Руководство по борьбе с эндогенными пожарами на шахтах миуглепрома СССР

Пенообразователь ПО-12 "Углепен" предназначен для пылеподавления и в отдельных случаях может применяться при тушении пожаров.

Таблица 5.2

Физико-химические свойства пенообразователей, осваиваемых промышленностью

локализации и тушении эндогенных пожаров, особенно в выработанных пространствах очистных забоев.

5.1.3. Свойства азота

Азот (N2) - это инертный газ. При нормальных условиях он находится в газообразном состоянии, не поддерживает горения, не имеет цвета и запаха. При температуре минус 196 °С и давлении 0,1 МПа азот находится в жидком состоянии. Плотность газообразного азота близка к плотности воздуха (0,97 кг/м3), что обеспечивает его равномерное перемешивание с атмосферой изолируемого пожарного участка.

Азот незначительно сорбируется углем и породами (в 20...40 раз меньше чем СО2 ) и мало растворим в воде (в 90 раз меньше, чем СО2 ).

Нормальное состояние жидкого азота - парожидкостная смесь, и при переходе из жидкого агрегатного состояния в газообразное не имеет твердой фазы. Плотность жидкого азота 810 кг/м3.

При испарении 1 т жидкого азота и подогреве его до температуры 20 °С образуется газа, что почти в 2 раза больше, чем CО2 (1 т жидкого СО2. дает газообразного).

5.1.4. Твердеющая пена

Представляет собой вспененный и отвержденный полимерный материал (пенопласт) мелкоячеистой структуры. Она может изготавливаться в горных выработках непосредственно на месте ведения изоляционных работ путем механического смешения водного раствора карбамидно-формальдегидной смолы с пенообразователем и раствором ортофосфорной кислоты (отвердителя) с дальнейшим вспениванием смеси сжатым воздухом. Твердеющая пена применяется в качестве изоляционного материала при возведении перемычек, рубашек, изоляционных полос, заполнении куполов и пустот за крепью горных выработок и др.

Объемная масса твердеющей пены зависит от кратности вспенивания водного раствора и при К = 10...16 составляет 30...20 кг/м3, а при К = 16...20 соответственно 18...15 кг/м3.

Прочность пены характеризуется механической нагрузкой, разрушающей ее структуру при сжатии. Величина механической нагрузки в основном зависит от объемной масон твердеющей пены: при объемной массе твердеющей пены 15...18 кг/м3 разрушающее напряжение составляет 30...50 кПа (0,3...0,5 кгс/см2) при 20...30 кг/см3 -50...100 кПа (0,5...1,0 кгс/см2).

Несмотря на небольшую прочность, твердеющая пена упруго деформируется, что позволяем ей сжиматься на 40...70 % без разрушения, поэтому ее можно использовать в выработках с неустановившимся горным давлением. При этом незначительное давление не приводит к нарушению целостности изолирующего сооружения и увеличению утечек воздуха.

Воздухопроницаемость изоляционных сооружений из твердеющей пены составляет 0,02...0,04 м3/(м2·мин) при толщине перемычки 1м. По степени горючести пенопласт относится к группе трудносгораемых материалов. При непосредственном воздействии пламени поверхностный слой пенопласта обугливается, деформируется, по распространения пламени по поверхности не наблюдается. Происходит термодеструкция и выделением токсичных газов

(СО, СО2, NО2, формальдегида и др.).

5.1.5. Компоненты твердеющей пены

Походным сырьем для получения твердеющей пены являются карбамидно-формальдегидная смола, поверхностно-активное вещество (пенообразователь) и кислотный отвердитель.

Из синтетических смол рекомендуется использовать карбамидно-формальдегидные смолы марок КФ-Б или КФ-МТ (ГОСТ 14231-78), а также КФЖ, КФ-СОМТ после предварительной проверки их в лабораторных условиях.

Основные свойства карбамидно-формальдегидных смол приведены

в табл.5.3.

