автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Разработка способов изоляции аварийных участков угольных шахт вспененными пенопластами

На правах рукописи

Син Александр Филиппович

РГЙ ОД ? В МОЯ 7000

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ИЗОЛЯЦИИ АВАРИЙНЫХ УЧАСТКОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ВСПЕНЕННЫМИ ПЕНОПЛАСТАМИ

Специальность 05.26.02 - «Пожарная безопасность»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2000

Работа выполнена в Российском научно-исследовательском институте горноспасательного дела и Кемеровском отдельном вое ни-, эированном горноспасательном отряде

Научный руководитель: Доктор технических наук

Голик А.С.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Доктор технических наук, профессор Егошин В.В.

Кандидат технических наук Тюрин В.П.

Открытое акционерное общество «Угольная компания Кузбассуголь»

Защита диссертации состоится Х- на заседании диссертационного совета К135.02.01 при Государственном Восточном научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ) по адресу: 650002, г. Кемерово, ул. Институтская, 3, факс 42430.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВостНИИ.

Автореферат разослан

ХЗ.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических нау^д^ ^^^ЯХИ УН

Общая характеристика работы

Актуальность работы

В связи с реструктуризацией угольной промышленности Российской Федерации число работающих шахт сократилось: в 1995 г. в работе находилось 235 шахт, в 1998 г. - 153 шахты. Снизилось и количество возникающих аварий на шахтах (1995 г.) - 112 аварий, 1999 г. - 61). Основным видом аварий в шахтах остаются подземные пожары, удельный вес которых составляет 62% от общего количества аварий, возникших на угольных шахтах России.

Пожары в шахтах ликвидируются в основном тремя способами: непосредственным тушением огня, изоляцией пожарных участков от действующих горных выработок с помощью изолирующих сооружений и комбинированным способом, когда наряду с непосредственным тушением применяются изоляция, заиливание, заполнение пожарных участков ннертными газами, подача инертных и активных пен в выработанное пространство и др.

Несмотря на большой объем профилактических работ, предусмотренных бассейновой инструкцией, число ежегодно возникающих эндогенных пожаров в Кузбассе остается на высоком уровне. Эффективность методов предупреждения и борьбы с подземными пожарами в значительной степени зависит от герметичности изолирующих сооружений.

Изучение и анализ причин возникновения эндогенных пожаров зарегистрированных на шахтах Кузбасса за последнее десятилетие показывают, что более половины пожаров произошло из-за несвоевременной и некачественной изоляции выработанных пространств от действующих выработок. Средняя величина утечек воздуха по шахтам Кузбасса составляет 35%, в том числе через изолирующие и вентиляционные перемычки 20% от общего дебита воздуха, подаваемого в шахту.

. Поэтому своевременность, быстрота и качество изоляции отработанных и пожарных участков будут существенно влиять на снижение утечек воздуха и, в конечном итоге, на сокращение длительности действия эндогенных пожаров. Положительных результатов в данном направлении можно достичь только при коренной замене устаревших средств и технологии изоляции на принципиально новые. Существующие в настоящее время методы и средства для возведения воздухоизолирующих сооружений (кирпич, древесина, бетон и др.) не обеспечивают достаточной оперативности и необходимой герметичности изоляции отработанных и пожарных участков. Как в начальный период после возведения, так и при эксплуатации изолирующих сооружений наблюдаются значительные утечки воздуха, фильтрующегося через тело перемычки, и главным образом по периметру их, на контакте с вмещающим массивом, а также через трещины прикон-:

турной зоны. На долю первых двух путей фильтрации воздуха приходится 50-70% от общего количества утечек через изолирующие сооружения. Кроме того, изолирующие вентиляционные перемычки из обычных строительных материалов весьма трудоемки, а в большинстве случаев и очень дороги, так как технология их возведения основана на методах ручного труда и сложно поддается механизации. При эксплуатации они требуют периодических ремонтов, а иногда и полного восстановления.

Поэтому разработка быстровозводимых изолирующих сооружений повышенной воздухонепроницаемости с применением заливочных пено-пластов, улучшающих условия труда горноспасателей и снижающих трудоемкость работ, является актуальной задачей, имеющей большое народнохозяйственное и социальное значение. Решить эту задачу можно, применяя заливочный фенольный пенопласт типа ФРП-1, технология изготовления которого намного проще по сравнению с другими материалами и резко сокращает время возведения сооружения. Основные компоненты пенопласта изготавливаются в Кузбассе на ОАО «Токем».

Цель работы • установление закономерности процессов вспенивания заливочных ленопластов, необходимых для разработки научно-обоснованных технических и организационных решений, обеспечивающих за счет сокращения сроков и затрат повышение эффективности изолирующих сооружений и безопасности горноспасательных работ.

Идея работы - использование экспериментально установленных закономерностей формирования параметров процесса вспенивания заливочных ленопластов на основе термореактивных жидких смол для разработки более совершенных тактических приемов и технических средств возведения изолирующих сооружений.

Методы исследований

При выполнении работы применен комплексный метод исследований, включающий:

- математические исследования с численной реализацией на ЭВМ для »пучения огнестойкости и степени термического разложения пенопласта ФРП-1 при нестационарном прогреве изолирующей перемычки;

• лабораторные исследования физико-химических и физико-механических свойств пенопласта ФРП-1;

- стендовые и огневые испытания пенопласта ФРП-1 различных композиций и изолирующих сооружений из пенопласта на специально разработанных установках;

- шахтные исследования.

Достоверность подтверждается:

- обоснованностью принятых исходных предпосылок с использованием современных представлений газовой динамики и теории горения;

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований (свыше 360 экспериментов), погрешность которых не превышает 10% для деструкции пенопласта от термического воздействия;

- широкой апробацией и внедрением разработанного метода и средств для его реализации подразделениями ВГСЧ на угольных шахтах Кузбасса;

- успешным использованием в шахтах принятого способа и средств бы-стровозводимых изолирующих сооружений.

Научные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель определения огнестойкости перемычки из пенопласта в зависимости от состава фенолоформальдегодного полимера, линейных размеров перемычки, горно-геологических и горнотехнических условий;

- физико-химические и физико-механические свойства пенопласта ФРП-1 в зависимости от времени хранения исходных компонентов и условий эксплуатации;

- влияние времени хранения компонентов на инкубационный

период и кратность вспенивания и физико-механические свойства пенопласта ФРП-1;

- степень термостойкости пенопласта в зависимости от толщины перемычки и температуры очага;

- разработанные способы и средства экспресс-изоляции пожарных участков при ведении горноспасательных работ;

- разработанная технология возведения изолирующих сооружений из фе-нолорезольных пенопластов.

Личный вклад автора состоит:

- в обобщении исходных данных по изолирующим сооружениям в шахте и изучение их воздухопроницаемости;

- в определении влияния основных закономерностей процесса приготовления, вспенивания и его зависимость от сроков хранения исходных компонентов;

- в разработке способа и средств возведения изолирующих сооружений и рекомендаций по применению пенопластов ФРП-1 при аварийно-спасательных работах.

