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/м |
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.
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.
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.
Количество воды на тушение подземного пожара цельными струями определяют по ДНАОП 1.1.30-4.01-97.
Удельный массовый расход воды на создание завесы определяют по формуле
trK-250
Z 253 + 2512%’ (11’3)
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.
Расход воды на установку водяного пожаротушения определяется согласно приложению № 12 настоящих Правил.
Для проектируемых трубопроводов диаметр условного прохода вычисляют согласно ВНТП 1-86.
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.
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, с2/м5, определя-
ки — коэффициент, учитывающий местное гидравлическое сопротивление, Кц = 1,051-1,10;
А( — удельное сопротивление j-ro участка трубопровода, с2/м6;
— длина j-ro участка трубопровода, м;
Оте — суммарный расход воды, поступающей к точке ветвления трубопровода, м3/с.
Напор Нв в конце высоконапорной ветви трубопроводов определяют по зависимости
Нв=Нш-8вртв, (11.8)
где Нш— разность геодезических отметок поверхности шахтного водоема и начала низконапорной ветви трубопровода, м;
SB— гидравлическое сопротивление высоконапорного участка трубопровода, с2/м5, определяют по формуле
8.=к„2;ал. (,19)
где А ,С, — удельное гидравлическое сопротивление и длина участков трубопроводов высоконапорной ветви, с2/м6 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, с2/м6 |
172,6 |
76,4 |
30,65 |
6,96 |
2,19 |
0,85 |
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, с2/м5.
Снижение сопротивления в закольцованных (параллельных) ветвях должно быть учтено при определении Ня и Нв.
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, с2/м5.
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.
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, с2/м6;
£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, с2/м5.
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;,.
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».
В случае, когда при использовании одного клапана с коэффициентом редуцирования «к» понижение напора недостаточно, то есть Н/к >Нн, следует применять двухступенчатое редуцирование.
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
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 |