Способ контроля за ходом тушения эндогенного пожара в угольной шахте

Способ контроля за ходом тушения эндогенного пожара в угольной шахте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАХОДОМ ТУШЕНИЯ ЭНДОГЕННОГО ПОЖАРА В УГОЛЬНОЙ ШАХТЕ, включающий отбор проб газа. из-за изолирующей перемычки, выдепение компонентов проб и измерение их концентраций, отличающийс я тем, что, с целью повьшгения точности оценки состояния очага пожара, в пробе газа измеряют концентрацию метана и других предельных и непредельньЪс углеводородов и дополнительно измеряют фоновую концентрацию метана и других предельных и непредельных углеводородов при отсутствии пожара в шахте, после чего определяют безразмерный коэффициент К из математического выражения К:. ( (СвИц«а)у cnH,n)J ScH)j ««гпп) )« Де ,,« -замеренная концентрация метана, %, -замеренные концентрации предельных углеводородов , %i 4с,Н,„), - замеренные концентрации непредельных углеводородов , %, -фоновая концентрация -(СН). (Л метана, %, (С«Н р фоновые концентраций . предельных углеводородов , %i Ч.)Ч фоновые концентрации непредельных углеводородов , % и по значению К определяют обстановку в изолированном перемычкой пожарном участке, при этом значения К « 0,01-0,04 соответствуют процессу горения, а при значениях К «0,9-1,2 00 горение отсутствует,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (l!) А

4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ жара в шахте, после чего определяют безразмерный коэффициент K из математического выражения с Zfc С

1(1снл1 (емкий)Ф (cnH „)+l где С, „1 — замеренная концентрация метана, X

С<, 1 — замеренные концентраП м %м ции предельных углеводородов, Ж, С(с н, — замеренные концентра- л at> I4 ции непредельнык углеводородов, 7,;

С(н ) - фоновая концентрация метана, Ж;

С(н — фоновые концентрации

И Ем+2-) предельных углеводородов, Ху

С() - фоновые концентрации непредельных углеводородов, Х и по значению K определяют обстановку в изолированном перемычкой пожарном участке, при этом значения К 0,01-0,04 соответствуют процессу горения, а при значениях К 0,9-1,2 горение отсутствует.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

{21) 3622558/22-03 (22) 15.07.83 (46) 07.06.85. Бюл. 21 (72) К.В.Зырянов, А.И.Галицкая и И.И.Пробот (71) Восточное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института горноспасательного дела (53) 622.807(088.8) (563 1. Методика контроля за ходом тушения зндогенных пожаров в шахтах

Кузбасса, Ленинск-Кузнецкий, 1974, с. 7-9.

2. Авторское свидетельство СССР

В 607051, кл..Е 21 F 5/04, 1954. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА ХОДОМ

ТУШЕНИЯ ЭНДОГЕННОГО ПОЖАРА В УГОЛЬНОЙ

ШАХТЕ, включающий отбор проб газа из-за изолирующей перемычки, выдепение компонентов проб и измерение их концентраций, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности оценки состояния очага пожара, в пробе газа измеряют концентрацию метана и других предельных и непредельнйх углеводородов и дополнительно измеряют фоновую концентрацию метана и других предельных и непредель. ных углеводородов при отсутствии поz)c с (CHq)Ф (СУ и д,л ) сФ (С H ) с3 ) 1160048

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для контроля за ходом тушения подземных пожаров.

Известны способы контроля эа ходом 5 тушения эндогенных пожаров, основанные на упорядоченном отборе проб индикаторных газов на входящей и исходящей вентиляционных струях действу. ющего участка. В качестве индикатор- 1О ных газов используют окись углерода и водород. При этом о состоянии эндогенного пожара судят.по изменению величины отношения окиси углерода к водороду (1j.

Недостатком этих способов является невозможность достоверного контроля эа состоянием эндогенного пожара, если он находится в стадии пламенного горения. Это связано с тем, что в ро связи с прогревом окружающего угля конкретные концентрации окиси углерода и водорода увеличиваются, а величина их отношения снижается до фоновой. 25

Наиболее. близким к изобретению является способ обнаружения эндогенного пожара в угольной шахте, включающий отбор проб газа из-за изолирующей перемычки, выделение компонентов 511 и измерение концентрации этилена и ацетилена. По отношению разности концентраций этилена к разности концент-! раций ацетилена двух последовательно отобранных проб судят о температуре угля. j2j.