Научное значение работы заключается:

- в установлении закономерности термического разложения изолирующего сооружения из пенопласта ФРП-1 при нестационарном пропзеве;

- в получении численного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс разложения фенолоформальдегидного полимера при прогреве перемычки, с целью изучения процесса распределения температуры в пористой среде в реальном временном интервале.

Практическое значение работы сводится к разработке:

- рецептуры и рекомендаций для получения стойкого пенопласта;

- установки для механизации процесса получения заливочной композиции и подачи ее к месту назначения;

- технологии возведения изоляционных сооружений из пенопласта ФРП-1.

- схем возведения изолирующих сооружений для различных горногеологических условий.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты диссертационной работы использованы:

• при ликвидации аварий для изоляции аварийных участков;

- для изоляции аварийных участков при локализации и тушении пожаров на шахтах;

• при разработке временного руководства по применению пенопластов ФРП-1 в шахтах.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы и ее основные этапы обсуждались и получили одобрение на заседании научно-технических советов ВостНИИ и РосНИИГД, научно-технических советах Прокопьевского, Новокузнецкого, Кемеровского ОВГСО и Центрального штаба ВГСЧ угольной промышленности, научной конференции работников угольной промышленности (г. Прокопьевск).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе одно авторское свидетельство.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, Она содержит 124 страницы машинописного текста, 35 рисунков, 5 таблиц, список 31 источников и 1 приложение на 12 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, приведены основные результаты, полученные автором, показаны их научная новизна и практическое значение.

1. Состояние вопроса и задачи исследовании

В главе приведен анализ существующих способов изоляции выработанных пространств и аварийных участков в отечественной и зарубежной горной промышленности.

В последние годы ведутся всесторонние поиски и разработки новых эффективных материалов и совершенствование технологии возведения на их основе герметичных и быстровозводимых изолирующих сооружений (перемычек, покрытий, изолирующих «рубашек», тампонажиых подушек И др.).

Известны случаи эффективного применения для изоляции выработанного пространства новых материалов и отдельные удачные предложения по совершенствованию конструкций изолирующих сооружений. Так, в США для дистанционного возведения перемычек применяют силикатную шерсть, в Германии - стекловолокно, на рудниках Африки и Австралии -блоки из вермикулита, в Англии - вспененный бетон; в России, США, Германии - вспененные пластмассы; во Франции, Бельгии, Германии и России - гипс. Для изолирующих покрытий в Чехии, Англии, Бельгии, России и Японии нашли применение такие материалы, как синтетические латексы, битумные эмульсии, хлоридно-глинистые пасты, силикатные растворы, изолирующие мастики и т.п.

Однако большинство из перечисленных материалов эффективны в определенных горно-геологических и горнотехнических условиях, так как разрабатывались для конкретных условий с учетом возможности использования местного сырья или отходов производства.

Начиная с середины 60-х годов проводились работы по применению пенополиуританов в горных выработках. В результате лабораторных и шахтных исследований были установлены техническая целесообразность и технологическая возможность их применения в шахтах для герметизации перемычек.

Фенольные пенопласты типа ФРП-1 применялись на шахтах Кузбасса для возведения изолирующих перемычек, заполнения куполов и закреп-ных пустот.

Шахтные испытания и технико-зкономический анализ показали, что трудоемкость изоляционных работ с применением пенопластов снижается в 4-9 раз, а воздухопроницаемость в 3-15 раз по сравнению с воздухопроницаемостью бетонных, кирпичных, брусчатых и чураковых перемычек.

Однако в связи с экспериментальным характером применения пенопласта типа ФРП-1 в шахте, недостаточной изученностью рецептуры пе-номатериала, а также отсутствием устройства для дистанционной подачи его к месту назначения необходимы научные исследования в этой области.

Поставленная цель, вытекающая из состояния проблемы, а также обзор литературных источников определили необходимость решить следующие задачи:

1. Провести анализ свойств вспенивающихся пластмасс отечественного производства и выбрать эффективную рецептуру пенопласта.

2. Исследовать в лабораторных условиях эксплуатационные и технические свойства пенопласта, установить возможную область их применения при ведении горноспасательных работ.

3. Провести аналитическое исследование нестационарного прогрева перемычек из пенопласта ФРП-1.

4. Исследовать огнестойкость пенопласта в натурных условиях.

5. Разработать на основе лабораторных исследований свойств пенопласта установку для возведения пенопластовых сооружений в шахтах как в нормальных, так и в аварийных условиях.

6. Разработать схемы применения пенопласта для возведения изолирующих сооружений при ведении горноспасательных работ.

2.Аналит11ческое исследование нестационарного прогрева перемычки из пенопласта ФРП-1

Во главе рассматриваются результаты выполненных теоретических исследований процесса нестационарного прогрева перемычки из пенопласта ФРП-1.

При изоляции подземного пожара, когда на поверхность перемычки падает значительный тепловой поток, поверхностный слой пенопласта начинает разлагаться, внешним проявлением чего является изменение характера пеноструктуры, а также цвета материала. Структура обугливающегося слоя пенопласта приобретает в основном открыто пористый характер вследствие разложения органической части полимера, составлявшего первоначально замкнутые оболочки ячеек. Цвет его черный, характерный при обугливании. Очевидно, что в открытых порах данного слоя теплоперенос несколько активизируется. Между обугленной поверхностью перемычки и основной ее толщей образуется переходная зона, которая характеризуется начавшимся процессом разложения с изменением цвета пенопласта от темно коричневогр до оранжевого, переходящего затем в розовый, естественный цвет. Глубина обугливания поверхности перемычки вначале неодинакова и постепенно увеличивается от почвы к кровле выработки, вследствие разности температур во фронте зоны горения.

Однако затем, с течением времени, из-за прогрева боковых пород и отсутствия прососов воздуха извне температура во фронте' выравнивается и процесс горения становится стационарным. Процесс распространения тепла в пенопластовой перемычке при всех сделанных допущениях, с учетом влияния на распространение тепла фильтрации газов, образующихся при горении пенопласта, описан нестационарным уравнением теплопроводности (1), уравнением неразрывности потока газа, фильтрующегося в пористой среде обуглившейся массы (2), законом сопротивления (3) и уравнением состояния газа (4):

Е

С,тмР,тм ^ =«4 V" - Ср/МУТ) + р0к<2^<»>

Е

(Цу(р?)=рак\$-*]е ИТ (2)

4 < I а!

