Таблица 11.2

Горючая нагрузка и расход воздуха на полное ее выгорание
в выработках с арочной крепью и деревянными затяжками

Площадь сечения выработки в свету, м2

Периметр сечения выработки с горючей затяжкой, м

Удельная горючая нагрузка Вн, кг/м

Объем воздуха для полного выгорания горючей нагрузки q0, м3

Одно- и двухпугевые выработки с арочной крепью

5,2

7,9

174

696

6

8,7

192

770

7,1

8,9

196

785

8,9

9,4

207

825

11,2

10,5

231

925

12,7

11,3

249

995

13,1

11,6

255

1029

Конвейерные выработки с арочной крепью

7,4

9,2

202

810

9,3

9,6

211

845

11,6

10,9

240

960



Если горная выработка полностью закреплена деревянной крепью (рамы и затяжки), то приведенные в таблице 11.2 значения горючей нагрузки необходи­мо увеличить в 2 раза при расстоянии между рамами до 0,8 м и в 1,5 раза — при расстоянии более 0,8 м.

  1. Температуру пожарных газов на выходе из зоны горения определяют по формуле

t _ BHVno>K(0,80QH-586)+26Gr + (0,10 + 0,08VB)FCT

rK (5,13-10“3 +4,11 l(F3VB)FCT + l,31Gr

где trK — температура пожарных газов на выходе из зоны горения, °С;

Вн — удельная пожарная нагрузка, кг/м;

QH — низшая теплота сгорания пожарной нагрузки, кДж/кг;

FCT — площадь стенок выработки в зоне горения, м2;

Gr — объемный расход пожарных газов, м3/с,

Gr=SVB.

При тушении пожара водяной завесой должно быть обеспечено снижение температуры trK пожарных газов на выходе из завесы менее температуры вос­пламенения горючих материалов tr<< tBocn.

Знание данных величин позволяет оценить возможность развития пожара, выбрать способы его локализации и тушения, определить необходимый для этого расход воды, который будет равен суммарному ее расходу через все потребители, участвующие в его ликвидации.

  1. Технологические схемы противопожарного водоснабжения и тип необходимого оборудования выбирают согласно ДНАОП 1.1.30-4.01-97 и ДНАОП 1.1.30-5.34-02.

  2. Количество воды на тушение подземного пожара цельными струями определяют по ДНАОП 1.1.30-4.01-97.

  3. Удельный массовый расход воды на создание завесы определяют по формуле

trK-250

Z 253 + 2512%’ (113)

где z — удельный расход воды на 1 кг/с пожарных газов, кг/с;

tr< — температура пожарных газов на входе в завесу, °С;

%— доля воды, испарившейся в завесе, определяют по формуле

% = е,гк (11-4)

где а — эмпирический коэффициент, а = 7695°С/мм2;

ф — среднее значение диаметра капли воды в завесе, соответствующее технической характеристике оросителя применяемого пожарного оборудова­ния, мм.

Удельные расходы воды zo, необходимые для охлаждения 1 м3Тс расхода пожарных газов, приведены в таблице 11.3.

Таблица 11.3

Удельный расход воды на охлаждение пожарных газов

Температура на входе в завесу trK °С (вид крепи горной выработки)

Удельный расход воды z0, іуҐ/ч, на охлаждение 1 м3/с расхода пожарных газов, не менее

Средний диаметр капель dK, мм

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

400

(с негорючей крепью)

0,49

0,8

1,57

2,84

3,71

3,94

600

(с негорючей крепью, оборудованные ленточными конвейерами)

0,93

1,29

2,14

3,74

5,88

7,32

800 (оборудованные ленточными конвейерами и имеющие негорючую арочную крепь и деревянную затяжку)

1,35

1,74

2,58

4,19

6,71

9,38

1000

(с деревянной крепью)

1,77

2,17

2,99

4,53

7,04

10,32

1200

(с деревянной крепью, покрытой слоями угольной пыли)

2,15

2,54

3,46

5,03

7,55

10,93



В зависимости от площади поперечного сечения S выработки и скорости движения пожарных газов VB общий расход воды на образование водяной завесы определяют по формуле

Q3=4,66z0 SVB, <115>

где Q3 — общий расход воды, м3/ч.

