родовища. Тривалість стадії визначається терміВ момент, коли блок інтелектуальний 10 після ном необхідним для формування умов при яких чергової обробки даних виявляє початок процесу накопичення тепла перевищує його відвід із вугісамонагрівання, він подає сигнал через систему 7 35169 8 оповіщення 23 і сповіщає про початок процесу від кількості теплоти, що підводиться до імпульссамонагрівання. Також блок інтелектуальний 10 ного газифікатора-перетворювача 18 з випарником дає відповідний сигнал підсистемі управління веназоту, судина якого виконана у вигляді ємності для тиляцією 28 на закриття повітряних заслінок (не випарювання скрапленого азоту під високим тиспоказані) та сигнал в центральну систему управком, частково заповненою профільованою теплоління безпекою 20. Після чого відповідна служба акумуляторною насадкою. Імпульсний газифікаставить перемички 25 з пристроєм шлюзового титор-перетворювач 18 керується блоком пу для введення інертного газу 26 для герметизапрограмного управління клапанами 15 з'єднаний-з ції зони горіння і підключає його через розподільблоком управління 21. Далі, минаючи трубопровід чій трубопровід 27 до автоматичної установки запобігання закиду тиску в судині випарника 16 і газового пожежогасіння 29. Включають станцію пристрій, що дроселює 17, азот поступає на розазотну 11 через блок управління 21 з підключенподільчий трубопровід 27, пристрій шлюзового ням її до блоку інтелектуального 10, яка виробляє типу 26 і у виробку, що охороняється. Блок датчиазот концентрації 92-99,5% і котрій потрібен деків метану (СН4), кисню (О2), азоту (N2) і тиску 19 є який час до вступу в дію. Інерційність даного обскладовою частиною блоку модульного 6 і від ньоладнання буде залежить від швидкості зведення го сигнал надходить до блоку інтелектуального 10, перемичок для утворення шлюзу, що герметизує який в свою чергу, керує подачею азоту і її припивиробку, що захищається. Не треба забувати, що ненням у виробку, що захищається, після відповінеоправдана затримка терміну дії устатк ування дної обробки даних з усіх да тчиків. Станція азотна веде до невиправдано великих матеріальних збит11 після ліквідації загрози переходу до стадії саків. При зведенні шлюзової камери, що утворюють мозаймання, а також для поповнення скрапленого перемички, через блок управління 21 подають сигазоту в накопичувальному резервуарі 13 унаслідок нал в систему пуску керованим клапаном 14 який випарювання, виробляє азот, який скраплюється у дає сигнал керованому клапану на відкриття балозріджувачі азоту 12. Система контролю тиску банів високого тиску 24 обладнаних системою контлонів високого тиску з азотом 22 діє таким чином, ролю тиску 22 і на відкриття накопичувального що при зниженні тиску, автоматично подається резервуара з скрапленим азотом 13, що являє сигнал на блок управління 11, який фіксують і засобою судину Дьюара. Далі скраплений азот повдяки якому, усовують недолік за допомогою перступає в імпульсний газифікатор-перетворювач соналу, що обслуговує устатк ування технологічнотиску 18, що включає також випарник азоту. Швидго ланцюжка. кість утворення газоподібного азоту буде залежить Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601