У = -К8гас1(р) (3)

р, (Г)=,Р-У- (4)

к.ч / нт у )

где:

Т - термодинамическая температура, К\ V - вектор скорости фильтрации газов, м/с;

С„ - эффективная теплоемкость материала с учетом теплоемкости га-

■л,Дж/(КгК)\

Х1ф - эффективный коэффициент теплопроводности материала перемычки (ВТ/м3)\

Р ,ф - эффективная плотность материала перемычки с учетом газа, заполняющего ячейки, кг/м3\

С, - удельная теплоемкость газов, Дзк/(нгК); р,{Т) - плотность фильтрующихся газов, 1Сг/м3\ <2, - тепловой эффект разложения, Дж/моль\

к - предэспоненциальный множитель, м/с, Е - энергия активация, Дж/моль\ Д - универсальная газовая постоянная, Дз!с/(мольК)\ ра - плотность исходного материала, кг/м1',

Р - относительное содержание разлагающейся органической части; а - относительная доля разлагающейся части, превращающейся в газ; е - пористость материала; К - коэффициент проницаемости, м2с/кг\ Р - давление газа, Па. |1 - масса моля газа, Кг/моль.

Предложенная математическзя модель теплогазопереноса в пористой среде выгорающей пенопластовой перемычки содержит довольно большое число переменных параметров. Это было необходимо для наиболее полного описания реального процесса. Решение поставленной задачи - определение распределения температуры в пористой среде в реальном временном интервале - в непрерывной дифференциальной форме практически невозможно. В этом случае приходится прибегать к численным методам.

Уравнение теплопроводности реализовано методом расщепления на основе схем Кранка-Николсона, система уравнений фильтрации - модифицированным, попеременно треугольным, итерационным методом, с Чебы-шевским набором итерационных параметров.

Реализация модели нестационарного прогрева (рис.1) пенопластовой перемычки показала, что после 24 ч прогрева обуглившийся слой пенопласта распространился на глубину 0,1 м, температура противоположной стороны перемычки осталась первоначальной То = 20°С. Пористость пенопласта в результате термической деструкции изменилась незначительно, приняв значение Бф- 0,98.

3. Лабораторные исследования свойств заливочных фенольных пенопластов марки ФРП-1А

В главе представлены результаты лабораторных исследований свойств заливочных фенольных пенопластов марки ФРП-1, проведенных с целью изучения зависимости эксплуатационных характеристик пенопласта, а именно: кратности и индукционного периода вспенивания, вязкости и прочности - в зависимости от срока хранения компонентов в шахтных условиях и влияние на физико-механические свойства пенопласта различных наполнителей.

Лабораторные исследования проводились при температуре окружающего воздуха не ниже 18 °С. Исходные продукты для получения пенопласта ФРП-1- смола ФРВ-1А и продукт ВАГ-3 - хранились ь подвальном помещении при температуре 12-15 "С, близкой к шахтовой, и в условиях повышенной относительной влажности (80-90%).

Для проведения эксперимента в одинаковых условиях н сравнимости их результатов пробы испытываемых компонентов нагревались до температуры 20 "С на водяной бане.

Исследование вязкости смолы ФРВ-1А и продукта ВАГ-3 показали, что качества компонентов при хранении в течение года меняются. Удельный вес смолы увеличился на 11,5%, вязкость при этом возросла более чем в 50 раз. Плотность продукта ВАГ-3 практически не изменилась, вязкость претерпела незначительные изменения.

Одним из основных показателей, определяющим эксплуатационные свойства пенопластов, является кажущаяся плотность, которая рассчитывается по формуле:

Р = (5)

где: т - масса образца, кг, " V- объем образца, м\

На рис.2 показано влияние времени хранения исходных компонентов на кажущуюся плотность пенопласта ФРП-1. С увеличением срока хранения исходных продуктов возрастает плотность пенопласта, получаемого из различных композиций (7:1,5:1, 3:1).

Рис. I Профили распределения температуры и пористости

65

60

55

§ Б0

45

40

35

30

20

• в

УП УШ IX X XI ХП 1 Л Ш 1У У У1 УП Время хранении компонентов, мес

Рис.2. Влияние времени хранения исходных компонентов на плотность пенопласта ФРП-1:

1- пенопласт из композиции 3:1;

2- пенопласт из композиции 5:1;

3- пенопласт из композиции 7:1.

Зависимость кажущейся плотности от рецептуры пенопласта сохраняется при хранении исходных компонентов до 10 мес.

При дальнейшем хранении смола увеличивает вязкость и теряет свои технологические свойства, при этом кратность вспенивания снижается, что приводит к возрастанию кажущейся плотности, а следовательно, к ухудшению качества пенопласта.

Изменяются со временем хранения компонентов инкубационный период и кратность вспенивания.

Инкубационный период вспенивания - это время от момента окончания введения катализатора (продукт ВАГ-3) в резольную смолу до момента начала отчетливо видимого подъема смеси в результате ее вспенивания.

Кратность вспенивания указывает на отношение первоначального объема композиции из исходных компонентов к объему готового пенопласта, полученного в результате их взаимодействия.

С увеличением срока хранения компонентов инкубационный период в каждой композиции сокращался, кратность вспенивания при этом уменьшалась, но для композиции 5:1 эти изменения были несущественны и в течение года индукционный период и кратность пенопласта соответствовали техническим условиям.

После определения кажущейся плотности, вязкости и инкубационного периода образцы подвергались испытанию на сжатие. Сущность этого испытания сводилась к определению предельного напряжения, при котором начиналось разрушение образца. Испытания проводились на прессе марки ПДН-2,5 при скорости подачи нагрузки 10 мм/мин.

Результаты испытаний приведены на рис. 3. Из графиков видно, что разрушающее напряжение при сжатии образцов возрастает с увеличением срока хранения исходных компонентов, особенно это показательно для пенопласта, полученного из композиции с соотношением исходных продуктов 5:1 и 7:1. Наиболее легко разрушались образцы пенопласта композиции с соотношением исходных продуктов, 3:1. Наибольшей податливостью при сжатии обладают образцы композиции 7:1.

Образцы пенопласта композиции 5:1 уплотняются в размерах до 20% без разрушения, в дальнейшем появляются горизонтальные трещины.

Разрушающее напряжение у образцов с поверхностным слоем выше, чем у образцов, взятых из середины блока пенопласта.

На основании лабораторных исследований рекомендуется для применения в шахтах пенопласт композиции 5:1 Л

Для модифицирования свойств пенопластов часто применяются наполнители. В зависимости от применения этих материалов цель использования пенопластов может быть различной.

Время хранения компонентов, мес

Рис.3. Зависимость сопротивляемости пенопласта сжатию от времени хранения исходных компонентов: N пенопласт из композиции 3:1;

2- пенопласт из композиции 5:1;

3- пенопласт из композиции 7:1

В лабораторных условиях проведено исследование влияния на пенопласт ФРП-1 таких наполнителей, как асбест волокнистый, песок сухой, глина сухая, опилки древесные и летучая зола-унос электростанций.

Соотношение смолы и отвердителя было постоянным, 5:1, во всех образцах, а количество наполнителя менялось от одной весовой части до полного насыщения. Результаты исследований показали, что присутствие наполнителей любого вида и в любых объемах отрицательно сказывается на качестве исходного продукта.

4. Исследование огнестойкости пенопласта

В главе представлены результаты исследования огнестойкости пенопласта.