  1. Расход воды на установку водяного пожаротушения определяется со­гласно приложению № 12 настоящих Правил.

  2. Для проектируемых трубопроводов диаметр условного прохода вычис­ляют согласно ВНТП 1-86.

  3. Оценку параметров работы пожарного оборудования проводят с учетом его гидравлического сопротивления Sn, которое должно быть меньше расчетного сопротивления Snp для каждого потребителя воды: при условии Sn < Snp оборудование обеспечит тушение пожара, а при Sn > Snp необходимо применение нового пожарного оборудования или снижение пожароопасности горной выработки.

  4. Напор Нн в начале низконапорной ветви трубопроводов определяют по формуле Нн =60 + SHQ;B -hr, (11.6)

где hr — разность геодезических отметок между началом низконапорной ветви и точкой ветвления трубопровода, м;

SH — гидравлическое сопротивление низконапорной ветви, с25, определя-


ки — коэффициент, учитывающий местное гидравлическое сопротивление, Кц = 1,051-1,10;

А( — удельное сопротивление j-ro участка трубопровода, с26;

— длина j-ro участка трубопровода, м;

Оте — суммарный расход воды, поступающей к точке ветвления трубопро­вода, м3/с.

  1. Напор Нв в конце высоконапорной ветви трубопроводов определяют по зависимости

Нвш-8вртв, (11.8)

где Нш— разность геодезических отметок поверхности шахтного водоема и начала низконапорной ветви трубопровода, м;

SB— гидравлическое сопротивление высоконапорного участка трубопрово­да, с25, определяют по формуле

8.=к„2;ал. (,19)

где А ,С, — удельное гидравлическое сопротивление и длина участков трубо­проводов высоконапорной ветви, с26 и м соответственно.

Удельные гидравлические сопротивления А шахтных трубопроводов при­ведены в таблице 11.4.

Таблица 11.4

Удельные гидравлические сопротивления шахтных трубопроводов

Условный проход трубы Ду, м

0,100

0,125

0,150

0,200

0,250

0,300

Удельное сопро­тивление А, с26

172,6

76,4

30,65

6,96

2,19

0,85

  1. В случае подачи воды по закольцованным (параллельным) трубопро­водам гидравлическое сопротивление такого участка определяется следую­щим образом. Для каждой точки питания от кольца составляется система урав­нений исходя из правил Кирхгофа следующего вида:

JSjQ^O, (11.Ю)

i=l

где В, — сопротивление і-й из параллельных ветвей трубопровода, c2/ms;

Q, — расход воды через і-ю ветвь, м3/с.

Сопротивление кольца с двумя параллельными ветвями определяют по формуле

s„ =s,/(i+Vs^sT)!

где SK, S,, S2 — сопротивление кольца трубопроводов и его ветвей соответ­ственно, с25.

Снижение сопротивления в закольцованных (параллельных) ветвях долж­но быть учтено при определении Ня и Нв.

  1. Сопротивление редукционного устройства для данного режима рабо­ты определяют по формуле

s f|(s +sCT)-sB , <11-12>

р lHH-hr /н

где SCT — гидравлическое сопротивление пожарного ствола, с25.

  1. Коэффициент редуцирования устройства определяют по формуле

К = -^ ■ (11-13)

Нн

При к =1,0 необходимо осуществлять прямое соединение высоконапорной и низконапорной ветвей трубопровода, без применения редукционного устрой­ства.

При к < 1,0 необходимо применять повышающую насосную станцию для увеличения напора Нв.

При к > 1,0 должны быть использованы редукционные клапаны, понижающие напор от Нв на входе до Нн на выходе.

  1. Выбор редукционного клапана осуществляют с учетом его собствен­ного гидравлического сопротивления Sp, определяется по формуле

1

5- • (11-14) 2р.® g

где ц — коэффициент расхода, ц 0,97;

<t> — площадь поперечного сечения прохода клапана в его открытом состоя­нии. М-

g — ускорение свободного падения, м/с2.

При Sp > Sp,p клапан работает в регулируемом режиме, то есть система обеспечивает требуемые параметры.

