автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Флегматизация газовых сред и ингибирование пламени комбинированными составами при ликвидации сложных пожаров в угольных шахтах



\

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ПАУК СИПИГСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ УГЛЯ

На правах рукописи

ГОЛИК Анатолий Степанович

УДК 622.86:622.82:822.7

флкгматизация глзопых егкд и иншьигоилнш:

пллм1.11и ком1н11111роплн11ыми составами г11м1 ликвидации сложных пожлгоп ii угольных шахтах

Специальности: 05.15.11 -«5.26.01 -

"Физические процессы горного произподсиш". "Охрача труда н пожарпая безопасность"

Диссертация

па соискание ученой степени доктора технических наук ■ форме научного доклада

Кемеропо 1993

Работа выполнена в Российском научно-исследовательском институте горноспасательного дела (РосНИИГД)

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор - 11.11. Егоншн

доктор технических наук, профессор - С.П. Казаков

доктор технических наук, ст.иаучн.сотр. - Л.П. Томашсискин

Ведущее предприятие - Штаб Военизированных горноспасательных частей Кузнецкого бассейна (ВГСЧ Кузбасса, г.Кемерово)

Защита диссертации состоится 30 июня 1993 г. в 10-00 часов на заседании специализированного совета Д.003.57.01. при институте Угля Сибирского отделения Российской Академии наук (650610, г.Кемерово, ГСП, ул.Рукавшшшкоиа, 21),

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке института Угля.

Автореферат разослан 28 мая 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, проф.

{Д1. Нылсгжиинн

1. Общая характеристик* работы

В диссертации, представленной в форме научного доклада, дастся краткое содержание опубликованных в 1976-1990 г.г. работ автора по результатам выполненных им научных исследований за период работы в Российском научно-исследовательском институте горноснасательного дела.

Актуальность работы обусловлена необходимостью флегмазации газовой среды пожарных участков, устраняющей опасность взрыиа газон при ведении горноспасательных работ. Это связано с ежегодным возникновением па угольных шахтах СНГ в среднем 160 подземных пожаров, из которых 90 эндогенного и 70 экзогенного происхождения. Взрывы газовой среды при возникновении пожаров помимо большого материального ущерба приносят и челопсческис жертвы. В Кузбассе при взрывах метана в 1968 году па шахте № 12 погибло 9 человек, в 1971 г. на пахте "Пионерка" - 35 человек, п 1982 г. на шахте "Расиадская" - 21 человек, в 1992 г. на шахте "Шевякова" - 25 человек. Ведение горноспасательных работ осложняется угрозой жизни раГх/тающим. Так, на шахте "Зиминка" в 1965 г. при ведении горноспасательных работ по ликвидации сложного пожара пошбло 5 горноспасателей.

Наиболее важным аспектом проблемы безопасного ведения горноспасательных работ по ликвидации сложных подземных ножароа является разработка новых способов и средств флегматизации сложившейся газовой среды в горных выработках и выработанном пространстве, инги-биронаиис пламенного горения, а также устранение возможности возникновения рецидива пожара путем ликвидации окислительных процессов в уюльных скоплениях.

Работа выполнялась но планам проблем Минуглепрома СССР П191710 "Разработать и освоим» тактику и технические средства ведения горноспасательных работ и активного тушения нодземпых пожаров, обссисчинакмцнс снижение трудоемкости работ и сокращение сроков ликвидации аварий" в рамках постановления ГКНТ и Госплана СССР от 7 июля 1981 г. № 223/140. Диссертация обобщает результаты 10 научно-исследовательских тем, выполненных п 1976-1986 гг. ( №№ Г.Р. 75050119, 77055533, 75050118, 73067948,76403480, 78061952, 7903964, 01629010618, 01825066377, 01830063164).

Таким образом работа, папраплепная на предупреждение взрывов и тушение пламенного горения, основанная на нов.лх представлениях о механизме флегматизации и нш ибиропапия горючих сред и новых технических решениях, является актуальной.

Цель работы - обоснование и разработка способов ликвидации сложных пожаров и предотвращение взрывов в угольных шахтах на основе флегматизации газовых сред и ипгибирования пламенного горения.

Идея работы состоит в использовании механизма взаимодействия ингибирующих веществ с газовой средой при условии протекания гетерогенных реакций окисления угля и генерации горючих газов дли обоснования параметров воздействия на газовую среду! обеспечивающих ликвидацию пламенного горения и исключающих возможность рецидива пожара.

Задачи исследований:

- установить оптимальные концетрации флегматизирующих гало-дуглсводородов и комбинированных составов на их основе,обеспечивающих условия флегматизации сложных газовых сред и ингибирование пламенного горения;

- изучить закономерности газодинамических и термохимических процессов, сопровождающих горение в тупиковой горной выработке для теоретического обоснования дистанционного способа флегматизации газовой среды в зоне горения;

- установить закономерности влияния различных огнсгаситсльных веществ на процесс гетерогенного окисления и горения угля для определения наиболее эффективных компонентов активной пены, снижающих химическую активность угля и генерацию горючих газов;

- обосновать параметры газодинамического состояния выработанного пространства, имеющего аэродинамическую связь с поверхностью, для установления токов миграции флегматизаторов в выработанном про-страиствс при их запуске;

- теоретически обобщить закономерности формирования взрывоопасных зон и критических условий возникновения взрывов для выбора параметров флегматизации газовой среды и ипгибирования пламени в процессе ведения горноспасательных работ при ликвидации пожаров;

- разработать способы и средства флегматизации сложных газовых сред и ипгибирования пламенного горения для повьинения безопасности горноспасательных работ по ликвидации сложных пожаров;

- провести опытно-промышленные испытания и внедрение способов и средств предупреждения взрывов и тушения пожаров, обеспечивающих безопасность ведения горноспасательных работ.

Методы исследований. При выполнении работы применен ком -плскснмй метод исследований, включающий:

- математические исследования с численной реализацией на ЭВМ для изучения закономерностей газодинамических и термохимических процессов, сопровождающих горение в тупиковой горной выработке, и для обоснования параметров газодинамического состояния выработанного прост-ранснм при аэродинамической связи с земной поверхностью;

г

- лабораторные исследования на специально разработанных установках: для установления оптимальных концентраций галоидоуглеводоро-дов и комбинированных составов на область воспламенения сложных мстано-водородо-воздушных сред; оценки теплостЛма при тушении горящего угля с применением диффсрснциально-тсрмичсского анализа, для установления закономерности влияния различных веществ на процесс гетерогенного окисления и горения угля;

- стендовые и огневые испытания на специально разработанных установках и уникальных стендах опытных образцов средств флегматиза-ции н ингибирования с применением соирсменных лабораторных и натурных методов и средств измерений;

- шахтные экспсримснтально-аналитическис исследования дли установления закономерностей формирования взрывоопасных зон и кр1ггичес-ких условий возникновения взрыва, промышленная проверка разрабо танных средств и тсхнолоши их применения.

Научные положения, выносимые на защиту:

- для газодинаамическнх условий развития сложных пожаров взрывы метано-воздушной смеси возможны при малой концентрации метана 2-3% об. Присутствие водорода в концентрации до 3% в шахтной атмосфере расширяет диапазоны взрываемости сложной газовой среды - снижает общий нижний когцентрационпый предел;

- па концентрационные пределы распространения пламени существенное влияние оказывают примеси инертных газов, содержащиеся в горючей смеси, и, в меньшей степени, давление и температура;

- выбор конкретных составов и концентраций хладона 114В2, бромистого этила, комбинированных составов: БФ--2, БФ(1:1) и азотно-хладоновых н диапазоне водорода от 0 до 3%, обусловлен процентным содержанием концентраций метана и водорода в газовой атмосфере горных выработок;

- параметры процессов транспортирования и концентрации аэрозолей хлздопов в воздушном п.поке вентиляционного воздухопровода в зависим« к.тн от характеристик системы "вентилятор-трубопровод' представляют основу математической модели формирования газодинамического с<ктояпня тупиковой выработки при пожаре;

- свойства хладонов обеспечивают необходимый эффект ингибирования при переходе стадии низкотемпературного окисления в неуправляемый автокаталитический процесс горения;.

- воздействие пенообразователя на угли сокращает ипкубационный период самовозгорания, по сравнению с водой, вследствие уменьшения сорбционпой нлагосмкости углей и не препятствует самовозгоранию; решающее влияние на усиление ингибирующих свойств и дезактивацию углей оказывают хлорсодсржащис дезинфицирующие вещества, используемые в качестве компонентов активной пены;

- химическая активность углей различных марок снижается при воз-

3

действии на них хладоиами и комбинированными составами; определяющее значение имеет длительность обработки углей;

- формирование зон повышенной взрывоопасности и критических условии в выработанном пространстве описывается его математической моделью, которая связывает параметры проницаемости, поля скоростей и давлений, а также распределение фильтрационных потоков с учетом аэродинамической связи с земной поверхностью;

- для исключения выноса наров хладона и комбинированных составов из взрывоопасной зоны выработанного пространства, имеющего аэродинамическую связь с земной поверхностью, необходимо и достаточно на период сорбции создать в нем нулевую депрессию, обеспечивающую минимум утечек.

Научная иоввзна работы заключается в:

- обосновании единого методического подхода к разработке новых технических решений для предупреждения взрывов газов и тушения пламенного горения при ведении горноспасательных работ но ликвидации сложных пожаров, заключающегося в установлении причинно-следственной связи между категориями: производственная зона (зона ведения горноспасательных работ) -'опасный производственный фактор"; человек (горноспасатель) и "производственный травматизм";

- определении величин флегматизирующих концентраций хладона 114В2, бромистого этила, составов БФ-2 и БФ(1:1) и азото-хладоиовых, ранее неприменяемых в горноспасательном деле, для предотвращения взрывов сложных метано-водородо-воздушных сред в полном диапазоне взрываемости метана с примесыо содержания водорода от 0 до 3%;

- выявлении ранее неизвестных особенностей процесса горения в непроветриваемой тупиковой выработке, учитывающих место очага относительно забоя и его интенсивность, позволяющих впервые дать возможность прогнозирования замкнутости конвективных потоков но длине выработки;

- установлении закономерностей влияпия'хлорсодержащнх дезинфицирующих веществ па процесс гетерогенного окисления и горения угля, снижающих его химическую активность и генерацию горючих газов, что позволило использовать хлорсодержащие вещества в качестве компонентов активной пены и создать новый антипироген;

- разработке теоретической основы расчета водохладопового смесителя-эжектора, базирующейся на знании разности скоростей эжектирую-щей и ужектнруемой жидкостей внутри эжектора и на выходе из него;

- разработке математической модели протекающих газодинамических процессов при аэродинамической связи с земной поверхностью выработанного п/х>странстна, увязывающей параметры проницаемости, поля скоростей и давлений, распределите фильтрационных потоков, концентрацию поля флегма статоров;

- пачраоигке принципиально новых способов и технологических схем

флегматизации газовых сред и иигибирования пламенного горения, обусловливающих безопасное ведение горноспасательных работ.

Научная новизна работы подтверждена выдачей автору 30 аптор-ских свидетельств па изобретения.

Достоверность ■ обоснованность научных положений подтверждается:

- обоснованностью принятых исходных предпосылок, с использованием современных представлений фундаментальной теории горения;

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований (евьпне 1500 экспериментов) по флегматизацин взрывов сложных газовых сред, погрешность которых не превышает 9% для тупиковых выработок, 25% для выработанного пространства и 10% дли деструкции пенопласта от термического воздействия;

- успешным использованием нормативных документов, способов и средств флегматизации и ингибиронания в подразделениях ВГСЧ Кузбасса и Караганды, разработанш.к на основе результатов исследований;

- положительными результатами многолетнего внедрения и использования разработанных способов и средств тушения в ВГСЧ Кузбасса и Караганды па 35 шахтах, н 194 подготовительных забоях при ликвидации 312 сложных подземных пожаров.

Практическая ценность работы.

Результаты выполненных исследований позволяют:

- определить параметры движения флегмати зирующей смеси по вентиляционному трубопроводу в зависимости от концентрации паров гало-идуглеводородов, температуры пожарных газов и угла наклона выработки;

- рассчитать основные параметры движения воздуха и миграции флегматнзатора при его запуске в пожарные участки в зависимости от способа проветривания н наличия аэродинамической связи с поверхностью;

- обосновать и разработать новый припцип флегматизации газовых сред и ингибиронания пламенного горения путем получения устойчивых аэрозолей флегматизаторов (галоидугленодородоп, комбинированных составов на их основе) и дистанционной доставки их по вентиляционному жлдухонрополу н зону горения;

- разработать и внедрить в ВГСЧ новые способы и устройства для предупреждения взрывов и объемного тушения пламенного горения п мс-гашюбшп.ных тупиковых выработках;

- разработать И внедрить способ получения активных галоидирован-пых и аэотохладоновых пси и устройств для их генерации, дающих возможность получения пен с улучшенными свойствами по сравнению с ио-довоздушпыми, повышающими на 80% стойкость и па 10% объем генерирования;

- разработать и внедрить на шахтах Кузбасса и с ВГСЧ устройство автоматического регулирования давления воздуха, lie создающего помех технологическому процессу добычи угля для бор:,бы с подземными пожарами и газом;

- предложить и внедрить в ВГСЧ Кузбасса и Караганды рекомендации повышающие безопасность горноспасательных работ по ликвидации пожаров при угрозе взрыва газов в горной выработке и позволяющие выполнять горноспасательные работы в зоне загазований, что, в конечном итоге, значительно сокращает объемы изолируемых горных работ;

- разработать способ тушения подземного пожара, включающий диухстадийную обработку горной массы, имеющей очаг пожара, на первой стадии галондированнон йеной и на второй - активной пеной с компонентами хлорсодержащих хлорной извести и гииохлорита кальция, обеспечивающих исключение рецидива пожара н генерацию горючих газов;

- предложить и внедрить в ВГСЧ Кузбасса новую методику определения галоп,чированных углеводородов в рудничном воздухе с применением хроматографа ЛХМ-8МД обеспечивающего чувствительность определения 0.01% и методику определения экспресс-методом хладона 114В2 непосредственно в шахте па портативном хроматографе "Поиск-1" с чувствительностью 0.05%;

- предложить новый антшшрогён для борьбы с подземными пожарами, содержащий хлорную известь и двутретиосновную соль гииохлорита капьция.