Определение горючести пенопласта ФРП-1 проводилось согласно ГОСТу 17088-71 "Пластмассы. Методы определения горючести" по методу огневой трубы. Метод заключается в определении потери массы образца при горении (тлении) и продолжительности его самостоятельного горения (тления). К горючим относятся материалы с продолжительностью самостоятельного горения (тления) более 60 с и потерей массы более 20%.

Из шести испытываемых образцов при испытании должно гореть не менее двух.

Результаты исследований потери массы образцов при горении в огневой трубе свидетельствуют о том, что наибольший процент потери массы при горении имеют образцы композиции с исходными компонентами 3:1. Длительность хранения компонентов (7-8 мес) влияет на снижение горючести пенопласта - снижение потери массы с 32 до 11%. Дальнейшее хранение исходных продуктов до 12 мес несколько повышает горючесть пенопласта - потеря массы возрастает до 15%.

Эта тенденция потери массы образца при горении пенопласта, полученного из компонентов в соотношении 5:1 и 7:1, сохраняется со временем их хранения. Процент потери массы образца композиции 5:1 изменяется за 7-8 мес хранения от 18 до 8% и увеличивается до 14% за 12 мес. У пенопласта композиции 7:1 изменение потери массы, соответственно в этот же период, от 10 до 6% и последующее увеличение до 13% (рис. 4).

Следовательно, наибольшей горючестью обладает пенопласт, полученный при соотношении компонентов 3:1, наименьшей - пенопласт композиции 7:1. Однако фенолоформальдегидный пенопласт марки ФРП-1 всех исследуемых композиций по результатам исследований по методу огневой трубы относится к группе трудно сгораемых материалов, поскольку наличие самостоятельного горения или тления в течение более 60 с и потеря массы более 20% не зафиксированы.

Время хранения компонентов, мес

Рис.4. Лабораторные исследования горючести пенопласта на огневой трубе

1 -пенопласт из композиции 3:1;

2 - пенопласт из композиции 5:1;

3 - пенопласт из композиции 7:1

Результаты исследований пенопласта на горючесть не противоречат заключению ВНИИПО МВД РФ об отнесении пенопласта ФРП-1 к группе трудно сгораемых материалов.

Испытания огнестойкости изолирующей перемычки из фенолофор-мальдегидного пенопласта ФРП-1 были проведены в учебной шахте ОВГСО г. Прокопьевска. Сущность эксперимента заключалась в следующем.

В горизонтальной выработке сводчатой формы, закрепленной бетонной крепью, сечением Зм2 возвели пенопластовую перемычку толщиной 1м. После возведения изолирующего сооружения опалубку удалили.

Для создания искусственного пожара за перемычкой вдоль бортов выработки были выложены пять костров из древесины влажностью 1214%. Костры непосредственно у перемычки были обильно политы керосином. Горение массы деревянного костра рассчитывалось на 1 ч. Развитие и поддержание высокой температуры в зоне горения, а также полное сгорание древесины обеспечивалось подачей воздуха вентилятором в количестве 18 м/мин.

Периодический контроль за герметичностью перемычки во время испытаний показал отсутствие газопроницаемости через тело и по периметру изолирующего сооружения. Однако пробы воздуха, отбираемые в 2 • м от перемычки в различные периоды горения, при анализе показывали некоторое содержание окиси углерода и углекислого газа. Пробы, взятые из зоны горения при анализах, содержали эти же компоненты. Кроме того, при анализах были обнаружены водород, метан, окислы азота и следы фенола и формальдегида. Присутствие в рабочей зоне продуктов горения обусловлено наличием путей фильтрации газов в бортах и кровле бетонной крепи выработки.

Для изучения термической деструкции пенопластовая перемычка разрезалась на части. При осмотре вертикального разреза обнаружено обугливание поверхностного слоя перемычки со стороны зоны горения, постепенно увеличивающееся в направлении от почвы к кровле выработки в соответствии с характером распределения температур пожарных газов по высоте выработки (рис. 5).

В нижней части перемычки толщина обуглившегося слоя составляла 1...2 мм, в средней - 6... 10 мм, вверху - 30...38 мм, на контакте пенопласта с кровлей - 51 мм. За слоем обугливания следовала переходная зона, сохранившая нормальную структуру пенопласта, но изменившегося цвета-оранжевого. Контакт обуглившегося слоя пеноматериала с бетонной крепью по мере увеличения деструкции пенопласта исчезал и переходил в верхней части перемычки в открытые зазоры шириной до 2 мм. Основная толща перемычки сохраняла плотный контакт с крепью.

Рис.5. Деструкция пенопластовой перемычки в результате высокотемпературного воздействия

По результатам экспериментальных исследований были аналитически установлены пределы огнестойкости для противопожарных перемычек, возводимых из пенопласта ФРП-1 толщиной 1 м. При изменении температуры в пределах 150-480"С предел огнестойкости ^ = 22,5 ч;

Данные, полученные в результате исследований, позволяют сделать следующее заключение: заливочные пенопласты ФРП-1 пригодны и эффективны для изоляции подземных пожаров и способны обеспечить достаточно надежную герметическую изоляцию при депрессии не ниже 80 мм вод. ст. При термической деструкции пенопласта образования концентраций фенола и формальдегида незначительны и в условиях эксперимента обнаруживались лишь их следы, что в десятки и сотни раз ниже предельно допустимых концентраций - ПДК.

Пределы огнестойкости пенопластовой перемычки при колебаниях температур у ее поверхности в интервале 150-480"С обеспечивают нормальную температуру у противоположной стороны перемычки на протяжении более 22 ч.

Загорание пенопласта происходит при температуре свыше 580"С с большим трудом, пенопласт не поддерживает горения и при удалении источника огня гаснет.

Экспериментальные данные исследования огнестойкости пенопластовой перемычки показали, что предел огнестойкости ее несколько выше определенного аналитическим путем и составляет свыше 22 час.

5. Разработка установки для возведения изолирующих сооружений в шахте из пенопласта ФРП-1А

I

В главе изложены вопросы разработки установки для изолирующих сооружений в шахте из пенопласта ФРП-1.

Горноспасательные работы по изоляции аварийных участков диктуют необходимость механизации процесса приготовления и заливки, пенопласта в том числе, дистанцнонной, при возведении изолирующих сооружений в шахтах.

Для этих целей была разработана «Установка получения фенольного пенопласта УПФП-1». Установка УПФП-1 (рис.6) выполнена во взрыво-безоиасиом исполнении. Может работать на пневмоэнергии от автономного источника питания, компрессора или от шахтной пневмосети. Смонтирована на платформе шахтной вагонетки и состоит из следующих частей: тележки 1; двух 40-лнтровых баллона со сжатым воздухом 11; редуктора для понижения давления 8; рабочих сосудов 2 для катализатора и 4 для смолы; шлангов 5; смесителя 9; дозирующих вентилей 7; манометров 6; предохранительных клапанов 3; шкафа для хранения шлангов и смесительной головки.