При Sp < S’ клапан работает в нерегулируемом режиме. В этом случае необходимо провести проверку системы на разрыв струи. Для исключения разрыва струи необходимо выполнение условия

, Нш(а h -А £ -S -S )+Sphr

h > 2 , k I I • IO)

Aohr-AA-Sp-SM-S„

где h,— разность геодезических отметок между руддвором и редукционным клапаном, м;

Ао, Ан— удельное сопротивление труб до клапана и в низконапорной сети соответственно, с26;

£н — длина трубопровода от руддвора до потребителя, м;

S„, S„, Sp— сумма всех местных сопротивлений в низконапорной сети тру­бопровода, гидравлическое сопротивление потребителя, гидравлическое со­противление клапана соответственно, с25.

  1. Проверку соответствия напора Нн1 на выходе клапана напору Нн, необходимому в низконапорной сети, производят следующим образом: при Нн1> Нн редуктор обеспечивает нормальную работу системы, при Нн1< Нн необхо­дима разработка нового клапана или изменение гидравлических параметров системы. Здесь H,„ = H,-s,ppQ;,.

  2. Определив по формуле (11.6) настроечные напоры Нн для всех ветвей трубопроводов, запитанных от редукционного клапана, выбирают наибольшее значение настроечного напора. Концевая точка с наибольшим настроечным напором является «диктующей».

  3. В случае, когда при использовании одного клапана с коэффициентом редуцирования «к» понижение напора недостаточно, то есть Н/к >Нн, следует применять двухступенчатое редуцирование.

  4. При невыполнении нормативных требований к расходам и напорам в концевых точках должны быть проведены мероприятия по снижению гидрав­лического сопротивления (замена труб на трубы большего диаметра или их очистка от отложений) или по повышению давления в начале ветви (настройка выходного давления предыдущего клапана на более высокое или применение повышающей насосной станции).

2. Расчет параметров системы противопожарного водоснабжения поверх­ностных сооружений выполняется согласно СНиП 2.04.02-84.

Приведенные зависимости позволяют определить требуемые гидравличес­кие параметры системы противопожарного водоснабжения, а также применя­емого пожарного оборудования при разработке или корректировке проектов противопожарной защиты угольного предприятия в соответствии с требова­ниями нормативных документов Украины. Приведение системы противопо­жарного водоснабжения в соответствие с требованиями нормативных доку­ментов и параметрами имеющегося в наличии или разрабатываемого пожар­ного оборудования обеспечивает повышение технического уровня и вероят­ность безотказной работы систем противопожарной защиты шахт.

Приложение 12 к пункту 7.4.14 Правил пожарной безопасности для предприятий угольной промышленности Украины

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЕ ГОРНЫХ
ВЫРАБОТОК, ОБОРУДОВАННЫХ ЛЕНТОЧНЫМИ
КОНВЕЙЕРАМИ

  1. Противопожарная защита приводных станций ленточных конвейеров

Для противопожарной защиты приводных станций ленточных конвейеров дол­жны применяться АУП, отвечающие требованиям ГСТУ 29.2.04675545.004-2001.

Тепловые пожарные оповещатели должны быть размещены согласно кон­структорской документации на АУП. На установке должно быть не менее двух пожарных оповещателей, один из которых размещают под кровлей выработки, а другой — у ведущего барабана. Размещение пожарных оповещателей у кров­ли выработки в зависимости от скорости вентиляционного потока и расстоя­ния ведущего барабана от кровли представлено в таблице 12.1, при этом опо­вещатель должен отстоять от кровли выработки на (0,2±0,1) м.

Таблица 12.1

Размещение теплового пожарного оповещателя у кровли
выработки в зависимости от скорости вентиляционной струи

Скорость вентиля- ционной струи, м/с

Расстояние между осью ведущего барабана и пожарным оповещателем, м, не более

Расстояние между осью ведущего барабана и кровлей, м

до 1,5

от 1,5 до 2,0

от 2,0 до 2,5

от 2,5 до 3,0

до 1,0

0,8

1

1,2

1,4

от 1,0 до 2,0

1,2

1,4

1,6

1,8

от 2,0 до 3,0

1,6

1,8

2

2,2