Личный вклад аитора состоит:

- в обосновании и апробации единого методического подхода к комплексному решению вопросов предупреждения взрывов газов и тушения пламенного горения при ведении горноспасательных работ по ликвидации сложнных пожаров, заключающегося в теоретическом обобщении и учете влияния газодинамических и гетерогенных процессов, происходящих при пожаре в горных выра 'елках н выработанном пространстве и целенаправленном использовании его для разработки эффективных си собов и средств ведения горноспасательных работ;

- в установлении закономерностей влияния галоидированных углеводородов и их смесей на область воспламеиепия сложных метано-возду-шных и мстано-водородо-поздуншых смесей, составляющих основу принципа флегматизации взрыва и ипгибировання пламенного горения в газовых средах;

- в теоретическом исследовании условий формирования зон повышенной взрывоопасцости, характеризующихся установленным наименьшим радиусом фильтрационного канала, по которому может распространяться пламя I) выработанном пространстве;

- и разработке математической модели газодинамических процессов выработанного пространства для оценки условий фильтрации газов в заииснмосщ от способа проветривания и аэродинамической связи с цнев-

ч6

ной поверхностью;

- в установлении закономерностей снижения химической активно-г сти угля после обработки хлорсодержащими дезинфицирующими веществами, составляющими основу нового антипирогеиа;

- в обосновании, разработке и внедрении способов и средств, тактико-технических приемов предупреждения взрывов и тушения пламенного горения при ликвидации сложных пожаров на шахтах;

- в составлении нормативных документов и обучении личного состава подразделений ВГСЧ нри пнсдрспии результатов работы и ликвидации пожаров па шахтах.

Реализация работы

Основные научные результаты и практические рекомендации исследований автора рсализопапы на шахтах Кузбасса и Карагандинского угольного бассейнов.

Практический выход но исследованиям автора использован при разработке следующих нормативно-технических документов: "Методика контроля за ходом тушения эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса" (1974 г.): "Инструкция но предупреждению и тушению эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса" (1978г.); "Руководство но применению способа выравнивании давлений воздуха для борьбы с подземными пожарами и газом в условиях шахт Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса" (1979 г.); "Временное руководство по применению заливочных пснопластон для во (ведении изолирующих сооружений в шахтах" (1979 г.); "Руководство по прш вши ни.чостпой пропитке напорных пожарных рукавов"(1979 г.); " Прсмепная методика темиературно-газоного контроля при разработке самово и оравмнихся угольных пластов в шахтах восточных районов СССР" (19X11 г.): "Инструкция но предупреждению и тушению эндо-|снни\ нолирпн н шахтах Кузбасса" (1983г.); "Временное руководство но применению хладопов и их смесей нри ведении горноспасательных работа шамач Кузбасса" (1984 г.); "Руководство но тушению пожаров в тупиковых выработках" (1985 г.); "Руководство но флегматизации взрывов и тушению пожаром в тупиковых подготовительных выработках хла-доновымн составами на шахтах Кузбасса и Карагандинского басс^ш" (1')87 г.). Отельные положении выполненной работы вошли составной частью в "Устав ВГСЧ но организации и ведению горноспасательных работ" (1986 г.) и "Справочник горноспасателя" (1988 г.). Перечисленные документы используются при обучении личного состава ВГСЧ и во время ликвидации аварий па уюльпых шахтах страны. Основные научные положения и практические рекомендации опубликованных работ используются при ч тении курсов по охране труда в институте повышения квалификации Минтопэнерго РФ, в Кемеровском филиале ИПК, Кузбасском политехническом институте. Санкт-Петербургском горном институте, Московском горном институте.

Ра <работапныс новые способы и средства' для непосредственного и

7

дистанционного ингнбиронания пламени и флегматизации газовой среды использованы на 35 шахтах Кузбасса, в ВГСЧ Кузбасса и Караганды при ликвидации 312 сложных подземных пожаров.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные их части докладывались на технических советах НПО "Прокопьевск-гидроуголь", ПО "Киселсвскуголь" штаба ВГСЧ Кузбасса, штаба ВГСЧ Караганды, штаба ВГСЧ Сибири и Дальнего Востока, штаба ВГСЧ Урала, на первой Всесоюзной научно-производственной конференции "Предупреждение и тушение подземных пожаров" (Донецк, 1978 г.), на первом Всесоюзном симпозиуме по макроскопической кинетике и химической газодинамике (г.Алма-Ата,1984 г.), на Всесоюзных совещаниях но управлению вентиляцией и газодинамическим явлениям в шахтах (г.Ново-сибнрск, 1979,1982,1984,1987 г.г.), на Всесоюзной конференции по современным способам борьбы с подземными пожарами и ведения горноспасательных работ на горнорудных предприятиях (г.Свсрдловск, 1984 г.), äia заседании научно-технического семинара ВостНИИ (г.Ксмерово, 1985 г.), на научно-техническом совете ВНИИГД (г.Донецк, 1975, J 984 г.г.), на научно-техническом совете Восточного отделения ВНИИГД (г.Про-коньсвск, 1974-1986 г., 1989-1992г.г.),

За достигнутые успехи в развитии народного хозяйства автор награжден 1 серебряной и 1 бронзовой медалями ВДНХ.

Публикации. Основное содержание дисссрта1(иониой работы излажено в 52 печатных работах, из которых 1 монография, 1 брошюра, S нормативных документов, 21 научная статья и 30 изобретений.

2. Краткое содержание опубликованных работ

Подземный пожар является сложной и чрезвычайно опасной аварией. Недоступность выработанного пространства, высокая температура и задымлегшость горных.выработок не позволяет приблизиться к очагу пожара, при этом метаиообильностъ угрожает взрывом, а выделение пожарных газов зачастую нарушает весь технологический процесс. На развитие пожара существенно влияют происходящие в горных выработках и выработанном пространстве газодинамические процессы, исследования которых отражены в работах А.А.Скочинского, В.Б.Комарова, В.Н.Воронина, Ф.А.Абрамова, И.И.Медведсва, П.И.Мустеля, Г.Д.Ли-дина, А.И.Ксенофонтовой, С.П.Казакова, К.З.Ушакова, А.А.Мясникова, Л.А.Пучкова, И.М.Печука, В.М.Маевской, А.Ф.Милетича, Л,П,Тома-шевского , Н.Ф.Гращенкова, Ф.С.Клебанова, В.И.Саранчука, К.В.Коч-нева, В.А.Ярцева, М.А.Патрушева и др.

Проблема обеспечения безопасности горноспасательных работ при пожарах и шахтах вызывает необходимость комплексного исследования процессов горения и взрыва газов. В разной степени она отражена » ра-

ютах советских и зарубежных ученых в области горения и газовой дн-1амики: А.Н.Баратопа, А.А.Борисова, А.П.Громова, Б.Е.Гсльфапда, З.И.Гудкова, А.А.Гурина, Р.Я.Гсрштспкерна, Я.Б.Зельдоппча, В.Н.Зо-иша, Е.А.Катуркина, В.И.Коидратьева, В.А.Мшнуева, М.И.Нсцспляева, ^.Н.Осинова, П.Н.Петрухина, А.С.Прсдводителспа, В.Н.Родионова, ^.А.Садовского, В.С.Сергеева, Н.Н.Ссменова, Я.К.Трошина, В.Ци-5ул1.ско1 о, Э.Шолли и др.

Бор|>бс с подземными пожарами и возникающими при этом взрывами газов посвящены исследования Г.Г.Соболева, Н.В.Орлова, \.И.Козлюка, А.М.Чеховских, В.П.Чаркова, А.М.Куишарсва, А.Н.Бс-юпола, Л.П.Белавеицсва, И.И.Егошипа. В.Г.Игншева, В.И.Лагутина, З.М.Кучсра, Е.Грейгса, Е.Ларина и др.

Исследования этих ученых послужили основой для настоящей работы \ предопределили главные направлении научного поиска. Анализ литературных источников даст основание констатировать, что выполненные теоретические и экспериментальные исследования расширяют паши нред--тавления о природе н механизме развития подземного пожара, формировании. распрос транении и взаимодействии взрывов газов с различными »"н.сктами. Полученные аналитические и экспериментальные иеслсдона-1ИЯ. несмо|ря па оригинальность подходов и правильность отражения (шшчсских «акпномсрностсй, предопределили разработку методов нре-ппреждення в <ринов 1азон при технологии добычи угля на стадии профилактики. а 1акжс методов ослабления и удержания распространяющихся «.тарных п.мл>пмн.1х воли при В)р|.и1с. Исследованиями предусматривается |ек"р\о |н мое к. снижения концентрации горючих газон ниже нижнего нре-1с ла н фин.а мости и снижения содержания кислорода и среде до взрыво-V и щасных н|чделов.

(Лтнсс I попавшие до нас тоящих исследований способы не могли <х"ес-1счи 11. ос )они(. нос и, ведения горноспасательных работ при осложненных юд)с\шм\ пожарах, так как не н|ч:цусмагрипали активного влияния па «ими 1м и кинетику горении, а технические средства по многих случаях не «осснсчинали падежной локализации и тушения. Поэтому установление характера протекания процесса ра жития пожара, газодинамических про; -:он. сопровождающих сю, их математическое описание и взаимосвязь ■шляются псоЛходнмммн условиями создания научных оспоп, объясняющих процессы формирования взрывоопасных зон и активного воздействия на химизм и кинетику горения, без снижения содержания до взрывобезо-иасных пределов кислорода в шахтной среде и концентрации горючих ¡азов, а также способы устранения возможности возникновения рециди-[10В потушенного пожара.

2.1. Исследование закономерностей протекании газодинамических процессов при пожаре н метанообильных выработках и установление оптимальных флегматизирующич концентрации галоилуглеводородон длягазо-

вых сред.

На шахтах Минтопэнерго России почти 12 % всех подготовительных выработок имеет длину, превышающую 500 м. Большой удельный вес (65 %) составляют выработки, закрепленные горючей крепью. Тенденция к увеличению протяженности подготовительных выработок до 500 м и более приводит к росту времени от возникновения пожара до его тушения, и горноспасатели, прибывая к месту аварии, встречают все более сложную обстановку и условия ведения горноспасательных работ.

Опыт работы газообильных шахт показывает, что частота пожаров, взрывов газа и угольной пыли в подготовительных выработках значительно выше, чем в очистных забоях. Так, если в Донбассе число загораний метана (вспышки и взрывы) и подготовительных выработках составляет 32 % от всех загораний в шахте, в Караганде - 43 %, то в Кузбассе -58.6 %. •

При возникновении пожаров в тупиковых выработках интенсифицируются некоторые газодинамические процессы, которые при нормальной температуре незначительны. К таким процессам относятся выделений метана, его гомологов, водорода и окиси углерода в результате коксования и газификации древесины и угля. Из практики ведения горноспасательных работ известно, что в зависимости от конкретной обстановки в аварийной выработке возможно несколько вариантов воспламенения и загорания. Определяющее влияние на развитие пожара и его параметры оказывают наличие метана, участие его в горении и место возникновения пожар! (у забоя или на протяжении тупиковой части выработки).

Пожары по месту возникновения разделены на три группы: у забоя пегазовых тупиковых выработок, не имеющих пустот за крепью в кровле призабойной части выработки; у забоя газовых тупиковых выработок, имеющих пустоты за крепью в кровле призабойной части выработки; на протяжении газовых и пегазовых тупиковых выработок.

В зоне очага пожара /8, 10, 12/ формируются два коне ктивных потока пожарных газов: 'один замкнутый, между очагом пожара ч грудью забоя, другой разомкнутьш, уходящий в сторону устья подготов"телыюй выработки.

В случае сгорания вентиляционных труб или отключения вентилятора местного проветривания в тупиковой выработке в зависимости от местоположения и иитепсишг гги очага пожара наблюдается четыре типа тепловой конвекции. При замкнутой конвекции происходит затухание пожара, однако в условиях метанообильной выработки в результате рециркуляции пожарных газов возможно накопление взрывоопасной смеси.

Удовлетворить все возрастающие потребности практики в прогнози ровании аварийной ситуации может математическая модель объекта проветривания. которая полностью соответствует природе протекающих фи-зичеекчч процессов и позволяет описывать не только продолжительные не рехолпые 1ачо.пиитические процессы, но и улавливать кратковременные

возмущения как условий проветривания, так и источников газовыделения. Построение математической модели возможно только на основе нестационарной системы уравнений газовой динамики, включающей в себя уравнение неразрывности, уравнение движения Навьс-Стокса, уравнение диффузии и замыкающее уравнение состояния. Такая система дифференциальных уравнений позволит в каждом конкретном случае делать вполне разумные упрощения.

Следуя этой концепции, в работе /17/ тупиковая выработка моделировалась полузамкнутым прямоугольным параллелепипедом длиной Ц высотой Н и шириной 2В. Допущение о равенстве нулю поперечной составляющей вектора скорос ти позволило свести систему трехмерных дифференциальных уравнений Нанье-Стокса, описывающую процесс тепловой конвекции в тупиковой выработке, к следующему виду:

дои Э?Ц2 ■ дуиу „ /Э"Ц . Э*ц , д'и) ЭР т д?У д?УИ 991/г м (д'\Г д'1/ д'(/\ ЭР пп

dt

991 WuT d?vT dt * дТ + ду

_х}(дГ з'Т эТ\ (3)

3? (№ d?v п _ ...

i.ic l - В|к-мя. с: х - i оризопта.тьпая координата, м; у - вертикальная координата. м: / - поперечная координата, м; J - плотность газа, кг/м3; I' - давление i a ¡a. MI [а: и - с к просп. газа вдоль оси х, м/с; v - скорость га ¡а вдоль оси у. м/с: Т - температура газа. К; R - газовая постоянная, Дж/к1 К: ту|*~>у.тентпый коэффициент динамической вязкости, кг/м с;

X,- коэффициент турбулентной теплопроводности, Дж/м с К; ср -изобарная гсii.u>омк<icii. raja. Дж/кг К; g - ускорение свободного падения. м/с: (f

Профиль температуры, имитирующий очаг пожара, задавался на плоскост и, расположенной и нижней части выработки. Задача решалась методом установления, поэтому в области очага пожара сразу задавался максимальный профиль температуры, сохраняющийся в течение всего времени расчета. Газ, заполняющий область счета, в начальный момент времени 1=0 считался неподвижным и имеющим температуру, равную ■¡температуре стенок выработки до пожара.

Граничные условия при 1>0: на стенках выработки

ВТ» дп

(5) и

в выходном ссчспии выработки

3 и 39 «ЗТ п „

дх~ дх * дх ' (6)

где Т8- температура етенки выработки, К; Тм - температура горного массива, К; о(к- коэффициент конвективной теплоотдачи, Дж/с м2 К.