Рис.6. Установка для получения фенольных пенопластов УПФП-1:

1- тележка; 2,4- сосуд, соответственно, для катализатора и смолы;

2- клапан предохранительный; 5- трубопровод; 6- манометр; 7- вентили регулирующие; 8- редуктор;

9- смеситель; 10- шкаф; 11- баллоны с сжатым воздухом

Принцип действия установки основан на вытеснении жидких компонентов из рабочих сосудов сжатым воздухом и последующим их смешением в смесителе.

Лабораторные испытания экспериментального образца проводились с целью выявления работоспособности принятой конструктивной схемы установки и отдельных ее узлов: смесителя, пусконаладочной аппаратуры, а также оперативности и удобства обслуживания установки в целом.

В результате испытаний решены следующие основные задачи: -выявлена работоспособность установки в целом и отдельных ее частей; -установлены физические величины основных характеристик установки и их соответствие расчетным параметрам.

Техническая характеристика УПФП-1

Производительность по пенопласту, м5/ч 10-15 Расход компонентов, кг/с:

смолы ФРВ-1А 0,167

катализатора ВАГ-3 0,033 Емкость рабочих сосудов, м3:

смолы ФРВ-1А 0,5

катализатора ВАГ-3 0.1

Максимальный запас воздуха в баллонах, м3 24

Максимальное давление воздуха в баллонах, МПа 14,7

Максимальное рабочее давление в сосудах, МПа 0,98

Продолжительность работы , с 3600 Объем пенопласта, получаемого от одной заправки сосудов, м3 10-15

Радиус действия установки, м 20 Габариты, м

Длина 2,8

Ширина 1,3

Высота 1,2

Масса установки в незаряженном состоянии, кг 1300

Испытания проводились на полигоне ГТрокопьевского отделения РосНИИГД. ;

Испытания экспериментального образца установки УПФП-1 показали, что давление 1МПа, создаваемое в рабочих сосудах, обеспечивает вытеснение исходных компонентов из сосудов и подачу их в смесительную головку; емкости рабочих сосудов для смолы и катализатора соответствуют заданным параметрам; исходные компоненты в смесительной головке

полностью перемешиваются, на что указывает равномерность вспенивания полимерной композиции на различных участках поверхности возводимой перемычки.

Таким образом, лабораторные испытания установки показали, что экспериментальный образец установки УПФП-1 обеспечивает получение пенопласта заданной композиции. Однако конструкция дозировочных устройств не всегда позволяет установить точный количественный расход компонентов для получения пенопласта любой заданной композиции.. Поэтому необходимо совершенствование смесительного и дозировочного устройств.

Автором усовершенствован узел смешивания компонентов.

Получено положительное решение на полезную модель установки, которая позволяет установить точное соотношение компонентов, их полное перемешивание и зафиксировать положения, соответствующие определенному весовому расходу смол ФРВ-1А и катализатора ВАГ-3.

Обслуживание установки простое и может быть обеспечено тремя операторами. Для возведения пенопластовой перемычки необходимо обшивать межопалубочное пространство изнутри во избежание утечек жидкой композиции. Принцип автономного питания установки пневмоэнерги-ей от двух 40-литровых баллонов обеспечивает транспорт исходных компонентов на расстояние 10 м. Принципиальная схема установки предусматривает процессы объемного дозирования жидких компонентов с последующим их перемешиванием в специальной смесительной головке, которое оказывает большое влияние на структуру и свойства готового пенопласта.

Для увеличения скорости перемешивания был разработан вариант смесительной головки, в которой мешалка вращалась с помощью пневмос-верлильной ручной машины. Испытание штыревой мешалки показало удовлетворительные результаты при получении пенопласта из компонентов, имеющих высокую вязкость. Другой вариант смесительной головки предназначен для получения пенопластов преимущественно из компонентов низкой вязкости.

Шахтные испытания образца установки УПФП-1 проводились на шахте "Зиминка" производственного объединения "Прокопьевскуголь". Фенольный пенопласт ФРП-1 применялся для возведения перемычек, заполнения куполов и пустот за крепью выработок.

Для проверки стабильности работы замеряли инкубационный период. скорость и кратность вспенивания смолы, производительность по готовому пенопласту в процессе работ по изготовлению пенопласта для возведения изолирующих сооружений: перемычек и рубашек, для герметизации действующих перемычек, заполнения куполов и пустот за крепью горных выработок.

Шахтные испытания показали:

- производительность по готовому пенопласту составляет 10-15 м /ч, что соответствует технической характеристике;

- стабильность работы установки от баллонов со сжатым воздухом и от пневмосети;

- удобное обслуживание установки;

- возможность регулирования расхода компонентов с помощью изменения давления и регулировочных вентилей на трубопроводе;

- снижение трудоемкости возводимых сооружений в 4 раза по сравнению с возведением перемычек из гипса и в 6 раз- перемычек из кирпича.

Шахтные испытания подтвердили работоспособность установки УПФГЫи возможность механизации процесса смешивания и заливки исходных компонентов, что значительно сокращает время и трудоемкость изготовления изолирующих сооружений. Расход исходных компонентов для возведения изолирующих сооружений в выработках различного сечения представлен в таблице.

Расход исходных компонентов

Перемычка Общее количество смеси для перемычки, кг Количество, кг

смолы ФРВ-1А отвердителя ВАГ-3

Сечение, м2 Толщина, м2

2,7 0,5 101,2 84,375 16,9

3,0 0,5 112,5 93,7 18,7 ,

5,0 0,5 187,5 156,2 31,2

•9,0 0,5 337,5 281,2 56,2

10,0 0,5 375,0 312,0 62,5

13,0 0,5 487,5 406,2 81,2

15,0 0,5 562,5 468.7 93,7

20,0 0,5 750,0 625,0 125,0

Шахтные испытания показали, что перемычки, "изготовленные из фенольного пенопласта ФРП-1, обладают высокой воздухонепроницаемостью, огнестойкостью и не подвержены биологическому разрушению. Испытания подтвердили возможность использования установки для оперативной изоляции пожарных и отработанных участков и заполнения за-крепных пустот и куполов дистанционным способом.

Заключение

В диссертации на основе выполненных теоретических и экспериментальных лабораторных, полигонных и шахтных исследований физико-химических, физико-механических свойств исходных компонентов пенопласта ФРП-1, а также огневых лабораторных и шахтных испытаний пенопласта и изолирующих сооружений из него, полигонных и шахтных испытаний установки для получения пенопласта изложено научное обоснование нового технического решения по возведению быстровозводимых сооружений из пенопласта (экспресс-изоляция), внедрение и применение которого вносят значительный вклад в ускорение и повышение безопасности горноспасательных работ при изоляции аварийных участков в угольных шахтах. Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Исследованы в лабораторных условиях эксплуатационные и технические свойства пенопласта и разработана рецептура соотношения исходных компонентов смолы и вспенивающего агента для возведения изоляционных сооружений в шахте. Оптимальным соотношением смолы и вспенивающего агента является 5:1.

2. Проведены аналитические исследования нестационарного прогрева перемычек из пенопласта ФРП-1, которые позволяют установить температуру тела перемычки по всей толщине при прогреве ее с одной стороны.