Недостаток известного способа— относительно невысокая точность оценки состояния очага пожага в процессе его тушения. Это оббъясняется тем, что способ достоверен лишь при определении температуры угля в период его самонагревания. Если пожар достиг пламенного горения, то концентрации этилена и ацетилена в рудничной атмосфере запожаренного участка оказываются одного порядка, так что величина отношения этилена к ацетилену снижается до фонового значения. Эта величина практически не изменяется и после снижения температуры очага горения, что не позволяет следить за ходом его тушения.

Цель изобретения — повышение точности оценки состояния очага пожара в процессе тушения. !

Поставленная цель достигается тем, что при способе контроля за хо.

С1сн,)y дом тушения эндогенного пожара в угольной шахте, включающем отбор проб газа из-за изолирующей перемычки, выделение компонентов проб и измерение их концентраций, в пробе газа измеряют концентрацию метана и других предельных и непредельных углеводородов и дополнительно измеряют фоновую концентрацию метана и других предельных и непредельных углеводородов при отсутствии пожара в шахте, после чего определяют безразмерный коэффициент из математического выражения

С Z „C

+Q

1-,,). ° !" иг...1 (ни,.) p) (СН,Р (с,н,„„)a (с„,„ ц) где С< „1 - замеренная концент(сн 1, рация, метана, 7, С вЂ” замеренные концент.—

1сн „„ja рации предельных углеводородов, Х;

С „ 1 — замеренные концент< п га/ ,рации нзпредельных углеводородов, X

- фоновая концентрация метана, 7, С „, — фоновые концентрации предельных углеводо- родов, 7, С 1,., — фоновые, концентрации непредельных углеводородов, X и по значению I(..определяют обстановку в -изолированном перемычкой пожарном. участке, при этом значения К = 0 01-0 04 соответствуют процессу горения, а при значениях К =0,9-1,2 горение отсутствует.

В качестве фоновых приняты концентрации метана и других углеводородов предельного и непредельного рядов, которые имеют место в атмосфере очистного участка при нормальном состоянии, т.е. в отсутствие пожара, В этих условиях фоновая концентрация укаэанных газов, как правило, имеет небольшие флуктуации отнбсительно некоторой средней величины и в преде/ лах каждого участка сугубо индивидуальна. В периоды возникновения, течения н тушения эндогенного пожара в результате сгорания или разложения одних летучих веществ и синтеза других происходит непрерывное изменение и перераспределение концентраций компонентов в газовой обстандвке рудничной атмосферы. Изменение концентраций высших -углеводородов тес"

1160048

0 000012

0,405276

О, 275190

0,323408

0,234938

0,145073

0,000000

0,090481

0,065166

0,085678

0,064148

0 031 790

329

0,0185

0,0412

0,0337

0,0327

0,0402

2,527900

2,128000

343

369

2,090000

1,482000

384

386

i,079200 но связано с тепловыми процессами, протекающими в разогретом угольном скоплении и на стадии возникновения и тушения эндогенного пожара имеет ярко выраженную температурную зависимость

На чертеже представлен график изменения коэффициента k в периоды горения и затухания, полученный в лабораторных условиях (точками показа- f0, ны значения, полученные в период проверки предложенного способа в шахтных условиях по пожару Ф 721).

Способ предназначен преимущественно для контроля за ходом тушения эн- 15 догеннбго пожара в угольной шахте и может быть осуществлен следующим образом.

Во время введения в работу нового очистного забоя определяется фоновое 20 содержание метана СН, предельных (этан, пропан, бутан) и .непредельных (этилен, пролилен, бутилен) углеводородов и вычисляется суима предельных и непредельных углеводородов по 25 формуле (1) .