Температура на стенках выработки находилась из известного точного решения уравнения теплопроводности в предположении независимости теплофизических параметров горного массива от температуры:

Т£=Т0 -(Т-Т0){1 - е*р(Н'оУ - ег*сг(Нт/5Т)|> (7)

где I - время с начала возникновения пожара, с; Т0 - температура стенок выработки до пожара, К; ег!сг - функция ошибок Гаусса; 0.=^-коэффициент температуропроводности, м2/ с; }-( = . *

Математических моделей, описывающих явление тепловой конвекции в подготовительной выработке при пожаре, до выполнения дан.'.ой работы не существовало. В /8/ приведена двумерная модель тепловой конвекции, причем очаг пожара может находится в любой части подготовительной выработки. С решением этой задачи получена наиболее полная информация о протекающем процессе: поле скоростей, ноле температур в вертикальном сечении подготовительной выработки. Разработанные математические модели позволили описать основные закономерности конвективных потоков пожарных газов и воздуха, возникающих в тупиковой выработке при остановленном вентиляторе местного проветривания или се изоляции (Рис. 1,2). Качественная картина формы конвективных потоков, ноля скоростей п температур газа совпадают с экспериментальными наблюдениями, проведенными в опытной штольне.

Установлена принципиальная возможность прогнозирования интенсивности конвективных потоков в зависимости от температурь, а очаге пожара, его м^стопахожд1Лшя относительно груди забоя, состояния теплообмена пожарных газов с боковыми стенками выработки по сё дли"е.

Согласно теории академика НЛ¡.Семенова, горение - это ценная реакция, в результа' те которой происходит непрерывное образование активных петров свободных радикалов и атомов, которые образуются в результате термического раен ца молекул горючего вещества. При вводе в пли ми гмлоидуглсводородов происходят сложные реакции, которые обладают ингикаталигпчеекпм действием и мгновенно ликвидируют горение.

Мехапи ¡м воздействия галондутлеиодородов па пламя сводится к трем основным факторам: изменению физических свойств горючей смеси (1сн;нкм1а)с| и, теплопроводности н т.д.), уменьшению температуры горе-Н1! 1 (охлаждению) п химическому ннгнбиропанию реакции горения. Дос-'ю ч |'1!о ч 'К.гмпо. ч го доминирующим фактором является химическое

Рис. !. Открытая конвекция в тупиковой выработке при расположении очага пожара в 25 м от забоя • О -. I..- поле изртерм," 2---поле функции тока, у = сст$-1.

Рис.. 2. Поля скорое. гЬ и температур в поперечных сечениях тупиковой выработки при пожаре

а - 20 м от очага пожара; "

б - 90 м от очага похаиа

ингибирование пламени. Механизм ингибирования рассматривается с позиции цепной теории горения: обрыв цепей реакции в пламени происходит в результате взаимодействия активных центров реакции с молекулами ингибитора или продуктами их разложения и замены активных радикалов на малоактивные.

В действующих горных выработках угольных шахт основным взрывоопасным компонентом является метан. При возникновении пожара кроме метана возможны еще скопления водорода и окиси углерода. Водород имеет большее время релаксации «5 мс и именно атомы водорода являются теми активными центрами, которые обусловливают высокую химическую активность продуктов сгорания богатых мстано-воздушных смесей. Он может присутствовать в концентрации не более 3 %, окись углерода - не выше 1-2 %. И, если судить но нижним концентрационным пределам пзрывасмости этих компонентов (Н2 = 4 %, СН4 =4.3 %, С02 = 12.5 %), то водород будет понижать, а окись углерода повышать этот предел в процессе горения смеси СИ, + Н2 + С02 + воздух, т.е. водород будет расширять диапазон взрываемости.

В результате исследований /4, 7, 11, 13, 19/ получены взрывонре-дотиращающне концентрации хладопа 114В2, бромистого этила и их смесей при ипгибировании метана во всем диапазоне его взрываемости при добавлении в горючую смесь 1, 2 и 3 % водорода (табл. 1).

Таблица 1.

Минимальные флегмаппнрующие концентрации (МФК) для сложных мстано-подородо-ноздушнмх смсссй

Со.к-р Ж.Н1МС НО |о Р" 11. '•,. 1.Л МФК, % об. МФК, г/м

СЛВг,! С.Н.Вг БФ(1:1) БФ-2 С. Б В г. БФ(1:1) БФ-2

0 1 2 3 1.1 2.1 2.4 з.з 33 4.3 5.1 62 2.0 3.1 3.9 4.6 2.9 3.7 4.3 6.3 145 276 315 434 210 232 218 336 169 263 330 390 190 242 281 346

. С

Полученные флегматизирующие концентрации сложных метано-во-дородо-воздушых смесей оказались выше огнсгаситсльных при объемном пожаротушении. Поггому, зная конкретную газовую ситуацию в горной выработке и подавая в пес тог или иной флегматизатор в количестве, достаточном для флегматизации возможного взрыва, можно создавать одновременно и условия, способствующих прекращению горения. По результатам исследований комбинированных азотохладоновых составов для практического применения рекомендован состан, содержащий 95-98 % азота и 2-5 % хладопа 114В2.

В качестве рабочей гипотезы принято утверждение, что ингибирую-щая эффективность галоидугленодородов по флегматизации пламени зна-

читслыю повышается, если они вводятся s поток окислителя, а не горючего. Данное положение послужило основной теоретической предпосылкой для разработки дистанционного способа флегматизацин взрывов и тушения пожаров в мстанообильных тупиковых выработках. При ликвидации пожаров в тупиковых выработках, когда невозможно непосредственное воздействие на очаг огнегасительными средствами, дистанционное воздействие целесообразно осуществлять путем введения ингибиторов в поток окислителя, питающего очаг пожара /19, 24/, то есть в спутный ноток воздуха, поступающего по вентиляционному трубопроводу к месту очага пожара и скоплениям взрывчатых газов на протяжении горной выработки.

Хладон 114В2, бромистый этил и их смеси в нормальных условиях -жидкости, поэтому транспортировать их в спутпом потоке воздуха затру-дщггелыю. Галондуглеводороды перед введением в спутный поток воздуха превращают в пар или аэрозоль /4, 5/. '

В условиях шахты возможны три способа создания флегматизирую-щих концентраций галоидуглсводородов в спутном потокевоздуха: предварительным испарением жидкого флегматизатора и подачей его паров в ноток движущегося воздуха; термомеханическим способом - путем дробления галоидуглсводородов в потоке воздуха па горячей поверхности. При таком дроблении происходит интенсивное туманообразованис, т.е. образуется аэрозоль, который при дальнейшем транспортировании по трубопроводу быстро превращается в пар. Третьим способом является распь'ле-нис жидкого галоидуглеводорода с помощью центробежных форсунок до мелкодисперсного состояния с последующим интенсивным испарением образовавшихся капель в спутном потоке воздуха.

.' Результаты исследований показали, что 'наиболее приемлемыми и эффективными являются второй и третий способы нашедшие практическую реализацию в средствах дистапциошюй доставки ингибиторов в зону горения /9, 28/. На основании исследований предложены nos >граммы определения флегматизирующих концентраций галоидуглеводородов для метано-водородо-воздушных сред /41/.

2.2. Исследование степени воздействия различных orncracin-ельных веществ па процесс окисления и горения угля.

' На шахтах Кузбасса распространен'способ локализации и тушения эндогенных пожаров с помощью водовоздушных и инертных (азотных) пен. Эти пены слабо воздействуют на гетерогенный механизм окислепия углей, практически не обладают ипгибирующей способностью и не снимают опасности рецидива пожара. Ингибирующсе влияние хладона 114В2, а также его смесей с бромистым этлоы и азотом на пламя исследовано довольно полно, однако оставалось неясным влияние их на механизм rcicpoi .'Huoi о окисления угля.

Предложенные компоненты применения азотохладоновой (активной) пены обеспечивают возможность активного воздействия ее на всю пожароопасную обстановку п шахте: тушение пожара, флетатизацшо взрыва и ликвидацию повторного возгорания. Для этой цели кроме азота и хладопа необходимо дополнительное введение в пену добавок, способствующих ликвидации гетерогенных окислительных процессов и рецидивов пожаров. Проведен поиск новых компонентов, улучшающих пожаротушение и флегматизирующис свойства "активной" пены и исследован механизм их воздействия па гетерогенный процесс окисления угля /22/. При подборе веществ для исследований исходили из их возможного иигибируь^ато воздействия как па процесс гетерогенного окисления угля, так и на предотвращение взрывом рудничной атмосферы.

Наиболее эффективной мерой 6opi/ii,i с пожарами янляется торможение доминирующего радикально-цепного процесса за счет химического ингибировапия. Обычно для этой цели применяются вещества, при термическом разложении которых в процессе пожара выделяются продукты, способные обрывать кинетические цени реакции окисления. Вещества, содержащие н себе активный галоид, способный к самопроизвольному выделению, - это дезинфицирующие хлорсодсржащис средства, такие как хлорная известь, гинохлорнты кальция и натрия, хлорамипы и т.д. Растворяясь и гидролизуясь в воде, эти вещества образуют хлориопа-тнетую кислоту НС10, которая распадается с выделением кислорода и хлора в активной форме:

хлоратный распад ЗСЮ" - СЮ., + 2СГ (1)

кислородный распад 2CIO" - 2СГ + 20 (2)

хлоридный распад (в присутствии хлоридов)

СЮ" -»- СГ + Н,0 - 20Н" +2CI (3)

В процессе получения товарных хлорной извести и гинохлорита кальции, в их составе содержится хлорид кальции, способствующий протеканию реакции (3). Выделение хлора способствует флегматизации рудничной атмосферы и предотвращению взрывов метана и других летучих углеводородов по механизму, аналогичному с галоидуглеподородами.

При исследовании влияния выбранных веществ на процесс окисления угля за основу приняты термические методы анализа. Работу проводили в два этапа. На первом этапе исследование влияния принятых за основу компонентов активной пены (хладопа 114В2, азота, пенообразователя "Прогресс", хлорсодсржащих веществ) на процесс гетерогенного окисления утля проводили путем изменения динамики разогрева исходных и обработанных углей па специальной установке для прожига. На втором этапе исследований проводили дифференциацию эидоэффектов за счет испарения влаги и экзоэффектон - за счет реакции окисления па установке дифферснциально-тсрмичсского анализа но специальной методике. Прожиг угля проводили в условиях тщательной изоляции реакционных ячеек при линейно-программированном режиме нагревания печи со скоростью 2

град/мин, (масса образца угля 1 г, фракция 0.2-10~J -0.4-10' м, давление кислорода в рабочей ячейке 6.67-10~4 Па. Эталоном служил необработанный уголь в атмосфере азота.

Таблица 2

Температура свечения и Т^ в зависимости от обработки углей j

I Температура I Вид обработки угля I свечегия, С I T^.t

Естественный уголь без обработки I 264 I 510

1% хладона 114В2 в потоке воздуха I 282 I 510

2% хладона 114В2 в потоке воздуха I - I 510

3% хладоиа 114В2 в потоке воздуха I 318 I 484

5% хладона 114В2 в потоке воздуха I 356 I 467

5% бромистого этила в потоке воздуха I 283 I 454

. 5% азота н потоке воздуха I 269 I 469

Вода I 278 I 456

2%-ный раствор "Прогресс* I 304 I 440

5 %-ный раствор хлорамина I - I 230 •

5%-пый раствор гипохлорита кальция I - I 247

5%-иый раствор хлорной извести I - I 200

I - I 235

В табл.2 представлены результаты прожига на нервом этане, из которой видно, что ни азот, ни галоидированные углеводороды при концентрации в потоке воздуха до 5 об.% включительно не предотвращают переход стадии нагревания в возгорание, т.е. не воздействуют на механизм гетерогенного окисления угля. Добавление к воде 2% пенообразователя "Прогресс" резко сокращает инкубационный период самовозгорания угля по сравнению с обработанными водой за счет меньшей сорбируемости влаги углем из раствора. Сорбционная влагосмкость'угля при обработке раствором "Прогресс" уменьшается на 8 мас.%.

Начало свечения в присутствии хладоиа 114В2 и бромистыо этила смещается и высокотемпературную область. Это обстоя тельство, д также наблюдаемое уменьшение температуры после достижения макси .альной (Тма<) в присутствии галоидированных углеводородов доказывает дезактивацию процесса горения угля за счет обрыва цепей реакции в газовой фазе.

Для торможения гетерогенного процесса до момента загорания применились при исследованиях хлорамин "Б", гинохлорит кальция, хлорная известь, ноликриламид н мочевино-формальдегидная смола. При обработке угля этими веществами Т^ не повышалась выше 274°С, причем i речение не наблюдалось. Наличие этих веществ в растворе повышает сорбцишшук) илагоемкоеть угля на 4.5 мас.%.

Лптиннрпгены, полнакриламид, хлористый кальций, мочевина не изменяли вида температурной кривой, характерной для воды,и не увели-•ппм.ш в.тшоемкость угля. Марганцевокислый калий заметно тормозит 1.S

гетерогенный процесс окисления за счет окислительной дезактивации поверхности угля, но не препятствует его возгоранию.

На рис.3 показаны результаты дифференциально-термического анализа углей, обработанных растворами пшохлорнта кальция, хлорной извести и хлорамина "Б", а также их пенообразующими составами. Па графиках по оси X регистрируется разность температур между образцом и эталоном, а по оси У - температура образца угля. Об эффективности воздействия веществ на процесс окисления судили но снижению высоты экзотермического пика ( дТыдл), по температуре образца, при которой наблюдается максимум тепловыделений (Тим<), и по относительному тепловому эффекту угля по сравнению с обработанным водой 0=Ь'и/-'>,| . где 8и - площадь, характер!чующая тепловыделения угля, обработанное ингибитором; Б,, - площадь, характеризующая тепловыделение угля, обработанного водой.

Так как процесс прожига щчшоди.чи н присутствии влаги, на кривую тепловыделений накладывался физический эндоэффект за счет' ее испарения, поэтому тепловой эффект реакции характеризуется алгебраической разностью площадей под кривыми тепловыделений угля в среде окислителя н в инертной среде (азоте): 5=5и-5м, где 5Ц - площадь под кривой тепловыделений при окислении угля п среде кислорода; -площадь под кривой тепловыделений при нагревании угля в среде азота.