Таблица 5.3

Физико-химические свойства карбамидно-формальдегидных смол

В качестве пенообразователя для получения твердеющей пены используется сульфанол НП-3 (технический) ТУ 84-509-81, основные свойства которого приведены ниже.

Возможно использование пенообразователей ПО-6К (ТУ 38-10740-73), "Прогресс" (ТУ 38-10719-77) и других после предварительной проверки их в лабораторных условиях.

В качестве отвердителя пены используют ортофосфорную кислоту термическую (ГОСТ 10678-76). Ориентировочная цена 1 т - 300 руб.

Расход и стоимость исходных продуктов на твердеющей пены для изолирующих сооружений приведены в табл.5.4.

Таблица 5.4

Расход сырья на твердеющей пены

Возведение сооружений из пенопласта сопровождается выделением формальдегида. С целью снижения его содержания рекомендуется вводить в раствор ортофосфорной кислоты 3..5 % карбамида (ГОСТ 2081-75) в зависимости от расхода смолы.

Для повышения механической прочности твердеющей пены следует применять минеральные наполнители: гипс или золу-унос, являющуюся отходом тепловых электростанций. Зола-унос вводится в композицию в массовом соотношении к смоле 1:1, при этом механическая прочность твердеющей пены увеличивается в 2...3 раза.

Качество компонентов твердеющей пены определяется в лаборатории ВНИИГД и ВГСЧ,

5.2. Применяемое оборудование и устройства

Технологические схемы предупреждения, локализации и тушения

эндогенных пожаров в силу своей специфики предопределяют исполь-

зование различных тактико-технических приемов воздействия да очаг

пожара с применением большой номенклатуры с как вновь

разработанного, так и серийного производств и разделом

предусмотрено описание основных видов криогенного оборудования

и пеногенерирующих устройств,

5.2.1. Установки передвижные азотозаправочные типа УПА (рис .5. 11)

Предназначены для транспортирования с базовых хранилищ жидкого азота с последующей заправкой криопродуктом резервуаров потребителей.

Потребщелеч жидкого азота являются стационарные профилактические комплексы шахт (ПСК) по приготовлению и подаче инертных

пен и вспененных суспензии, резервуары транспортных установок

типа УТЖА и "AЗОТ-I" для обеспечения подземных газификационных

установок типа ПГХКА (комплексы КАЭ-1, КАЭ-2), а также отдельные

установки по приготовлению пен и вспененных; суспензий,

установленные на шурфах, групповых и индивидуальных скважинах.

Установка состоит из транспортной цистерны типа ЦТК, смонтированной на платформе автомобиля. В зависимости от типа цистерны, размещенной на платформе автомобиля, установки получают название УПА. Через тире пишутся параметры цистерны (геометрический объем и рабочее давление).

Основные технические данные серийно выпускаемых установок

приведены в табл. 5.5.

5.2.2. Установки газификационные автомобильные типа АГУ

Предназначены для хранения и транспортировки жидкого азота,

Газификации на месте потребления с последующим нагнетанием в линию потребления и наполнения баллонов и других емкостей газообразным азотом

до давления 19,6 МПа (200 кгс/см2 ). Конструкцией установок предусмотрена

заправка жидким азотом резервуаров подземных

Рис.5.1. Установка газификационная автомобильная АГУ-8К.

1 - автомашина КрАЗ-257; 2 - цистерна транспортная ЦТК-5/0,25; 3 - фургон; 4 - трап-лестница; 5 - гайка "РОТТА"; 6 - ящик для кабеля; 7 - узел выдачи жидкого азота; 8 - испаритель; 9 - узел выдачи газообразного азота; 10 - агрегат насосный; 11 - стеллаж; 12 - щит управления; 13 - щит силовой; 14 - шкаф арматурный.

Таблица 5.5

Техническая характеристика серийно выпускаемых автозаправочных установок