3. Исследованы влияние различных наполнителей на физико-механические свойства пенопласта ФРП-1. Установлено, что наполнители увеличивают инкубационный период вспенивания, снижают кратность вспенивания и ухудшают физико-механические свойства пенопласта.

4. Исследована огнестойкость пенопласта^в лабораторных и натурных условиях; установлена полная огнестойкость перемычки в натурных условиях при наличии открытого огня с одной.стороны в течение 22 часов.

5. Разработана установка для возведения пенопластовых сооружений в шахтах как в нормальных, так и в аварийных условиях.

6. Разработана технология применения пенопласта ФРП-1 для возведения изоляционных сооружений при ведении горноспасательных работ.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Снн А. Ф., Чуприков А.Е. Трубопровод для генерирования и транспортирования пены по подземным горным выработкам в очаг пожара.// А.Колыма.- 1990.- № 7.- с.24-26.

2. Снн А.Ф., Гуттер A.C. Опыт локализации экзогенного пожара на шахте им. Кирова. Сб. РосНИИГД.- Кемерово, 1992.- № 13.- С.14-16.

5. Анализ аварийности на предприятиях угольной промышленности России за 1999 год.. Син А.Ф. Голик A.C., Зубарева В.А. и др. - Кемерово, 2000,- 70 с.

6. Методика расчета времени передвижения работников шахт, включенных в изолирующие самоспасатели. /Син А.Ф. Голик A.C., Палеев Д.Ю.И др./М., 1999.-16 с.

7.Методы возведения изолирующих сооружений из пенопласта / Син А.Ф., Дьячков А.И./ - Кемерово, 2000,- Зс.- ( ИЛоНТД / Кемеровский ЦНТИ;

8.Применение пенопласта при ведении горноспасательных работ на шахтах пенопласта /Син А.Ф., Дьячков А.И./ - Кемерово, 2000.- 4 с.

( ИЛоНТД / Кемеровский ЦНТИ;

9.Син А.Ф., Голик A.C. Временное руководство по применению заливочных пенопластов для возведения изолирующих сооружений на шахтах - Прокопьевск, 1980, - 12 с.

10.Заявка № 20000103562; Заявлено от 14.02.2000; Положительное решение от 05.05.2000. Установка для возведения изолирующей перемычки /Син А.Ф., Чуприхов А.Е./.

ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние вопроса и задачи исследований

1.1.Отечественный и зарубежный опыт возведения изолирующих сооружений в шахтах

1.2. Существующие способы и средства возведения изолирующих сооружений из нетрадиционных материалов

1.3. Цель работы и задачи исследований

2. Аналитическое исследование нестационарного прогрева перемычки из пенопласта ФРП

2.1. Постановка задачи и вывод уравнений теплопроводности

2.2. Переход к безразмерным координатам

2.3. Численная реализация модели тепло-газопереноса

Выводы

3. Лабораторные исследования свойств заливочных фенольных пенопластов марки ФРП

3.1. Методика проведения исследований

3.2. Исследование зависимости кратности вспенивания и инкубационного периода от соотношения компонентов и времени их хранения '

3.3. Исследование инкубационного периода и кратности вспенивания пенопласта

3.4. Исследование физико-механических свойств фенольного пенопласта ФРП

3.5. Исследование влияния наполнителей на физико-механические свойства получаемого пенопласта

Выводы

4. Исследование огнестойкости пенопласта

4.1. Исследование огнестойкости пенопласта методом огневой трубы

4.2. Шахтные исследования огнестойкости изолирующей перемычки из пенопласта

Выводы

5. Разработка установки для возведения изолирующих сооружений в шахте из пенопласта ФРП

5.1. Лабораторные испытания экспериментального образца установки для возведения изолирующих сооружений из пенопласта ФРП

5.2. Разработка смесителей исходных компонентов пенопласта ФРП

5.3. Шахтные испытания опытного образца установки для возведения изолирующих сооружений из пенопласта ФРП

5.4. Технология возведения изолирующих сооружений из вспененного пенопласта ФРП-1 с помощью установки УПФП

5.5. Техника безопасности при возведении изолирующих сооружений из пенопласта ФРП

5.5. Экономический эффект от создания и применения установки УПФП

Выводы

С переходом горных работ на глубокие горизонты и внедрение новых технологических схем угледобычи возросла частота возникновеш подземных пожаров в отработанных участках угольных полей.

Наиболее распространенной мерой борьбы с этим явлением служЕ возведение изолирующих перемычек, заполнение куполов и пустот за крепь: горных выработок, покрытие обнаженных поверхностей целиков угл склонного к самовозгоранию.

Наряду с традиционными материалами (кирпич, бетон, древесина т.д.), применяемых для изоляции горных выработок, в последнее время России проводились эксперименты с новыми материалами - пенопластам Наиболее перспективными среди них являются заливочные фенольны пенопласты типа ФРП, отличающиеся доступностью, относительно невысоко стоимостью исходного сырья, технологичностью, высокой огнестойкость» низкими теплопроводностью и воздухопроницаемостью.

Применение вспененных пластмасс в шахтах значительно снижае затраты рабочего времени, улучшает условия труда рабочих и способствуе повышению безопасности труда горноспасателей при ликвидации аварий.

При тщательном изучении и совершенствовании свойств заливочнь пенопластов можно расширить область применения их в шахтах не только да возведения изолирующих перемычек, но и для закрепления пород, снижени водопритока и других целей. Постоянное использование вспененных нластмас в шахтах даст значительный экономический эффект по сравнению с применением известных материалов.

Отдельные случаи применения пенопластов в шахте для возведен® изолирующих сооружений носили экспериментальный характер.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследовани] физико-химических, физико-механических свойств пенопласта ФРП-1 зависимости от исходных продуктов его получения, выявлени] принципиальной возможности использования вспененных пенопластов шахтах Кузбасса при ведении горноспасательных работ, разработк рекомендаций по их применению.

Цель работы - установление закономерности процессо вспенивания заливочных пенопластов, необходимых для разработки научнс обоснованных технических и организационных решений, обеспечивающих э счет сокращения сроков и затрат повышение эффективности изолирующих сооружений и безопасности горных работ.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель определения огнестойкости перемычки из пенопласта в зависимости от состава фенолоформальдегидного полимера, линейных размеров перемычки, горно-геологических и горнотехнических условий.

2. Физико-химические и физико-механические свойства пенопласта ФРП-1 в зависимости от времени хранения исходных компанентов и условий эксплуатации.

3. Степень термостойкости пенопласта в зависимости от толщины перемычки и температуры очага.

4. Разработанные способы и средства экспресс-изоляции пожарных участков при ведении горноспасательных работ.

5. Разработанная технология возведения изолирующих сооружений из фенолорезольных пенопластов.

Достоверность научных положений и обоснованность выводов и рекомендаций подтверждается:

- теоретическими исследованиями с использованием основных законов газовой динамики и теории теплообмена;

- лабораторными исследованиями свойств заливочных фенольных пенопластов;

- результатами экспериментальных исследований, проведенных в натурных условиях;

- положительными результатами опытного применения изолирующей перемычки из пенопласта ФРП-1 на шахте „Зиминка" ПО „Прокопьевскуголь".