Экзозфг|>ект при окислении угля, обработанного водой, щхшорцио-палси площади, заключенной между кривыми 2 и 7 (рис.3). На этих тер-мо|рамм<<\ четко выделяется зона эндоэффекта выпаривания влаги ВС, имеюпмя экстремальную точку С при 116-117"С. Эта точка ощхщеляет окончание н|Ч1цссса выпаривания влаги и условно разделяет П|Х)цесс окисления на две зоны: АС - нижотемпературнос окисление, в котором наряду с радикальными процессами велика роль электрохимических реакций н ирису ктвии влаги, и СО - радикально-ценной процесс аптоокислепия, который вступает в силу после выпаривания «лаги и определяет собственно процесс во порапия.

этих позиций раскрыт механизм воздействия исследуемых веществ. Обработ ка угля 3%-ным раствором гипохлорита кальция снижает 1" ^ н ТМАХ но сравнению с водой с 1.098 и 152.8 соответственно до 0.9"Го и 149.1 "С. По виду термограмм - тормозится радикально-цепная зона реакции. Ось абсцисс одновременно характеризует температуру образца и время окисления; сдвиг максимума тепловыделения в низкотемпературную зону можно связать с более быстрой дезактивацией угля во времени за счет присутствия в зоне реакции гипохлорита. С увеличением концентрации гипохлорита до 5% одновременно с дТ^ и Т^ уменьшается относительный тепловой эффект до 0.818. При этом заметнее происходит торможение радикально-цепной зоны. При увеличении концентрации до 7-10% проявляются два экзотермических пика, определяющие две зоны реакции, и происходит некоторая интенсификация электрохимической зоны

4Г/С

лт.тс

Рис. 3. Термограмма дифференциально-термического анализа природных углей проб:

а - I, б - П, в - Ш; в среде кислорода, обработаны раствором: I - необработанный; 2 - водой; 3-6 - ги-похлорида кальция 3, 5. 7, 10 * соответственно; 7-9 - хлорной извести 5, 7, 10 % соответственно; 10 - хлорамина 2 %, II - хлорамина 2 % + хлористого натрия 2 %; в среде азота обработаны раствором: 12 - водой; 13, 14 - гипохлорида кальция 5, 10 % соответственно: 15, 16 - хлорной извести 7, 10 % соответственно; 17 - хлорамина 2 % + хлористого натрия 2 %; 18 - хорамина 2. %

(кривые 5,6 п зоне ЛС расположены выше кривой 2).

Эффективнее действие хлорной извести, которая полностью тормозит радикалыю-цепиую зону; дезактивация процесса наступает сразу после выпаривания влаги. При 5% хлоркой извести на термограмме н зоне СО еще проявляется слегка заметный экзогшк, который при 7-10 % сливается с экзопиком зоны АС. В этом случае не происходит заметной интенсификации электрохимических процессов, а относительный тепловой аффект снижается при 7% до 0.629.

Анализом термограмм в среде азота установлено смещение эпдопика в высокотемпературную зону: чем выше концентрация веществ, тем больше сдвиг. Такую задержку испарения влаги трудно объяснить содержанием в этих веществах основных солен кальция, гашеной извести и СаС1„ так как эти вещества, как показали исследования, но-нериых, снижают сорбциопную нлагоемкость угля на 2.5 мас.%, и во-вторых, при добавлении аналогичной соли №С1 к хлорамину даже смещают Ти1Х в низкотемпера турную зову.

Задержка испарения влаги объясняется образованием прочного слоя соединений, образующихся в результате химической) взаимодействия угля с хлорсодержащнми веществами, приводящим к ипгибировапшо рсакциь окисления. Торможение процесса окисления осуществляется и основном за счет химического иш ибироваиин, а также образования па поверхности у г. 1я прочной пленки его соединений с хлорсодержащнми веществами.

При исследовании пс1кхх">разующих составов установлено, что обработка 2%-ным раствором "Прогресс" не оказывас" ипгибирующего эффекта. Добавки в непообразующий состан хлореодержащих соединений ипгибирукгг процессы окисления. Наилучший результат получен при использовании состава 2% "Прогрссса'+2% хлорной извести: Тц^ и тепловой эффект снижается с 1.17 и 1.22 соответственно до 0.88 н 0.6К5"С.

Гатоидирошншые углеводороды ингибируют процесс горения летучих веществ в газовой фазе после перехода стадии низкотемпературного окисления в неуправляемый аптокагалитический процесс и практически не препятствуют протеканию гетерогенных окисли тельных реакций. Обработка угля раствором пенообразователя сокращает инкубационный период самовозгорания (по сравнению с водой) за счет уменьшения сорбциоппой в.тагосмкостн угля и не препятствуют его возгоранию.

Для усиления шнибирующих свойств гг качестве компонентов активной пены рекомендуются дезинфицирующие средства, содержащие активный хлор. Применение их способствует дезактивации угля и торможению радикально-ценного механизма окисления за счет химического нн| нбированни и образования прочного слоя соединений на поверхности угля. Применение этих веществ устраняет угрозу взрыва газовой смеси за счет присутствия м)1К|хжо!ШС1П раций хлора по механизму, аналогичному в случае с г.злопдоуглсводородами.

Для усиления ингибкрующих свойств дезинфицирующих веществ

рекомендованы хлориды, и частности, хлористый натрий. Результаты исследований явились осно! нисм для применения дезинфицирующих средств и качестве антипирогенов для борьбы с подземными пожарами.

23. Исследование газодинамических процессов и закономерностей флегматизации газовых сред в выработанном пространстве

Максимальное количество осложненных эндогенных пожаров (52.2%) возникает при отработке крутопадающих пластов щитовой системой разработки. Согласно экспериментальным исследованиям установлено, что гаэонозцуншая среда в выработанном пространстве действующего выемочного ноля па уровне вентиляционного горизонта характеризуется высоким содержанием метана (20-70%). Максимальная концентрация метана наблюдается в зоне ведения очистных работ над действующим щитовым столбом. Потенциал!.но взрывоопасными зонами являются зоны непосредственного примыкания к выработанному пространству: пространство под щитом вместе со входной сбойкой, пространство для монтажа щита н выработанное пространство действующего щитового столба па уровне вентиляционного горизонта. 1

2.3.1. Механизм выхода огня из выработанного пространства и действующие выработки при эндогенных пожарах.

Являясь одной из аэродинамических ветвей в схеме проветривания выемочного ноля, выработанное пространство в то же время является н огромным по объему накопителем метана, то сеть активным источником выделении cío в действующие выработки. Накопление метана лимитируется величиной речек (нритсчек) воздуха при различных способах проветривания газоносных пластов. Величина утечек и действующая депрессия ь выемочном поле формируют'зоны активного проветривания выработанного пространства, которые являются зонами "вымывания" метана из нею. Метан н составе газовой среды выработанного пространства, заполняя фильтрационные каналы, образует своеобразные "газовые шнуры" с рс .¿о меняющимся по длчне поперечным сечением, с большим числом ответвлений и поворотов под самыми произвольными углами.

Формирующийся очаг эндогенного пожара приводит к появлению дополни ильного источника тепловой депрессии, к изменению вес.о аэродинамически режима нырлбиынного пространства. Существует высокая вероятность соприкосновении "газовоюшнура" с очагом эндогенного пожар» и сю воспламенения, которое происходит в результате контакта взрывоопасной смеси газон с высокотемпературным очагом эндогенного пожара или в результате смешивания с высокотемпературным газовым потоком продуктов горения, истекающим из очага пожара.

Воспламенение происходит при трех обязательных условиях: пропет нос соотношение между метаном или смесью взрывчатых газов и

кислородом воздуха должно находиться пнутри соответствующего Т|тсу-голышка взрываемости; температура контактной поверхности должна превышать температуру зажигания, а температура, установившаяся в результате смешения продуктов горения и смеси газон, составляющих "газовый шнур", - температуру самовоспламенения данной смеси газов; скорость выделения тепла за счет химических реакций горения должна превышать скорость тснлоотБода во внешнюю с|>сду - в стенки фильтрационного канала.

О выработанном пространстве последнее условие осуществляется, когда эквивалентный радиус фильтрационного капала, в котором происходит процесс воспламенения, достаточно велик и превышает критический, определяемый из кртерия Франк-Камснецкого:

где О-теплота реакции, Дж/м1; 1Е - энергия активации, Дж/моль; Т0-исходная температура, К; И - газовая постоянная. Дж/моль град; Я -коэффициент теплопроводности, Дж/м с град; К - прсдэкспопепциальпый множитель, с; г - радиус фильтрационного капала, м.

Саможчпламспенис газа происходит, когда

Таблица 3.

Значение критических диаметров, но которым пламя не может распространяться

I смеси с воздухом I смеси с кислородом

Метан 4.10 0.35

Водород 0.80 0.30

Достаточно пламени, распространяющемуся по "газоному шпуру", попасть в очень узкий канал длиной всего н несколько миллиметров, кик оно мгновенно затухает. В выработанном пространстве имеют м-'тю фильтрационные каналы диаметром более крит ического, которые не прорываются, а сообщаются с горными выработками, поэтому проскок пламени (Уг очага эндогенного пожара до скоплений больших объемов метана возможен. Этого достаточно, чтобы пламя, инициированное оча! ом эндогенного пожара, быстро распространилось но фильтрационным каналам (газовым шнурам) выработанного пространства, вышло в горную выработку и воспламенило имеющиеся н ней скопления взрывчатых газон.

Учитывая предлагаемый механизм выхода открытого огня из выработанного пространства в процессе ликвидации и тушения эндогенною пожара предотвращение взрыва газон возможно, если будет выполнено хотя бы одно из следующих 5 условий: ликвидирован оча]' пожара -источник теплового инициирования взрыва газа; полностью флегматизи-

рошша взрывоопасная среда и зоне накопления метана и выработанном пространстве; произведено флегматизирующес блокирование выхода "газового шнура" в зону накопления метана; осуществлен разрыв "газового шнура" между очагом горения и зоной накопления метана; произведена флегматизация "газового шнура" между очагом горения и зоной накопления метана.

2.3.2. Исследование газовой динамики в выработанном пространстве.

Целенаправленное применение газообразного азота и паров галоидо-угленодородов для борьбы с эндогенными пожарами осложняется недостаточной изученностью газодинамических процессов, происходящих в действующем выемочном ноле. Это обусловлено неоднородностью свойств угля и пород, составляющих массив выработанного пространства, изменением фильтрационных параметров этого массива, зависимостью от технологии ведения горных работ и рядом других факторов. Нами применен комплексный подход, одной из сторон кото|юго является математическое моделирование распространения фильтрационных, тепловых и концентрационных полей в выработанном пространстве. Опираясь на современный уровень развития вычислительной техники и методов чие лепного решения сложных дифференциальных уравнений газовой динамики путем "проигрывания" на ЭВМ различных аварийных ситуаций с последующим анализом полученных результатов, установлен ряд закономерностей, которые учтены при разработке способов и средств предупреждения взрывов при тушешш осложненных пожаров и тактики ведения горноспасательных работ.

Разработаны и численно реализованы математические модели /24/, описывающие аэрогазодинамику выработанного пространства с учетом аэродинамической связи с поверхностью. Модели позволяют с учетом различных параметров вентиляции выемочного участка определить давление, скорость фильтрации и концентрацию газа в любой точке выработанного пространства, определять величину утечек н приточек в ноздухо-нроводищис выработки.

2.3.3. Исследование распределения фильтрационных потоков воздуха в выработанном пространстве.

Уравнения, описывающие фильтрационный ноток воздуха в пористой среде, являются обобщенными уравнениями Эйлера-Жуковского, распространенные Л.П.Фельдманом на случай выработанного пространства. При условии стационарности н пренебрежении инерцноннымн членами уравнения записаны в виде:

' ЭР (Г , 9IV! \

51 (<1 9М ду

д и 9 V -— + —— » о» дХ Эу

где \Zsuf-t-vj - вектор скорости фильтрации; р - давление, Па; плотность, кг/м'; к - коэффициент проницаемости, м!; V - коэф ¡пщиент шероховатости, м; I4 - динамический коэффициент вязкости, н-сЛг.

Поскольку выработанное пространство нримыкает к горным выработкам, в которых осуществляется движение и обмен воздуха, а величина утечек (притсчех) априори не определена, то одновременно рассматривается и движение воздуха но горным выработкам. Тем самым ре шлется сопряженная задача движения во>духа но выработкам участка и в выработанном пространство.

где О- ооьемный расход воздуха, м'/с; р.,-давление потухав ш.цмбот-ке, Па; Э - плота.",ь сечения выработки, м'; I I - периметр выработки, м; Я - коэффициент сопротивления; 0 - коэффициент, учитывающий неравномерность расн|х;/(сле|шя скорости по сечению н минсимосп, утечек от Сидней скорост в.

Уравнение неразрывности для горных выработок имеет вид

^ - Г> где q - речки воздуха из горной выработки, м^с.

Условием сопряжения будет являться выполнение двучленного закона сопротивления для нетто. ■ воздуха, н[Х1Ходн!цего через контуры просачивания, а также равенство давлении па контуре щюсачннапия:

где II - мощность угольного пласта, м; п - нормаль к контуру просачивания, направленная внутрь выработанного пространства.

Предполагается, что утечки воздуха направлены но нормали к контуру просачивания, т.е. II• = ч

Ввиду наличия н|>сдо.хра|ытел1.ны\ и межщнтрвых целиков и удаленности от действующих выработок, принимается условие пенротекапия:

ЭР

Зп

- О. На дневной ]И)1)срхиости и в тупике - граничное условие

&

1-го рода: Plœ = 1>1ЛТМ , I'IW=P„.

В шахтах Прокопьспско-Киселеиекого paficina применяется преимущественно нагнстате.чыю-всасьшающий способ нропетривания, поэтому вентиляционный горизонт, как правило, находмтенв зоне депрессии, что приводит' к подсосу воздуха с поверхности в действующие выработки. Для устранения этого явления необходимо проводить регулирование давления воздуха в предела* выемочного участка.

При действующих напорах, знамения которых находятся н области -50 Па, зафиксированы пртечки воздуха через выработанное щюстрапство с поверхности на пентиляциопный горизонт участка, а ири значениях, близких к +50 Па, - утечки его с рабочего горизонта (Рис. 4). Интенсификации этого явления наблюдается при более высоких абсолютных значениях Ьн= -100 Па и Ь„= +100 Па. При положительных значениях действующего напора утечки направлены через выработанное пространство к дневной поверхности. При отрицательных значениях Ь„ потоки во пуха омывают выработанное пространство от рабочего до вентиляционного горизонта и нышс и возвращаются в действующие выработки. В этом случае вместе с потоками но «духа в действующие выработки выносится 1ь выработанного пространства вредные и взрывоопасные газы. При пулевом значении перепада давления между вентиляционным горизонтом и дневной поверхностью движение воздуха через выработанное пространство почти прекращается.

