Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

К ПРОБЛЕМЕ РАЗРАБОТКИ КОМПЛЕКСНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ШАХТНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Сечин А.И. Бошенятов Б.В. Косинцев В.И. Сечин А.А. Лаптев Д.А. Задорожная Т.А.
Известную актуальность занимают проблемы, сопровождающие добычу и переработку угля, представляющие собой обеспечение безопасности технологического процесса. Анализируя накопленные знания в этой области, можно прийти к следующему заключению:
  • вероятность наличия источника зажигания равного 1 исключить нельзя. Иначе это было бы давно сделано;
  • вероятность появления горючей смеси равного 1, так же исключить нельзя;
  • следует иметь ввиду, что основные пожаровзрывоопасные характеристики углей располагаются в широком диапазоне, т.е. они не представляют тех характеристик, что исследователи привыкли наблюдать у большинства веществ;
  • с другой стороны, состав смеси участвующей в горении в первом приближении довольно несложен, но исследования горения гетерогенных систем в этой области не представлены.

Если подвергать анализу пожаровзрывоопасные свойства веществ [1, 2], являющихся основными компонентами производственных пылегазовых систем, то мы увидим, что повышение уровня пожаровзрывобезопасности можно ожидать, изменяя состав компонентов горючей среды, либо условий в которых она формируется. Следующим шагом, так как ряд известных факторов исключить мы не в состоянии, предлагается перевести аварийный процесс с параметрами взрыва (со всеми его поражающими факторами), в процесс дефлаграционного горения, с условиями выживания человека находящегося в зоне его действия.

Из выше сказанного следует: необходимо провести комплекс исследований горения как индивидуальных составляющей шахтной атмосферы, так и ее компонентов. В результате проведения этих исследований можно ожидать следующие результаты:

  • Сама область горения такой смеси будет существенно уменьшена (если не исчезнет совсем), но параметры процесса горения будут более щадящими, чем в первоначальном случае (поражающие факторы). Тем самым можно ожидать выход в область пламен с низкими показателями, которые для человека, попавшего в зону их проявления, не будут носить катастрофический характер.
  • Снижение параметров проявления очага воспламенения, позволит ожидать затухания пламени, и нераспространения его по объему шахтной выработки в область присутствия пылевых осаждений с параметрами, позволяющими инициировать, а затем и интенсифицировать процесс распространения аварии.

Из литературных источников известно [3], что в большинстве случаев объемы скопления метана имеют место находиться:

  • У исполнительных органов комбайнов 0,1-0,5 м3.
  • В пространстве между корпусом комбайна и забоем до 1 м3.
  • На машинной дороге в очистных выработках крутых пластов могут иметь протяженность до 10 м и более, а объем до 6 м3.
  • В пространстве между корпусом комбайна и забоем, при нормальном проветривании очистных выработок, скорость скопления метана превышает 1,5м3/мин.
  • В пространстве над корпусом и машинной дороге выше, при нормальном проветривании очистных выработок, скорость скопления метана превышает 1м3/мин.
  • При обрушении свода, объем выделяющегося метана может достигать до 150 м3/с.

Наряду с этим комплексом исследований предлагаются следующие мероприятия, позволяющие повысить степень безопасности рассматриваемой технологии:

  • Провести секционирование объема выработки и шахты в целом, ввести тамбура безопасности, представляющие собой водяные завесы (две водяные завесы с промежутком между ними в несколько метров), в этом объеме воздух насыщен водяным паром, точнее - туманом. Фронт пламени не пройдет через такой тамбур, только ударная волна. Сам же он будет проницаем для движущихся объектов.
  • Для успешного функционирования водяных завес, рекомендуется использовать воду представляющую собой водовоздушную систему, прекрасно гасящую энергию взрыва.
  • Встроить в технологическое оборудование систему, обеспечивающую очистку воздуха, с последующей подачей его в производственный объем.

В местах незначительного выделения метана, предлагается не удалять выделяемый газ на поверхность, что само по себе - опасный процесс, а утилизировать его на месте, в специально разработанном модуле.

Водовоздушная система, предлагаемая для эффективного функционирования водяных завес, представляет собой пузырьковую водовоздушную среду (МВС), подразумевается покоящаяся или движущаяся пузырьковая водовоздушная среда, в которой газ в виде дискретных образований - пузырьков микроскопического размера содержится в непрерывной жидкой фазе. Данную среду рекомендуется использовать как прекрасно гасящую энергию взрыва.

Некоторая качественная характеристика МВС:

  • Газосодержание в МВС обычно не превышает 20-30%.
  • При уменьшении размера пузырька ниже 100мкм его скорость всплытия уменьшается как квадрат диаметра.
  • Наблюдается практически полное отсутствие процессов коалесценции в водовоздушных системах.

Значительный комплекс исследований выполнялся на водовоздушном стенде, где изучено влияние ряда факторов на МВС. Для создания дисперсионной среды использовалась: водопроводная вода и вода промышленного водопровода.

В результате проведенного исследования можно сделать следующий вывод:

  • необходимо разработать систему секционирования производственных объемов;
  • ввести тамбура безопасности, позволяющие секционировать наиболее опасные производственные участки;
  • внутри секций установить очистные комплексы, позволяющие очищать производственную атмосферу;
  • при организации тамбуров безопасности, применять водовоздушную среду, обеспечивающую непрохождение через тамбур волны взрыва;
  • изучить возможность состава шахтной атмосферы снижающего параметры процесса горения, не носящие катастрофический характер для обслуживающего персонала.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. БаратовА.Н., КорольченкоА.Я. Пожаро- взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения / Справочник. - М.: Химия. Т. 1., 2. 1990. -880 с.
  2. БесчастновМ.В. Промышленные взрывы оценка и предупреждение. М.: "Химия", 1991. - 432 с.
  3. Нецепляев М.И., Любимова А.И., Петрухин П.М. и др. Борьба с взрывами угольной пыли в шахтах. - М.: Недра, 1992. - 298 с.

Библиографическая ссылка

Сечин А.И., Бошенятов Б.В., Косинцев В.И., Сечин А.А., Лаптев Д.А., Задорожная Т.А. К ПРОБЛЕМЕ РАЗРАБОТКИ КОМПЛЕКСНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ШАХТНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2008. – № 4. – С. 140-142;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23794 (дата обращения: 20.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674