Научная новизна работы заключается в том, что автором установлены:

- закономерность нестационарного прогрева перемычки из пенопласта ФРП-1;

- численное решение системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс разложения фенолоформальдегидного полимера при прогреве перемычки для изучения процесса распределения температуры в пористой среде в реальном временном интервале;

- огнестойкость пенопласта ФРП-1;

- физико-механические свойства пенопласта ФРП-1;

- влияние шахтной среды на эксплуатационные свойства компонентов при хранении их в шахте;

- влияние наполнителей пенопласта на его физико-механические свойства.

Практическая ценность работы сводится к разработке: рецептуры и рекомендаций для получения стойкого пенопласта; установки для механизации процесса получения заливочной композиции и подачи ее к месту назначения; технологии возведения изолирующих сооружений из пенопласта ФРП-1; схем возведения изолирующих сооружений для различных горногеологических условий.

Диссертация основывается на работах, выполненных в Российском НИИ горноспасательного дела при непосредственном участии автора.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность заведующему лабораторией доктору технических наук Голику A.C. за непосредственное руководство при выполнении работ, результаты которых использованы в диссертации.

Выводы

Шахтные испытания подтвердили работоспособность установки УПФП-1. Установка позволила механизировать процесс смешивания и заливки исходных компонентов, что значительно сократило время изготовления изолирующих сооружений. Шахтные испытания показали, что перемычки, изготовленные из фенольного пенопласта ФРП-1, обладают высокими воздухонепроницаемостью, огнестойкостью, и не подвержены биологическому разрушению. Испытания подтвердили возможность использования установки для оперативной изоляции пожарных или отработанных участков, для заполнения закрепиых пустот и куполов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование фенольных пенопластов для возведения изолирующих сооружений позволяет во многих случаях не только заменить традиционные строительные материалы, применяемые в шахте (бетон, кирпич, дерево и т.д.), но и повысить эффективность и экономичность возводимых сооружений, а также безопасность работ. Основными достоинствами данного пенопласта являются: наличие всего лишь двух исходных компонентов, не требующих предварительной подготовки их к работе; простая технология получения пенопласта в шахтных условиях; высокая скорость вспенивания и отверждения полимера при сравнительно невысокой токсичности.

Применение инертных добавок в исходные продукты улучшают незначительно физико-механические свойства пенопласта, но ухудшают физико-химические свойства композиции. Снижается кратность вспенивания, увеличивается индукционный период и вязкость исходных компонентов. Вследствие чего весьма затруднено перемешивание их. Поэтому применение наполнителей для пенопласта ФРП-1 нецелесообразно.

Новый смеситель исходных компонентов, применяемый в установке УПФП-1 Перемешивает компоненты в любом их соотношении, работоспособен и прост в эксплуатации.

Установка получения фенольных пенопластов УПФП-1 существенно улучшает условия работы по возведению сооружений, повышает технико-экономические показатели, безопасность ведения изоляционных работ. Кроме того, резко снижается трудоемкость работ.

Основными достоинствами данных пенопластов являются: наличие всего лишь двух исходных компонентов, не требующих предварительной подготовки их к работе; простая технология получения пенопласта в шахтных условиях, благодаря использованию химического способа вспенивания смолы; быстрая скорость вспенивания и отверждения полимера при сравнительно невысокой токсичности.

По своим физико-химическим и физико-механическим свойствам для применения в шахте наиболее приемлемым является пенопласт с исходными компонентами в соотношении 5:1. В местах интенсивного проявления горного давления возможно применение пенопласта с соотношением исходных компонентов 6:1, 7:1, вследствие значительной усадки его от сжатия (до 60%) без разрушения целостности.

Воздухопроницаемость изолирующих перемычек, возведенных из фенольных пенопластов в 3-15 раз ниже воздухопроницаемости бетонных, кирпичных, брусчатых и чураковых перемычек, применяемых на шахтах Кузбасса, трудоемкость работ по возведению ниже в 4-9 раз. Высокие воздухоизолирующие качества шахтовых перемычек из пенопласта ФРП-1 обусловлены достаточно герметичной пеноструктурой материала, которая зависит от плотности пенопласта.

Свойства пенопласта ФРП-1 позволяют использовать его в шахте в настоящее время только с применением изолирующей дыхательной аппаратуры в следующих случаях: для возведения вентиляционных перемычек, пылевоздухонепроницаемых перемычек на сбойках щитовых столбов; для изоляции отработанных и временной изоляции пожарных участков; для усиления изоляции путем возведения покрытий (приливов) действующих шахтовых перемычек; возведение перемычек при сокращении границ пожарного участка; заполнение пустот за крепью горных выработок и куполов; временной изоляции тупиковых выработок в нормальных и аварийных условиях.

Изоляция пенопластовыми перемычками возможна только тех горных выработок, в которых отсутствует большой водоприток, так как перемычка не выдерживает большого напора воды.

Сравнительно высокая огнестойкость пенопластовых перемычек позволяет применять их для быстрой временной изоляции эндогенных пожаров, под защитой которых необходимо возводить постоянные несгораемые перемычки. В случае наличия взрывоопасных концентраций газов в атмосфере изолируемого участка или выработки применение пенопластовых перемычек для их изоляции не допускается.

Разработаны технологические схемы применения установки получения фенольных пенопластов в шахте.

На схемах представлены работы по возведению перемычек, заполнению пенопластом закрепных пустот, возведению изолирующих „рубашек", заполнению куполов.

Успешные приемочные испытания установки получения фенольных пенопластов УПФП-1 на шахте „Зиминка" производственного объединения „Прокопьевскуголь" показали техническую и экономическую целесообразность возведения и эксплуатации изолирующих сооружений из пенопласта ФРП-1. Доминирующим направлением использования фенольно-резольных пенопластов в шахте следует считать применение их для возведения и герметизации изолирующих и вентиляционных перемычек, а также заполнения куполов и пустот за крепью горных выработок.

1. Инструкция по предупреждению и тушению эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса. -Прокопьевск-Кемерово, 1999.

2. Конструкция изолирующих сооружений для шахт восточных районов СССР. -Кемерово: ВостНИИ, 1997.

3. Курмей Е.С., Концов А.Г. Проветривание шахт Кузбасса. М.: Углетехиздат, 1957.

4. Бессолицина Г.Г. и др. Профилактика эндогенных пожаров на шахтах Челябинского бассейна: Оперативная информация. ЦНИЭИуголь- М.1971.

5. Лукьянов П.Ф., Феклов А.И., Бормотов И.Н. Применение вспененных пластмасс на шахтах Кузбасса //Уголь. 1974.- №9.

6. Харбуш Г. Экономичное использование плоастмасс в каменноугольной промышленности. //Глюкауф.-1974.- №6.

7. Глазман O.E. Способы применения полиуретана // Глюкауф.1972.- №15.

8. Гроссман Р. Применение изопены для затяжки при проведении пластовых штреков // Глюкауф.- 1976.- №14.