Положение очистного забои относительно вентиляционного горизонта влияет на раси|ч;де.'1епне поли давлении и скоростей в выработанном прос! рапстие. Особенно сильно это влияние сказывается в области, заключенной между очковым забоем и линией встиляционнон» горизонта. Выявлена 12Н1 следующая закономерност ь: но мере ухода рабочего щита вниз увеличивается пе^пад давлении между |табочим щитом и линией нсн-т и.тяционпого I ори »опта. При нахождении рабочего щита на отметке 20 м перепад давления в этой 1*>ласти составляет 30 Па, при уходе щита на отметки 50 и 80 м перепад давления увеличивается и составляет соответственно 40 и 60 Па. Однако величина градиента давления, от которого зависит скорость фильтрационного потока, изменяете» н обратной после— донателыюсти и составляет соответственно 1.5 Па/м, 0.8 Па/м, 0.75 Па/м. В снп иетет пни с этим изменяется и поле скоростей в надщитовом проет-рапегпе: при верхнем положении щита скорости фильтрационного потока выше, чем при нижнем его положении. Когда расстояние между рабочим щитом и предохранительный целиком составляет 100 м. т.е. отработано уже 4 щита, то ноле изобар в нижней части области счета имеет выраженную выпуклость в сторону предохранительное» целика, а фильтрационный поток омывает" гораздо большую площадь выработанного пространства.

В процессе движения очистного забоя при уравненном давлении свыше 90% утечек составляют утечки из рабочего горизонта в действующие выработки и лишь менее 1(1 % выносится на дневную поверхность. С уменьшением высоты выемочного столба утечки на дневную поверхность увеличиваются, а утечки из рабочего горизонта - уменьшаются. Это объясняется большим градиентом давления и большей площадью выноса утечек; относительная величина утечек с рабочего горизонта имеет максимум при действующем напс^ч; 1)„, близком к нулю, ири этом утечки на поверхность минимальны; с увеличением действующего напора ири-

О 25 50 75 (ООм

Рис.4. Поле фильтрационного потока при среднем полижечии очистного забоя.

течки с лисиной поверхности меняют знак и постоянно унелм'ншаютея, а утечки с рабочего гори зонта уменьшаются и при h„ = 100 Па достигают минимума.

Наиболее оптимальным ннлястси режим проветривания выемочного участка при действующих natio|iax относительно иенльтяционного горизонта. превышающих нулевое значение на 30-50 Па.

2-3.4. Исследование нугей миграции азота под воздействием обще-шауглой )1сн|ч.ссии.

Исследование путей миграции газообразного азота, под действием об-шешахтной депрессии проводилось при двух способах его ввода в обтлм выработанного пространства: а) с откаточного горизонт а через последний отработанный щит. Обусловливается, что объем воздуха под щитом полностью заменен газообразным азотом и что он попадает в выработанное пространство в качестве утечек с интенсивностью, определяемой действующим градиентом давления. Обьсм поступлении газообразного азота н выработанное пространство не лимитируется; б) по скважинам. пр«>бурсН1Н.1м в выработанном пространстве, азот подавался под давлением с -заданной производительностью, которая изменялась в пределах от 6 до HXI м'/мип.

Представлено ноле скоростей, давлений и концентрации азота в выработанном пространстве при среднем положении очистного забоя относительно вентиляционного и откаточного горизонтов, когда иенти-лнционный горпюнт находится в зоне разрсжспия( Рис. 5).

При таком способе нронстрииашм выемочной» участка выработанное пространство находится н зоне депрессии и фильтрационный поток воздуха направлен как с откаточного горизонта на вентиляционный, так и с дневной поверхности и сторону откаточного горизонта. В выработанном пространстве установились более высокие градиенты давления, что обусловило и более высокие скорости фильтрационного потока, а следовательно, и более высокие скорости распространении азога но путям утечек. Через 10 ч непрерывной подачи азота его флегматизкруклцая концентрация достигла отметки 150 м и нышла па вентиляционный горизонт.

Дальнейшая подача азога характеризовалась незначительным увеличением области, ограниченной линией 87%. Область выработанного пространства, расположенная между линией вентиляционного горизонта i очистным забоем, оказалась заполненной флегматнэирующей KonHCirrpa-цией азота только па одну треть, и в течение всего процесса подачи положение ограничивающих линий 87 и 100% в этой области не изменялось Интенсивность поступления азота" и нмрабш-аннос пространство в панно» варианте расчета составила 80 м'/мип.

Результаты расчетов показывают, что этот способ ввода газех^«разного азота в объем выработанного пространства позволяет в тсчени первых 10 часон эффективно флегматнзнроиать области, расно.тожспны<

0 25 50 75 ЮОм

О 25 50 75 Юн

Р»

/г

/Р

р.

О 25 50 75 «Ом

Ра

1'20часов

о га ьо 75 «Ом

-нет

Рь

1'ЗОчдсоь

Рис.5. Поле скоростей, давлений и концентраций азота в выработанном пространстве

м^жду откаточным горизонтом н линией очистного забоя, распространяя п последующие часы область флегматизации выше подготовленного к работе щнта на высоту до 100 м. Однако способ флегматизации требует и больших расходов азота ^непрерывного испарения около 1'м жидкого азота в чае в течение суток и Солее), что сопряжено в настоящее время с рядом технических трудностей.

2 .3.5. О под паровоздушной смеси хладона 114В2 в выработанное пространство с откаточного горизонта.

Плотность паров хладона 114U2 почти в 9 раз превышает плотность воздуха и составляет 11.63 кг/.м1. Поэтому введение в фильтрационный поток паровоздушной смеси хладона 114В2 2-х или 3%-ной концентрации сущеет''"нно изменило плотность результирующего патока и, привело к изменению всею поля скоростей. Эго усложнило весь алгоритм расчета ввода в выработанное пространство паровоздушной смеси хладона 114В2, Т|х.Т>уя совместного расчета ноля скоростей н поля концентраций хладона 114В2.

В работе /2К/ представлены ноля концентраций па|к>в хладона 114B2 в процессе подачи сго5%-ион концентрации в выработанное пространство с линии tri каточного горизонта. Повышенная плотность вводимого потока отрицательно сказывается на его транспортных свойствах. Пары хладона с копиейiрацией выше 1% не расщхкпраняются по путям утечек, а локали >уютсм в нижней части выработанного щччл ранстна. не поднимаясь выше 5-10 м от линии откаточного горизонта. Перемещаются только с фильтрационным потоком нары хладона с концентрацией 0.1 %. Перемещение носит хаотическим характер в виде отдельных разрывных областей, что свидетельствует о неустойчивости Н|х>цссса. Аналогичная закономерность наблюдается и при вводе в выработанное проетрапетво паров хладона 114112 меньшей концентрации.

Проведенные расчеты свидетельствуют о затруднении nq>cHix.a вместе е фильтрационным потоком более тяжелых, чем воздух, паров хладона 114В2 в концентрациях выше 1 % и создания в выработанном пространстве обширных ф.те! матизирующих зон. Возможно создание локальной области, заполненной флегматизирующей концентрацией хладона.

2.3.6. Запуск газообразного азота в выработанное пространство но скважинам."

Процесс запуска газообразного флегматизатора в объем выработ анного пространства моделировался при следующих основных допущениях: скважина имеет обсадную трубу: поверхность обсадной трубы, находящейся в выработанном пространстве, имеет перфорацию, через отверстия которой происходит истечение газообразного флегматизатора; скорость поступления газа в обьем выработанного пространства через отверстия перфорации вычисляется но соотношению:

V а — =---,

где V - скорость газа, м/с; 0 - производительность скважины, м'/с; Б -площадь боковой поверхности перфорированной трубы, м*; К - радиус перфорированной трубы, м; Н - длина перфорированной трубы, м.

При интенсивности подачи азота 6 м'/мин. флегматизирующая концентрация создастся только в непосредственной близости от скиажнны (Рис.6). Увеличение интенсивности подачи аэота до 15 м'/мин повышает эффект. Флегматнзирусмая область, ограниченная линией 87%, распространилась за 5 ч узкой полосой на расстояние 60 м по ходу тс тения фильтрационного потока, однако площадь, покрываемая этой полосой, мала, и если местоположение очага эндогенного пожара точно неизвестно, то такой способ воздействия на него малоэффективен. Производительность скважины в 6 и 15 м'/мин недостаточна для создания широкой флегматизирующей завесы азота вблизи очистного забоя или оконту-ривающих выработанное пространство воздухопроводящих выработок.

Увеличение производительности скважины до 30 м'/мин изменяет поле концентраций азота в выработанном пространстве. Флсгматизируемая область, ограниченная линией 87 %, распространяется но ходу течения фильтрационного потока более широкой полосой и на большее расстояние. Если при производительности скважины 6 н 15 м /мин площадь флегматизированной области после 5 ч подачи азота прекращала увеличиваться, то при производительности скважины 30 м'/мин площадь флегматизированной области продолжала увеличиваться с прежней скоростью.

Дальнейшее увеличение производительности скважины с 30 до 60 м'/мин привело к изменению поля давлений вблизи точки ввода. Без изменения остались только изобары, соответствующие 50 и 90 Па. Изобара, соответствующая 80 Па, сместилась ни же в сторону откаточного горизонта. Это свидетельствует о повышении даплепия в области, окружающей скважину, которое сказалось и на распределении скоростей в этой части выработанного пространства.

Еще более значительные изменения наблюдаются при увеличении производительности скважины до 100 м'мин. Изменили свое положение все изобары. Давление в ближайшей окрестности скважины поднялось свыше 90 Па, а изобары 70 и 80 Па обогнули скважину сверху. Все это привело к общему повьпнепию давления в области, расположенной между откаточным горизонтом и линией очистного забоя, на которой расположена скважина, то есть значительно измеиеппло всю фильтрационную картину.

Мощный ноток азота, истекающий из скважины по радиальным направлениям, привел к отжиму изолиний 5 и 10 мм/с вниз, в сторону откаточного горизонта, и изменил направление фильтрационного потока, отклопив его вглубь выработанного пространства в обход скважины. Противодавление, создаваемое скважиной, привело не только к снижению .

75 <00 (25 (50м

75 «00 (25 (50м

Г^/ ! —1

\jJvJ

бОггУм

ь-- 4ч

75 (00 (25 (5См

75 СО (25 (50м

75 (00 (25 (53»

75 (00 (25 (50м

Рис. С, Поля концентраций апота р Рыр.т5о?чниом прос.ррнстЕе при нагнетании по

схса»нне

абсолютных скоростей фильтрационного потока воздуха (изолинии 15 мм/ с над откаточным горизонтом исчезла), но и к снижению утечек воздуха с откаточного горизонта со 115 до 108 м'/мин. Увеличение 'тела рядом расположенных скважии при их суммарной производительности, рапной одиночной, не приводит к заметному изменению флегматизирующей зоны. Увеличивается только ее ширина на линии расположения склажип в первые часы после начала подачи азота. Изменение производительности скважин и изменение перепада давлений между откаточным и вентиляционным горизонтами отражается и па поле скоростей в выработанном пространстве, расположенном над очистным забоем. Наличие скважин приводит к притормаживанию набегающего на них фильтрационного потока воздуха; Эффект торможения усиливается с увеличением производительности скважин.

2.3.7. Запуск паровоздушной смеси хладоиа 114В2 в выработанное пространство по скважииам.

Учитывая более высокую плотность паровоздушной смеси хладоиа 114В2 по сравнению с воздухом,его тенденцию к оседанию под дсйстписм гравитационных сил и неспособность перемещаться в выработанном пространстве па значительное расстояние со скоростями фильтрационного потока, проведена серия расчетов подачи паров хладоиа 114В2 по двум скважинам, пробуренным на высоте 25 м над очистным забоем для выяснения характера дпижения паров хладоиа при их принудительной подаче по скважинам, когда имеется возможность перемещения их не только вверх, но и вниз под действием своего избыточного веса против движения основного фильрационного потока воздуха. Определена закономерность ¡¡распространения паров хладоиа 114В2 по выработанному пространству в окрестности подающих скважии. Увеличение производительности скважин и увеличение концентрации паров хладона в подаваемой паровоздушной смеси приводит к увеличению площади флегматизирующей области, ограниченной линией 1%. Эта область распространяется вниз до очистного забоя против движения фильтрационного потока и не поднимается выше линии вентиляционного горизонта. Разрывный характер этой области с максимальной концентрацией 114В2 свидетельствует о неустойчивости режима распространения по выработанному пространству более тяжелых, чем воздух, паров данного флегматизатора.

Аэродинамическая неуравновешенность фильтрационного потока, возникающая при введении в него тяжелых паров хладопа 114В2, приводит к тому, что существующий в выработанном пространстве перепад давлений не может вынести вверх паровоздушную смесь флегматизатора, в результате чего эта часть фильтрациошюго потока под действием избыточного веса начинает опускаться вниз, пока не достигает липни очистного забоя. С применением паров хладона 114В2 возможна только объектная

флсгмапгзация, тоссп» флсшатизация заданных, локальных объемов.

2.4. Создание новых способов и сплети предупреждения пзрыпон и тушении пожарен. обеспечивающих безопасность горноспасательных работ.

На основе создания современного состояния техники ножаро и взры-вобсзонасности в угольной промышленности установлено cü базирование на трех основных принципах. Первый, лежащий в основе радикального решении проблем пожаро- и взрывобсзопасности, состоит в исключении возможного образования горючих сред. Он включает в себя внедрение прогрессивных технологии добычи полезного ископаемого, сводящих к минимуму сю потеря, замену горючих ма териалов негорючими, пылсио-давлснис. режимы проветривания горных выработок, исключающие образование взрывных скоплении метана. Второй принцип - предотвращение нозникв. пения тепловых импульсов, способных инициировать горение твердых материалов или поджечь случайно образовавшуюся взрывчатую среду. Третий принцип - применение специальных способов и средств, С1вч.чх'шых локализовать или подавить возникший очаг горения и взрыва в пределах данной горной выработки или ее части. В рамках третьего принципа осуществляется деятельность Военизированных горноспасательных частей .

При подземном пожаре газификация и термическая (х>работка твердого топлива зависит от температуры очага, интенсивности прогрсиа и Наличия свободно! о кис.Ю|х>да в шахт ной атмосфере. Для юриосиасатслсй важно своевременно установить газовую ситуацию в зоне горения и воздействовать на нее и очаг горении.