В случае возникновения пожара отбор проб .производят из-за перемычек, изолирующих запожаренный участок, через газоотбарные трубки в резиновые30 камеры..Анализ проб осуществляют хроматографическим методом в .газоаналитической лаборатории на присутствие в них указанных предельных и непредельных углеводородов. Затем по дан- Э ным анализа вычисляется. величина частного отношения замеренных концентраций предельных и непредельных углеводородов. к .фоновым по формуле (1).

По результатам расчетов определяется обстановка в изолированном пожарном участке: горит, горение ото сутствует.

Способ испытывался по пяти наиболее распространенным в Кузбассе маркам угля IGK ГЖ, К, СС и Т.

В табл.3 приведена смоделированная в лабораторных условиях динамика горения и остывания угля марки К, из которой видно, что в период затухания очага пожара наблюдается резкий скачок значения указанного коэффициента до фоновой величины.

В шахтных условиях предложенный способ проверялся при ликвидации четырех подземных пожаров. Во всех этих случаях результаты проверок соответ-ствовали данныи лабораторных испыта" ний. Так, например, во время тушения эндогенного пожара 9 721, возникшего

12 января 1982 r на шахте ии.Калинина

ПО Прокопьевскуголь" по пласту "Иощкому" с квершлага Р 1, запад, гор.

+230 м, проводилось наблюдение с

15 января по 11 ноября 1982 г. с сис/ 1 тематическим отбором и анализои проб воздуха из-за перемычек.

Результаты наблюдений приведены в табл.2 (c занесением полученных данных на график}.

Анализ полученных данных показывае ет, что пламенное горение в изолированном участке 16 июня 1982 r. отсут-. ствовало (значение коэффициента К увеличилось от 0,0403 до 0,688) ., Точ, ки, нанесенные на график, располагаются в достаточной близости от экс,периментальной кривой.

Таблица.1160048

Продолжение табл.i

1 !

381

379

360

336

312

288

254

229

0,000055

196

0,000036

О,ОООООО

0,000000

О,ОООООО

0,002180

173

0,001406

0,002862

156

136

116

0 001938

Таблица 2. Фон

1, 959

О, Оооо

О;00241

О, 0 i 114

0,0539

О, 0142

0,0168

0,0244

22.02.82

7,980

0,00560

11.03.82

15.03.82

18.03.82

4,310

3,690

4,050

3,610

0,00236

0,00292

0,00229

0,00210

0,00112

0,00059

0,0223

0,0239

25.03.82. 0 0205

О,ОЗ13

31.03.82

3,470

0,0353

0,486400

0,554800

0,096520

0,046360

0,012844

0,004256

0,002204

0,001862

0,002889

15.02.82 5 530

01.03.82 . 7,490

29.03.82 4,610

0,055764

0,065393

0 012508

0,006133

0,002996

О, 001169

0,ООО41О

0,000196

0,000056

0,000037

0,000008

0,000011

0,000014

0,00021

0,00958

0,04924

0,04232 а 0,01660

Оэ 1580

0,01588

0,01774

О, 01464

0 00993

0,0154 20

О, 019140

0,004607

0,003579

0,002490

0,001136

0,000343

0, 000160

0,0450

0,0432

0,0372

0,0315

0,0154

0,0122

0,0193

0,0345

0,1720

0,1969

1, 1000

1, 1000

0,9200

1160048

Продолжение табл.2

1 z

15.04.82

19.04.82

0,00176

0,00099

0,00031

05.05.82 11.05.82

0,0003f

16.06.82, 5,070

03.09.82 4,270

0,7153

1,0100

t,0000

1,0000

06.09 ° 82

22. 10. 82

0,660

0,500

0,00005

0,280

23. 11.82

0,00008

1,0

О

О, О

01

50 f00 50 ЮО Z50 ЮО З50 ЧОО f, С

BHHHQH Заказ 37 f 2/28 Тираж 446 Полисное

Фаллал ШШ Патлат, г. Увгород, ул.Проаатваа ° 4

3,440

2,800

2,640

1,650

0,01569

0,01977

О, 00514

0,00408

0,00079

0,00064

0,00007

0,00000

0,00000

0,00000

0,000000

0,00000

0,0211

0,0145

0,0519

0,0403

0,6880