9. Кара В.В., Сальников В.К. и др.Упрочнение пород в очистных забоях с помощью вспенивающихся пластмасс // Уголь Украины. 1976. -№2.

10. Кара В.В., Криворученко A.M., Сальников В.К. Применение вспенивающихся пластмасс на шахтах. Экспресс-информация. ЦНИИЭИуголь. М., 1975.

11. Феклов А.И.Исследование утечек воздуха через пенопластовые перемычки // Изв.ВУЗов. Горный журнал". 1975. - №4.

12. Феклов А.И., Карлов К.Г., Проскурин С.К. Изолирующие перемычки из фенольного пенопласта // Безопасность труда в промышленности. -1974.- №3.

13. Пальчик Д.А., Исачкин А.И., Попов Ф.С. Результаты внедрения заливочных и напылительных машин на шахтатх Донбасса // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. -1976. №2.

14. Лукьянов П.Ф., Феклов А.И. Применение пенопластов типа ФРП на шахтах Кузбасса // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1974. - №12.

15. Кушнарев A.M., Сенкевич О.В., Кондратенко Б.А. и д Применение карбамидного пенопласта для изоляции пожарных участков i шахтах Донбасса // Безопасность труда в промышленности. 1969. - №11.

16. Карпов A.M., Криворучко A.M., Кара В.В. Герметизащ пенополиуретаном вентиляционных перемычек на шахте № 4-21 Безопасность труда в промышленности. -1971. №3.

17. Брацыхин Е.А., Миндлинн С.С., Стрельцов К.Н. Переработ. пластических масс в изделия. -М.: Химия, 1966.

18. Александров А.Я. и др. Конструкция с заполнителями . пенопластов. -М.: Оборонгиз, 1962.

19. Феклов А.И., Пауль М.К. и др. Изоляция горных выработ( пенопластом на Салаирском руднике // Горный журнал. -1976.- № 3.

20. Лукьянов П.Ф., Колмаков В.А., Феклов А.И. Возведен. изолирующих перемычек из фенольных пенопластов // Безопасность труда промышленности. 1975. - №7.

21. Галактионов A.B., Белов Ю.Н. Фенольные заливочнь пенопласты ФЛ-1, ФЛ-2, ФЛ-ЗЛ, 1971, Серия . Строительные материалы конструкции.

22. Гарбара М.И. и др. Справочник по пластическим массам / У Химия, 1967, т.2.

23. Годило П.В., Патураев В.В., Романенков И.Г. Беспрессовь пенопласты в строительных конструкциях. -М. ¡Строительство, 1966.

24. Феклов А.И. Испытание заливочных фенольных пенопластов условиях угольных шахт Кузбасса II Сборник статей по горноспасательно? делу. 1976.- № 7.

25. Мельников Э.Ф. Предупреждение пучения почвы в выработках помощью пенопластов // Вопросы горного дела: Сб. науч.тр. КузПИ. Кемерово. -1975. №79.

26. Мельников Э.Ф. , Ялевский В.Д., Валуйских В.А. Исследован. работы перемычек из пенопласта в условиях горного давления II Вопрос горного дела: Сб. науч. тр. КузПИ. -Кемерово. 1975.- №79.

27. Феклов А.И. Исследование изолирующих и вентиляционнь перемычек из вспененных пластмасс на шахтах Кузбасса. Межвузовский сбо. ник, Кемерово. -1976. Вып. №3.

28. Феклов А.И., Суханов Г.В. Огнестойкость изолируюпцперемычек из фенольного пенопласта // Безопасность труда в промышленности. -1977. -№3.

29. Сальников В.К., Исачкин А.И. Испытание нового пенопласта на пожароопасность // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. -1976.- №7.

30. Методы физико-механических испытании пенопластов. Сборник трудов. М. 1976.

31. Анализ аварийности на шахтах Кузбасса за 1998 год. -Кемерово 1999. с.26

32. ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО по применению заливочных пенопластов для возведения изолирующих сооружений на шахтах Кузбасса1. Введение

33. Данное руководство составили: докт.техн. наук Голик A.C., канд.техн. наукЛагутин В.И., инженеры Суханов Г.В., Син А.Ф., Пробст И.И., Мальцев Д.И., Петренко В.И., Патрушева С.Л., Гальт A.A.

34. Свойства фенольно-резольного пенопласта марки ФРП-1

35. Пенопласт ФРП-1 устойчив к действию большинства растворителей пластификаторов, масел, лаков, нефтепродуктов. Набухает без растворения в спиртах и ацетоне. Разрушается при действии концентрированных кислот и щелочей.

36. Пределы огнестойкости пенопластовой перемычки при колебаниях температур у ее поверхности в интервале 150-480 °С обеспечивают нормальную температуру у противоположной стороны перемычки на протяжении более 22 ч.

37. Одним из основных показателей, определяющим эксплуатационные свойства пенопластов, является кажущаяся плотность.

38. Физико-механические свойства пенопласта ФРП-1 зависят от соотношения исходных компонентов (смола ФРВ-1 А- продукт ВАГ-3). Исследованы физико-механические свойства пенопласта ФРП-1 при соотношении компонентов 3:1; 5:1; 7:1.

39. Наиболее легко разрушается пенопласт композиции 3:1. Очевидная деформация начинается при сжатии на 10-15 %.

40. Для применения в шахте рекомендуется пенопласт композиции 5 :1. В местах интенсивного проявления горного давления следует применять пенопласт композиции 6 :1; 7 :1.

41. Физико-механические показатели ФРП-11. Объемный вес,кг/м 25-1001. Предел прочности, Па:при сжатии 0,5-6,5 х 10при изгибе 0,5-4,4 х 10при сдвиге 0,2-1,5 х 10

42. Удельная ударная вязкость, кДж/м 0,1-0,2

43. Водопоглощение за 24 ч, кг/м 0,7-0,4

44. Коэффициент теплопроводности, Вт/м град 0,031-0,041

45. Кратность вспенивания рассчитывают по формулегде (1 диаметр металлического стакана, м;р плотность смолы, кг/м3 ;

46. Н- высота вспененной в стакане заготовки пеноматериала, м;

47. Сс- навеска испытываемой смолы, кг.

48. Как уже отмечалось, фенольно-резольный пенопласт марки ФРП-1 получают методом вспенивания и отверждения фенолоформальдегидной смолы ФРВ-1А посредством вспенивающе-отвердждающего агента ВАГ-3, называемого условно катализатором.

49. Технические условия на смолу ФРВ-1А и продукт ВАГ-3 приведены в приложении.

50. Получение пенопласта ФРП-1

51. Внешняя стенка опалубки возводится на всю высоту выработки, а внутренняя до половины с последующим ее наращиванием.

52. Опалубкой для пенопластовой перемычки в выработке может служить „Быстровозводимая опалубка", конструкция которой разработана в Восточном отделении ВНИИГД.

53. Смешивание и заливка компонентов пенопласта

54. V объем опалубочного пространства, м3 .