Противопожарное обеспечение горноспасателей включает в себя как средства непосредственного воздействия на га юную среду и очаг пожара (когда пожар не ратин лен), так и средства дистанционно! о воздействия при развившемся пожаре, когда образовавшиеся мощные конвективные потоки горячих пожарных газов, тепловое излучение и задым.тенность препятствуют Непосредственному воздействии! и подходу к очагу.

В этой связи Н|Х1ведепа разработ ка новых способов и средств флег-матнзации и тушения на основе хладонов. их смесей и комбинированных составов.

Практикой ведения горноспасательных работ в Кузбассе по локализации и тушении» пожаров в угольных шахтах, осложненных угрозой взрыва газовой среды и выходом открытого огня в действующие выработки, установлено, что применение хладоиои, их смесей и комбинированных составов является эффективным средством флегматитации взрывоопасной срсды и подавления пламенного горения. Запуск хладова для ингиби-роваиия пламени и фле! матизацип газовой'срсды проводился из горных выработок и с поверхпостП по скважинам, пробуренным в выработанное пространство в место предполагаемого очага пожара. После применения хладопов не было случаев повторного загорания и вспышек

(взрывов) газов.

Применение азота для флегматизации газовой среды в районе пожара позволяет переводить горючие газовые смеси п область богатых смесей. Это достигается разбавлением метано-водород»-воздушных смесей азотом или их вытеснением. Совместное применение хладонов с азотом (комбинированные составы) повышает огнегасительные и флегматизирующие свойства хладона (эффект синергизма).

На основе научного обобщения результатов работы, непосредственного участия в ликвидации эндогенных и экзогенных пожаров, их локализации и тушении, н разработке технических решений предотвращения взрывов при их тушении разработаны научные рекомендации по борьбе с пожарами /5, 9,13, 23, 25, 30, 42/.

2.4.1. Средства неносредственчого воздействия на очаг пожара.

Для тушения горящих газов в шахтах и предупреждения взрывов созданы новые средства на базе хладона 114В2 /19, 29, 46,50/. О1 нетуннпель одноразового использования (огнетушительная граната) для непосредственного воздействия хладоновой жидкостью на очаги горения и труднодоступных местах (купола, пустоты за крепыо). Защищаемый объем одним огнетушителем 15 м\ время действия - 1 с. Опытная парт ия в количестве 1200 штук была внедрена в ВГСЧ Кузбасса и успешно применялась на шахтах НПО "Проконьевсктидроуголь".

Разработан огнетушитель горноспасательный па основе хладонов ОГХ-5, предназначенный для применения оперативными подразделениями ВГСЧ при тушении пламенного горения метана, угля, древесины, легковоспламеняющихся жидкостей, оборудования, находящегося под электрическим напряжением, а также для флегматизации взрывчатой атмосферы в подземных выработках /30, 39, 40/. Опытная партия н количестве 500 штук прошла нромышленные испытании на шахтах Кузбасса и Якутии.

2.4.2. Способы и средства дистанционного воздействия на очаг пожара.

Разработана и испытана установка для тушения подземных пожаров - аэродинамический 1-енератор аэ|юзолей (АГАТ) /31,36, 39,43/, в котором аэрозоль галондуглсводородоп получают термомсханическим способом с использованием принципа печей аэродинамического подогрева. Получение активной хладоновой пены ведется с применением пепогенератор-ного устройства, выполненного в виде выдвижной кассеты и коллектора. Установка допускает применение при отрицательных температурах.

Предложены новые способы предотвращения взрыва газовоздушной смеси в тупиковой выработке /38, 54/ и способы тушения пожара в проветриваемой горной выработке /41, 55/ и непроветриваемой /56/. Предотвращение взрыва заключается в подаче во взрывоопасную среду ингибитора при увеличен» и концентрации метана до опасных щюделов, о чем сит - 1 нализирует датчик. Тушение пожара в непроветриваемой выработке ведет-

29

ся путем подачи огвсгаснтслыюй смеси в замкнутый конвективный поток, направленный к очагу пожара, который формируют парусной и парашютной переммнками. Способ пнедрен в ВГСЧ Кузбасса и используется при ликвидации пожаров.

Разработаны, изготовлены и испытаны новые устройства/30, 42,38, 47/ для дистанционной доставки в очаг подземного пожара ингибиторов. Пожарная пика внедрена и широко используется во всех подразделениях ВГСЧ Кузбасса.

Подача ингибитора и нсиы в очаг пожара ведется но тканым пожарным рукавам интенсивно поддающимся гниению при хранении в шахтах. Для придания пожарным рукапам противогнилостных свойств разработано, испытано и внедрено и ПО ' Южкузбассуголь" устройство для двух-строннсй пропитки тканых шлангов /37,45/ и руководство по его использованию. Предложенный рецепт пропитки обеспечивает хранение в шахгс рукавов после обработки до 2,5 лет.

Разработано, испытано и пнсд|>сно в подразделениях ВГСЧ Кузбасса устройство, обеспечивающее Ль ¡строе подавление пламенного горения в течение 10-15 с. мобильное в доставке к месту применения, быстро вводимое в действие и автономное но источникам энергии /26/. Устройство для дистанционного тушения пожара У11ХВ выполнено на модульном принципе, состоит из легко носимых "модулей" несложных при монтаже и демонтаже. Дальность подачи хладона по вентиляционным трубам с помощью ВМП и аэрозольном состоянии ак-танляст: в горизонтальных выработках - до 500, и наклонных, проводимых сверху вниз - до 700, проводимых снизу вверх - до 200 м. Расход хладона 1.0 л/с. время перезарядки резервуара - 60 с. время но.шотопки устройства к раГнис 10 мин.

Для подавлении пламенного горения и флегмати шции взрышншас-ной среды, когда высокая температура препятствует непосредственному доступу к очагу пожара, разработана и испытана установка для защиты и локализации пожара ЗАЛП /26.28/. Применяется она для дистанционной подачи в зону горе пня и распыления в ней огнегасителмюго состава. Дальность доставки 60 м, защищаемый обт>см выработ ки 30 м\

Разработан водохладоновый смеситель для получения смеси (эмульсии) воды с хладопами с последующей подачей этой смеси но выкидным пожарным рукавам на очаг пожара /26/; применяется при тушении минеральных массл, горящих углей, дерева, резиновой ленты, а также мета-па. Водохладоновые эмужлии окатывают комбинированное воздействие на очаг пожара хладопами, как весьма эффективными огнсгаситсльпыми средствами и водой, обладающей высокой теплоемкостью и способностью проникнуть в глубь горящего материма. Рабочее давление нодохладоновой эмульсии 0.8 МПа, содержание массовых долей хладона в эмульсии 316%.

Предложен /51/ новый способ получения активной галоиди[х>нашюй пены для тушения пожаров при соотношении компонен тов но объему в %:

хладои - 15-20, пенообразователь - 4-6, остальное - вода. Способ апробирован в условиях полигона и применялся при тушении пожаров на шахтах ПО "Южкузбассуголь".

Предложен новый антипирогеп /49/ для борьбы с подземным пожарами - хлорня известь и двутретносновня соль гипохлорита кальция. Применение позволяет улучшить экологию окружающей среды за счет дезинфицирующих свойств аитипирогенов а также экономику затрат.

Создан новый способ тушения эндогенного пожара в выработанном пространстве шахты /40/, заключающийся в нодачс в предполагаемую зону ингибитора, представляющего собой смесь паров бромистого этила и хла-допа 114В2 в соотношении 1:1. Подачу аэрозоля осуществляют после уравнивания давлений воздуха между выработанным пространством и поверхностью. Аэрозоль заполняет выработанное пространство, удерживается в нем от выноса и разбавления воздухом с помощью ураннивапнея давления. Уравнивание осуществляется специально разработанной системой автоматического регулирования давления воздуха "СРсДА-1" /19, 28/ Предложенный способ дает возможность объемного распространения аэрозольной огнсгасителыюй смеси от места ее ввода, что позволяет при неизвестном расположении очага пожара заполнить зону горения парами ингибитора и удерживать нх в течение заданного времени до полной сорбции углем. Способ реализован на шахтах "Центральная", "Тыргап-ская", "Зиминка", им.Калинина, "Красногорская" НПО "Прокопьевск-гидроуголь*, шахтах "Киселевская", № 12, Краспокамснская ПО " Киселсвскуголь".

Более совершенным по тактике применения и повышения безопасности горноспасательных работ па газообильных участках путем исключения взрывов метана в зоне горения является вновь созданный способ тушения эндогенного пожара /58/, заключающийся п нодачс в зону очага азото-хладоповой смеси, причем хладон подают в виде аэрозоля, а азот и виде инертной пены. Эти способы тушения обеспечивают флепиатнзацшо газовой среды на период ведения горноспасательных работ, по не исключают возможности рецидива пожара после его тушения. Поэтому для исключения рецидивов пожара был создан новый способ тушения подземного пожара/57/. Для этого выработанное пространство, имеющее очаг пожара, обрабатывают аптипнрогеном в две стадии. На первой стадии используют галондированнуга пену, которая ингнбирует горение летучих продуктов реакции окисления угля. Ликвидируется пламенное горение и предотвращается взрыв рудничной атмосферы. На второй стадии обработки используют смесь хлорной извести или гипохлорита кальция с пенообразователем и водой в соотношении компонентом соответственно, мае. % 57, 2-6, остальное вода. Эта смесь ингибирует процесс гетерогенного окисления угля, снижает его химическую активность и генерацию горючих газов. Выделяется свободный хлор, который также предотвращает взрыв рудничной атмосфер!,1. Путем дезактивации поверхности угля и щк-до-

тиращсния генерации горючих газон повышается эффективность тушения и исключаются рецидивы пожара.

Дли реализации способов разработан генератор активной пены, позволяющий получать хладоновую и азотохладопоную пену с улучшенными свойствами но сравнению с водовоздушной. Стойкость азотохладоновой пены по сравнению с водовоздушной и инертной (азогной) увеличивается па 81) % с одновременным уменьшением кратности. Критерий, характеризующий максимально защищаемый обьем, увеличивается на 10%.

Для обеспечения герметизации изолирующих сооружений создана новая установка, предназначенная для выравнивания перепадов между давлением воздуха в изолированном пространстве и давлением в специально сооружаемой камере ре1улирусмого давления для устранения утечек (УАНД 1) /35/. Опытные образцы установки ист,паны па шахтах "Тай-бипская", "Киселевская" ПО "Киселевскуголь" и "Тыргапская", "Центральная" НПО "Прокош.свскгидроуголь".

Создан новый способ возведения перемычки для изоляции выработок с потенциальной угрозой /53/. Способ характеризуется низкой трудоемкое! ыо. сокращением времени возведения перемычки (до 60 мин), мо-би.тыиктыосе элементов.

Создана новая огнепреградшельная перемычка /47/ при временной изоляции иожаршно участка. Пс|ч.мычка снабжена средством для liai пс-таиия ii.'umci асишей смеси, выполненным в виде пеногенериру ющего устройства дли получения Iа зомехаиическон пены. Локализации рас-нросТ|\шс1шн ii.'MMcmioi о горний обсспсчивастся петченернруюшнч устройством. нс|к'крыв.1юншм активной пеной (с включением хладона) площадь перемычки со стороны изолированного пространства, предохраняющего се от прогорания.

Разработаны новые средства экснрссс-и юля ни и Горных выработок с применением специальной перемычки из заливочных фенольных нснонла-стов типа ФРГ1-1 и Ф1'Г1-1м /19/. Определено оптимальное соотношение компонентой в композиции пенопласта фенол и юре зольной смолы и исис-нииающсгосн агента ВДГ-3, равное 5:1. В местах интенсивного проявления горного давления это соотношение 6:1.7:1 вследствие усадки от сдавливания до 60% без разрушения целостности. Воздухопроницаемость изолирующих перемычек, возведенных из фенольных пспопластов. в 3-15 раз ниже воздухопроницаемости бетонных, кирпичных, брусчатых, трудоемкость ниже в 4-9 раз. Разработана установка УГ1ФП-1 для получении фенольных нснопластои в шахте, включающих в себя новый смеситель компонентов пенопласта/34/. Установка внедрена на шахтах "Зимипка" и "Тыргапская" НПО 'Прокопьевскгидроуголь*. Всего на шахтах этого объединения возведено свыше 50 пенопластовых перемычек.

Разработаны технологические схемы и практические приемы для горноспасателей применяющих хладоны и комбинированные ссхггаиы на их основе при ведении горноспасательных работ по ликвидации пожаров па

шахтах.

2.43. Средства определения хладопои в рудничном воздухе.

На основании проведенных исследований установлена возможность применения экспресс-метода для определения концентрации паров тетра-фтордибромэтана (хладона 114В2) в рудничной атмосфере с помощью интерферометров ЛИ-4 и 111И-7 со шкалой отсчета ог 0 до 100% об. по метану. Применение 100%-пых интерферометров вызвано необходимостью учета коэффициента рефракции тстрафгордибромэтана, рапного 11.7. Разработана методика экспресс-метода определения паров тетрафгорди-бромэтапа в рудничной атмосфере на портативном искробсзопасном хроматографе "Поиск-1" /26/. Хроматограф "Поиск-1" предназначен для оперативного качественного и количественного анализа газовых смесей, содержащих СОг, Н2, 02, СН4, СО и другие компоненты, в условиях аварий в угольных шахтах.

Время выхода на рабочий режим не более 15 мин. Время анализа газовой смеси до 20 мин. Предел допускаемой основной приведенной погрешности на каждом диапазоне измерения ис более 10%. Дополнительная приведенная погрешность среды на каждые 10°С в долях основной приведенной погрешности не более ±0.6%. Дополнительная приведенная по-грешностьпри измерении атмосферного давления на каждые ±33.2 102 Па (±25 мм рт.ст.) в долях основной приведенной погрешности, не более ±0.4, газноситсль - аргон. Диапазон измерения хладона 114В2 в рудничной атмосфере 0-6% об.

Разработана и внедрена в газоаналитичсских лабораториях ВГСЧ Кузбасса новая методика определения галоиднрованпых углеводородов в рудничном воздухе с применением хроматографа ЛХМ-8МД с чувствительностью применения 0.05%.

Созданные способы и средства флегматизации взрывов газовых сред и тушения подземных пожаров обеспечивают безопасность ведения горноспасательных работ при локализации и тушении осложненных пожаров. За последние 10 лет при применении разработок на практике не было несчастных случаев с горноспасателями. Устройства, обеспечивающие реализацию новых способов, прошли промышленные испытания в горноспасательных частях Кузбасса. Внедрение результатов работы в ВГСЧ с 1977 г. способствовало сокращению сроков ликвидации аварий, снижению экономических затрат, повышению безопасности ведения горноспасательных работ при все более возрастающей опасности возникновения пожаров на нижвих горизонтах. Долевой экономический эффект от внедрения способов и средств, предложенных в опубликованных работах составил свыше 3.0 мл п. рублей п ценах 1990 года.

3. Заключение

13 диссертации it форме научного доклада па осноне иыполнеппых теоретических и экспериментальных исследований газодинамических и термохимических процессов горения и гетерогенного окисления углей изложено научное обоснование новых технических решений но предупреждению трынов газов и тушению пламенного горения, внедрение которых вносит значительный вклад в повышение безопасности горноспасательных работ при ликвидации сложных пожаров в угольных шахтах.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Установлены минимальные флегматизирующие концентрации для мегано-ноздуншых сред: хладона 114В2 - 1.1%, бромистого этила -3.8%, составов ВФ-2 - 2.9% и БФ( 1:1) - 2% и для мегапо-водородо-воздупгых сред при содержании водорода 1, 2 и 3%. При содержании водорода 3% минимальные флегматизирующие концентрации хладона 114В2 - 3.3%. б|юмистого этила - 6.2%. составов БФ-2 - 6.3%, Г>Ф(1:1) - 4.6%. Ьсдныс смеси рекомендовано флегматизиронать хладоном 114В2, Гмчатыс - составом ЬФ(1:1).

2. Определено влияние хладона 114В2 на область воспламенения мстапо-нодородо-но путных смесей при замещении И). 20, 30% воздуха а ютом, l'a давление во |духа аююм на каждые 10% позволяет снижать в 2 рат.т расход хладона 1 14В2. При 3(i% замещении вощуха азотом флегма ги шруюшам коп цен i рация хладона 114В2 снижается до 0.3%.

Дока >ано. чго механи >м ф.тсч маги ищи и в фывоп и ингпбировапия пламени комбинированными составами основан на химическом юр\и>жс-нин реакции горения. а не механическом замещении кислорода во пуха. Иснолмоианис смеси а юта с хладоном поню.тист в 3 pa ia сократи, рас ход хладона I14H2. без снижении эффективности ( эф<}ч'кт синерпима). Х.тндоны шпибирмот процесс 1о|ч.пия летучих веществ в 1'атовой фазе после перехода стадии низкок'Мнсратурною окисления н неуправляемый а кт ока - талш ичсский процесс.

4. Установлено. что co¡»**HUiomUK емкость углей ра(личных марок по отношению к бромистому этилу в 10 раз выше, чем к хтадону 114В2. Сорбция паров бромистого этила заканчивается в течение 24 ч.. а хладона 114IJ2 через 5 ч. Обработанный хладоном 114152 уголь снижает химическую активность на 3.3-3.9%. уголь, обработанный бромистым этилом. -на 16.0- 26.3%, а составом ЬФ(1:1) - на 11.1 - 25.9%

5. Теоретически обобщены и впервые математически описаны с позиции фундаментальной теории горения условия протекания |азоднпа-мичеекчх и термохимических процессов при пожаре в тупиковых выработках шахт. Впервые определены зависимости "Процесса подачи и 'заполнения флегмат и тирующими примесями тупиковой выработки от величины начальной концентрации ф.тс! Ma i изатopa и во (душном погоке. скорости основного несущего потока il расположения вентиляционного iру-

бопровода относительно забоя выработки. Определяющими факторами при этом являются скорость несущего потока воздуха и начальная концентрация примеси флегматизатора в потоке. Разработаны номограммы, позволяющие устанавливать время и режим работы устройства для подачи флегматизатора в зависимости от величины защищаемого об!>сма выработки и производительности вентилятора. Установлена целесообразность использования существующих вентиляторных установок и воздухопроводов для транспортирования паров хладонов в концентрациях до 7% об.; установлено, что 30% их теряется в призабойном пространстве при изменении направления движения вентиляционной струи на 180°. Рекомендовано компенсирован, эти потери путем увеличения концентрации хчадонон. Огнегасительные концентрации хладонов в течение 10 - 15 с подавляют пламенное горение в очаге пожара.

6. Раскрыта закономерность влияния хлорсодержащих дезинфицирующих веществ на процессы lercporaiiibix окислительных реакций и пламенного горения угля. Хлориды: гинохлориг кальция, хлорамин-Б при гюздействии воды и присутствующего в угле, при его окислении, yiv кислого газа гидролизуются с образованием хлорноватистой кислоты, которая, как нестойкое соединение, распадается с выделением кислорода и хлора в активной форме; эти газы воздействуют на радикально-цепной механизм окисления угля, одновременно дезактивируя активные угольные центры за счет окисления и образования малоактивных радикалов с участием атомов хлора. Обрывае i ся цепной механизм окисления и достигается янгибирующий эффект этих веществ на окиелнтельиые процессы в угле.

7. Разработана математическая модель газодинамических процессов з выработанном пространстве с учетом аэродинамической связи с земной поверхностью. Установлены потенциально взрьшоопасные зоны наиболее вероятного загазирования метаном, включающие подщитовое пространство, рассечку, входную сбойку, вентиляционную сбойку. Предложены пути и способы их флегматизации. Доказано расчетным путем и экспериментально, что оптимальным является режим проветривания выемочного участка, при котором действующий напор на вентиляционном горизо/гте превышает нулевое значение на 30-50 Па(Н/м2), что способствует вьшосу вредных и взрывоопасных газов из рабочего пространства. Этот режим достигается непрерывным регулированием давления воздуха в объеме выемочного ноля. При запуске в выработанное пространство галоидсодер-жащих композиций регулированием давления удерживают их от выноса утечками в течение времени, необходимого для проявления ингибирующе-го и флегматизирующего действия этих композиций.

8. Показан способ ввода хладона 11402 в выработанное пространство с откаточного горизонта. Пары хладона с концентрацией выше 1 % не • распространяются по путям утечек, а локализуются в нижней части выработанного пространства, не поднимаясь выше 5-10 м от линии откаточного горизонта, чем обеспечивают создание локальной зоны, заполнен-'

ион флсгматизирующсй концентрацией хладона в районе ввода его в фильтрационный ноток воздуха. ■

9. При запуске газообразного азота в выработанное пространство по скважинам с производительностью 6, 15, 30, 60 м'/мин установлено, что производительность 6 и 15 м'/мин не позволяют достигнуть 87% флег-матизации; увеличение подачи до 30 м3/мин изменяет поле концентрации до 87% азота, который распространяется но пути фильтрационного потока за 5 час. Увеличение производительности скважины по азоту до 60,100 м7 мин обеспечивает мощный поток, истекающий по направлению фильтрации и захватывающий область ниже линии скважин на глубину 10-12 м, что создаст эффект притормаживания набегающего фильтрационного потока.

10 Установлено, что воспламенение "газового шнура* от очага пожара происходит в двух случаях: в результате контакта взрывоопасной смеси газов с высокотемпературным очагом и при сС смешивании с высокотемпературным газовым потоком, истекающим из очага. Воспламенение происходит при трСх обязательных условиях: температура контактной поверхности должна превышать температуру зажигания, а температура. устанавливающаяся н результате смсншкания продуктов горения и смеси газов, составляющих "газовый ишур" повышает температуру самовоспламенения смеси тазов: скороси, выделения тепла за счет химических реакций юрення должна быть выше скорости тенлоотвода во внешнюю с|>еду - в стенки "| азового шпура".

11. Определены условия распространения пламени по "тазовому шнуру" при достижении им критически! о диаме тра. Для стсхиомстриче-ского состава при давлении 0.1 М| 1а критический диаметр для смесей метана и водорода составляет соответственно 4.1 и О.Х мм. Для плоской щели значения критических диаметров снижается в 1.4 раза и составляет для метана 2.8 мм. водорода 0.57 мм. Материал и характер поверхности стенок "газового шнура" на значения критических диаметров влияния не оказывают.

12. Установлен механизм выхода открыто! о огня из выработанного пространства. Предотвращение взрыва газов возможно при вво.тнении одного из следующих пяти условий: ликвидирован очаг пожара - источник теплового инициирования взрыва ¡аза: полностью флегматишровапа взрывоопасная среда в зоне накопления метана в выработанном пространстве; произведено флегматизирующее блокирование выхода "газового шпура* в зону накопления метана; осуществлен разрыв "газового шнура" между очагом горения и зоной накопления метана; произведена флегматизация "газового шнура" между очагом горения и зоной накопления метана.

13. Разработаны 6 новых способов локализации взрыва и тушения пожаров в подготовительной выработке; 5 новых способов тушения пожара в выработанном пространстве; I новый антинироген для борьбы с

подземными пожарами, содержащий хлорную известь и двутретиосиовную соль гипохлорита кальция; 18 новых устройств для тушения подземных пожаров. Отработаны тактико-технические приёмы флегматизации взрывов и тушения пожаров в протяженных ту пиковых выработках и технологические схемы локализации очагов самовозгорании о выработанном пространстве, что позволило обеспечивать безопасность ведения горноспасательных работ. Предложена иопая методика определении концентрации зладоновосноваппая на экспресс-анализе рудничного воздуха с применением портативного взрьшобсзонаспого хроматографа "Поиск-1", позволяющая оценивать интенсивность процесса флегматизации непосредственно в шахте.

Экономический эффект от внедрения способов и средств ликвидации гло;хных пожаров превысил 3 млн. руб. в ценах 1990 г.

14. Внедрение в частях ВГСЧ Кузбасса и Караганды преложенного комплекса способов, с|х;дств, веществ, научных рско ¡•-■пдацин, руководств ■ло флегматизации сложных газовых сред, ипгибированию пламенного горения, влиянию па кинетику реакций гетерогенного окисления и генерации горючих газов позволяет предупреждать взрывы, исключать возникновение рецидивов, обеспечивать охрану труда горноспасателей в зоне ведения горноспасательных работ и имеет важное социальное н народнохозяйственное значение.

Основное содержание диссертации в форме научного доклада онублнковхно в следующих работах:

1. Голт: A.C. Г?-»оаналнтическкЯ способ обнаружения ранней стадчи эвдогешюго Пожара // Г-еэопасност •> труда в промьишенности.- 1976.- N /.- С. 47-49.

' 2. Дистанционная подача фреона 114В2 в очгг пожгра а спупюы потохе / Голах A.C., Зешш В.Д., Стрельцов В.А. и др. // Сборкшс статей по горноспасательному делу/ ВО В11ИИГД,- Кемерово, 1976 - N 7.- С. 60-67.

3. Голик A.C., Баршюв Г.П. Фреоновый огнетушитель ОГСФ-5 / ЦНИЭИуголь, 1977,- N 9.- С. 4-5: (Серия "Техника безопасности, охрана труда п горное птезтелыюе дело" :Науч.-техн. реф.сб.).

4. Голик A.C... 'aryi>ш П.И. Применение фреона >4кя тушения пожара в шахте/ / Производственно-.ехнический бюллетень "Колыма" ПО'Сепсровостокзолото".-Магадзн, 1978,- N10,- С.22-24.

5. Голик A.C., Варпнов Г.П. Установка генерирования огнегаситслыюД фрео-новоЛ аэрозоли / ЦНИЭИуголь, 1979.- N 11.- С. 13-14: (Серия "Техника Р-зонзсно-стя, охрана труда и горноспасательное дело": Науч.^госи. реф. сб.).

6. Голик A.C., Чургасоа Ю.В., Троян Н.П. Разработка самовозгорающихся пластов угяя с автоматическим регулнроиаииеы даьясикя создуха в выемочном поле // Уго/.ь - 1980.- N 1,- С. 34-36.

7. Голнх A.C., Палеев Д.Ю., Левчук В.Ф. я др. Флегааткцвя метано-водоро-до-воздушных смесеА бромэтилом, тетрафторДЕброыэталом с составом БФ-2 / ¡ШИЭИуголь. 1980,- N1.- С. 14-15: (Серия "Теигяха безопасности, охрана труда и горноспасательное дело": Науч.-техн. реф. сб.).

8. Числеш:ыЯ расчет нестационарной тепловой конзекциилря пожаре в подгото^ вительноЯ выработке / Голик A.C., Палеев Д.Ю. // Управление вентиляцией и газоди-

шмпчсскнми явлениями« шахтах: Сб. науч. трудов / ИГ/1 СО АН CCCP.-I JoBOcfiitpcr, 1979,- С. 42-4.V

9. Пенопластм для и'юлищкшнмх сооружении в шахте I Голик A.C., Патрушева СЛ., Гал1,т Л.Л. и др. II Ьсктасность труда в промышленности.- 1980.- N 8.- С. 3739.

10. Теплом» конвекция в иодтотоиителыюА выработке в условиях пожара/ Голик Л.С".. Палсев Д.К)., Орлов 11.11. II Нситиляция шахт и рудников: Сб. науч. трудов I ЛГИ.- JI. I9H0.- N 7,- С. 94-98.

11. Исследов.лнне фтешатитирующих свойств галовдуглеводородо* тля предупреждения H ipi.nioii н тушения пожаров в шахте I Голик A.C., Левчук i..•!>., Палсев Д.К). н др. II Локализации и тушение подземных пожаров: Сборник статей/ ВО 1ШИИГД.- Кемсропо, 1981,- N 9,- С. 16-13.

12. Нестационарная тепловая конвекция при пожаре в тупиковой выработке Голик A.C., Нятссв Д.К). II Локализация и тушение подземных пожаров: Сборник статей I НО ННИИГД- Кемерово. 1981,- N 9,- С. 78-88.

13. Флсгматнзлщм взрывов и тушение пожаров в тупиковых подготовительных выработках угаи.нмх шахт / Голик A.C.. Малеев Д.Ю.. Орлов I I.B. II Вентиляция шахт и рудников: Сб. науч. трудов/ ЛГИ - Л, 1981.- N 8,- С. 7S-78.

14. Превентивная флсгштсидня сложных газовых сред хладопами при тушении андогашых пожарив/ Голик A.C., Палсев Д.К)., Чуриков Ю.Н. и др. II Безопасность труда в иромы1илс11т>ст-1983.- N 2.- С. 29-30.

15. Флакагн сицш кривой ra ía при локализации нтушении эндогенных пожаров талоидировашп.шн углеводородами /Годик A.C.. JlaiyTHii Н.И., 11алссв Д.Ю. II Локализация н тушение подземных пожаров: Сборник статей / НО НШШГД- Кеиероно, 19K3.-N 10 -С. 3-13.

16. Номограммы определения флегмлтизирукчпкх концс1гтрадиА галоидоуглепо-•Лородов для метано - водородо-вотдуишых сред / Голик A.C., Палсев /(.К)., Налялкин Н.Г. II Локализация н тушение №>дзсмнмх пожаров: Сборник статсА/ 1Ю ННИИГД.-Кемсрово,1983.- N 10 - С. 68-70.

17. Численный расчет трехмерноА тсиловоА копье кипя ирипожаре в тупкковоА выработке / Голик A.C., Посев Д.К). II Локализация и тушение подземных иожароя: Сборник статей / HO 1111Ш1ГД. - Кемерово. 1983 - N И).- С. 70-76.

18. Флсгм.гппацкя сложных га-юных сред в шахтах I Голик A.C., Палсев Д.К). II ПервыЛ Всесоюзный симпозиум |к> макр^копичсскоЛ кинетике н хнмическоА газодинамике: Тезисы докладов. Алма-Ата, октябрь 1984,- Чсрмопхтовка, 1984,- Т.2.-4.2. -C.2I.

19. Ош.гг предотвращения взрывов н тушение пожаров на шахтах Кузбасса / Петров Л И.. Голик A.C., Палсев Д.Ю.. Лагутин 11.11- М.: ЦНИ'-Жугиль, 1984 - 53 е.: ил.- (Серия " Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Обзорная информация; Bi.ni. S).

20. Управление вситнлтциопным режимом выемочного поля с помощью автоматического роулнроваиия давления I Голик A.C., Чуриков Ю.П., Валялкнн В.Г. II Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах: Сб. науч. трудов I ИГД СО АН СССР,- Новосибирск, 1983,-С. 160.

21. Комбинированные огнетушащие составы / Мышах Ю.А., Голик A.C. // Ста-щюн^рные и иередвнжпме средства борьбы е пожарами: Сборник етатсА / М.- 1985.22. Голик Г.А., Голик A.C., Афанасьев Ф.Л. Иигабироеанис гетерогенного процесса окисления природных утлсА II Химия твердого топлива.- 1987.- N 4.- С. 64-70.

23. Ииструмцм по предупреждению и тушению эндогенных пожаров в шахта: Кузбасса: Утв. НО "Ирокоиьсвекуголь" 22.09.771 Кемерово. 1978,- 77 с.

24. Руководство по применению способа выравнивания давлений воздуха д.и борьбы с подземными пожарами и гати в условиях шахт Проконьевска-Киселевсхо-го района Кузбасса: Утв. IIO ' Прокопьевску! оль" 28 11.78 /Кемерово, 1979,- 110 с.

за

25. Премешюе руководство по применению заливочных паюплистпи дли гкпяг-депня изолирующих сооружении в шахтах. / Прокопьевск, 1979.- Я с.

26. Временное руководство по применению хлалоиов н их сыссеЯ при ведении горноспасательных работ на шахтах Кузбасса./ /Vvunc A.C., Лагутин НИ., Пялс-си Д.К), з др.: Утв. ВГСЧ Кузбасса / Кемерово, 1984,- 132 с.

27. Руководство но флегыапшации взрывов и тушению пож.чро» к тупиковых подготовительных выработках хладононымисоставами на шахтах Кузбасса и Карагандинского бассейна / Лагутин В.И., Голик A.C., Палссн Л И), и др. : Утв. ЬГЮ '"Кузбасс-уголь" 04.09.S7, ПО 'Карагаодаугаш* 09.09.87/ Кемерово, 1987.- 94,с.

28. Предупреждение н локализация взрывов в подземных условиях / Уинов Д.Ii., Голик A.C., Иалсев Д.Ю., Шевцов 11.P.- М.: Недра,- 1990.- 330 с.

29. А. с. 555896 СССР, МКИ А 62 С 19/00. Огнетушитель /Чуприков А Н., Лагутин В.И., Зсиин В.Д., Голик A.C. (СССР); ВО ВПИИГД-- N 2049368/12: За*м. i0.01.75; Оиувл. 30.04.77, Бюл. N 16.

30. А. с. 615731 СССР, ДСП МКИ 1:21 F 5/04. Пожарим пика дм тушения поваров / Чуприков А.Е., Голик A.C., Назарова Н.М. (СССР); ВО 1111И И ГД,- N 2391215/22-03; Заявл. 01.03.7ft.

31. Л. с. 661115 СССР, МКИ К 21 F 5/00. Установка для тушении подземньи поваров/ Глазков П.С., Голик A.C., Лагутин Н.И. (СССР); ВО ВНИИГД- N 251814IV 12-03; Заявл. 28.03.77; Опубл. 05.05.79, Бюл. N 17.

32. Л. с. 676452 СССР, МКИ В 27 К 3/52, С 09 К 3/28. Огнезащитное покрытое / Голах A.C., Новикова Е.И., Моргуноя А.П. и др. (СССР); КО ШШИГД,- N 2399453/29-15; Заявл. 09.06.76; Опубл. 30.07.79, Бюл. N 28.

33. Л. с. 70S051 СССР, МКИ 1121 Fl 1/0, Е 21 F 5/00. Надувная перемычка/ Чуприхов Л.Е., Лагупш В.И., Голик A.C. (СССР); ВО ВНИИГД.-N 2550425/22-03; Здявл. 01.12.77; ОпуСл. 05.01.80, Бюл. N 1.

34. А. с. 713695 СССР, Ml.il В 29 Д 27/00. Сыс-ителъная головка / Чуприков А.Е., Голик A.C., Торгашнн И.Н. н др. (СССР); ВО ВШ1ИГД- N 2577761/23-05; Заявл. 31.01.78; Опубл. 05.02.80, Бюл. N 5.

35. А. с. 727858 СССР, МКИ Е 21 F 1/00. Устройство дня регулирования давления воздуха на выемочном участке / Ромаиешсо A.A., Чуриков Ю.В., Голик A.C. и др. (СССР); ВО Ш11ШГД- N 2505825/22-03;Заявл. 04.07.77; Опубл. 15.04.80, Бюл. N14.

36. А. с. 785515 СССР, МКИ Е 21 V 5/00. Установка для тушения подземных поваров / Голик A.C., Чуприков А.Е., Барипов Г.П. н др.(СССР); ПО ВПИИГД,- N 2719828/22-03; 3аявл.31.01.79; Опубл. 07.12.80, Бюл. N 45.

37. A.c. 795540 СССР, МКИ А 62 С 33/02. Устройство для двухстопогшсЯ пропитки тканых шлангов/ Голик A.C., Гальт A.A., Шуверов Е.А. и др. (СССР); ВО ВНИИГД.- N 2722638/29-12; Заявл. 03.02.79; Опубл. 15.01.81, Бюл. N 2.

38. А. с. 819359 СССР, МКИ Е 21 F 5/00. Способ локализации взрыва гаэовоз-jiyiunoii с меси в тупиковой горной выработке / Голик A.C., Чуриков Ю.В. (СССР); ВО ВНИИГД- N 2712673/22-03; Заявл. 15.01.79; Опубл. 07.04.81, Бюл. N 13.

39. А. с. 820834 СССР, МКИ А 62 С 3/02, Е 21 F 5/00. Установка для тушения подземных пожаров/ Голик A.C., Барипов Г.П., Торгашки И.Н. и др.(СССР); ВО ВНИИГД,-N 2725688/29-12; Заявл. 19.02.79; Опубл. 1S.04.81, Бюл. N 14.

40. А. с. 861646 СССР, МКИ Е 21 F 5/00, А62 Д 1/00, А62С 1/12. Способпрофи-лахтикп и тушения эндогенного пожара в выработанном нростр;;истве шахты / Голик A.C., Чуриков Ю.В., Петров А.И. и др. (СССР); ВО ВНИИГД.- N 2684*19/22-03; Заявл. 15.11.78; Опубл. 07.09.81, Бюл. N 33.

41. А. с. 863881 СССР, МКИ И 21 F 5/00, А 62 Д 1/02, А62 С 1/12. Способ тушения пожара н mpiíoíi имработке / Голик A.C., Лагутнн В.И., J "лазкой Г1.С. и др. (СССР); ВО ВНИИГД.- N 2649985/22-10; Заявл. 31.07.78: Опубл. 15.09.81, Ьюл. N 34.

42. А. с 86622К СССР. МКИ I: 21 FS/W. И21 !•' 5/04. A 62С 21/00. Устройство' дли ^мнения и«-<ч.1|<!1 / Л;в утип 15.1!,. Чуприкк» А.1Ilpofi. г И.П.. Голик A.C. и др.

.Vi

(СССР); ВО Ш1ИИГД.- N 2805491/22-03; Заявл. 03.08.79; Опубл. 23.09.81. Бюл. N35.

43. Л. с. 952266 СССР. МКИ А 62 С 3.4)2. Р. 21 F 5/00. Установка для тушения под-кмньпс пожаров / Голик A.C., ЧуприковА.К., Topraiuiui И.11. и др. (СССР); DO Hl »Uli Д.- N 2935985/29-12: Заявл. 29.05.80; Онубл. 23.08 82, Бюл. N31.

44. А. с. 964185 СССР. МКИ Ii 21 F 5/00, В 21 I' 5/04. УстроПство дня подачи ингибитора я очаг подомного пожара/ Чуприков А.Е.. Голкк A.C., Палесв Д.Ю. и др. (ССХТ); КО НПШ1ГД.- N 2928717/22-03; Заявл. 23.05.80, Опубл. 07.10.82, Бюл. N 37.

45. А. с. 990239 ССХТ, МКИ А 62 С 33/02. Устройство дляобпаботки тканых шлангов / Чуприков AI'.. Голик A.C., Лагупш Н.И. и дп. (СССР); НО Г 'ШИГД.- N 324К512/29-12; Заяич.ШЙ.81; Опубл. 23.01.83. Бюл. N 3.

46. А. с. 1000035 СССТ, МКИ А 62 С 19/00. Пусковое устроЛство для ошету-irurrc-ut со втпкшнмм баллоном / Лавин H.H.. Чуриков Ю.Н.. Голик A.C. и др.(СССТ); 1Ю HI ШИГД,- N 3369134/29-12; Заявл. 16.1281;Онубл. 28.02.82. Бюл. N 8.

47. А. с. 105267?. СССР, МКИ 1:211' 5/00, А 62 С 19/00. Срепспю доставки в »ту горении шпкокшшцето ингибитора /Лапин H.A.. Голик A.C., Мещеряков Б.Г. и др.(СО l'j; НО 1ШИИГД - N 341777(V22-03; Заявл. 18.01.82; Опубл. 07.11.83, Бюл-N 41.

48. А. е. 1133420 СССР, МКИ Ii 21 I- 5/00, А 62 С 19/00. Средство доставки в чоиу горения mu íkokииящего шпиЛитора i Линии H.A., Голик A.C., Макаровен H.A. (СССР): IK) 1ИШШД- N3682591/22-03; Заявл. Ж12.83;Оиубл. 07.01.85, Бюл. N1.

49. А. с. 11СССТ. МКИ 1:21 Г 5/00. Автипнрогсн для борьбы с подкмчы-мн пожарами / Голик ГЛ., Голик A.C., Галиимя A ll. (СССР): НО ВМИИГД.- N 3663279/22-03; Заявл. 18.11.83; Опубл. 07.04.85, Бюл. N 13.

50. А. с. 1171565 СССР. МКИ A í>2 С 19/00. Пусковое устройство для огнету-ипгтелм е шрыкныи баллоном / Лавин H.A., Чуриков Ю.Н., Голяк A.C. (СССР;; НО HI ШИГД- N 3587716/29-12; Заявл. 06.05.83; Опубл. 15.08.85, Бюл. N 30.

51. А. с. 1196012 СССР, МКИ А 62 С 1/12. Оюсоб обраюваиия галопднровшвей певы для тушения пожара / Лялин H.A., Чуриков Ю Н Голик A.C.(CCCP); 1IO III ШИГД- N 3724103 '29-12; Занял. 03.04.84; 0пу6л.07.12.85, N 45.

52. А. с. 1205918 СХХТ, МКИ А 62 С 13/50. Способ вссвдоожижсния отетуша-iuero порошка / Чунрнлон A.M. Jlajymii Н.И.. Голик AC. (( СС Р): НО Ш1ИИГД.- N 3726146'29-!2; Заяил. 13.04.84; Онубл. 23.01.86, Бюл. N 3.

53. A.c. 124(1913СССТ, МКИ Г. 21 I- 5/00, Г-21 Г 15,40. Способ водасдсния перемычки / Чуприков A.li., Jlaiyiiiii В.И., Голик A.C. и др. ( СХХТ); ВО 111 ШИГД.-N 3805852'22-0Л; Заявл. 26.10.84; Опубл. 30.06.86, Бюл. N 24.

54. Л. с. 1245714 СССР. МКИ И 21 Г 5/00. Способ предотвращения взрыва гаю-воддуимюй смссн' Гилнк A .C., Баршкш Г.И.. Палесв Д.Ю. И др. (ССХТ); ВО В! ШИГД. - N 2548KXV22-03; Заяил. 25.11.77; Опубл. 23.07.86. Бюл. N 27.

55. А. с. 1257228 СССР, МКИ Е 21 Г У00. Оюсоб тупкмия пожара в горной вы-работкс / Лапин В.А., Голик A.C., Лагутин В.И. (СССР); ВО ВПЙИГД.- N 3862438/22-03; Заяил. 06.03.85; Опубл. 15.09.86. Бюл. N 34.

56. А. с. 1267(104 ССХТ. МКИ П 21 Г S/W. Оюсоб тушения пожара в ту.шковой горной выработке/ Чуприков A.li., Голик A.C., Лагутин В.И. и др. (СССР); ВО ВНИИГД,- N 3880109/22-03; Заявл. 03.04.85; Онубл .30.10.86, Бюл. N 40.

57. А. с. 1305388 СССТ, МКИ К 21 Г .V00. Способ тушения подземного пожара/ Голик Г.А., Голик A.C. (СССР); ВО П11ИИГД,- N 3979857/22-03; Заявл. 25.11.85; Опубл. 23.04.87, Бюл. N 15.

58. A.c. 1317157СССР, МКИ Н21 Г5 00. Оюсоб тушения эндогенного пожара / Голик A.C., Голюс I .A., Палсев Д Kl и др. (СССР); ВО ВННИГД- N 3993392/2203; Заявл. 19.12.85; Опубл. 15.06.87, Бюл. N 22.