Состав для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве угольных шахт

:ОЦИДЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Ы 1701940 Е 21 Г 5/О ЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Восточный научно-исследовательскийинститут по безопасности работ в горнойпромышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 909213, кл, Е 21 Г 5/00, 1980,Авторское свидетельство СССРй. 1502846, кл, Е 21 Р 5/00, 1987.(54) СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ В ВЫРАБОТАННОМ ПРОСТРАНСТВЕ УГОЛЬНЫХ ШАХТ(57) Изобретение относится к горной промсти, а именно к охране труда, и м,б, использовано пои профилактической обработкевыработанного пространства, Цель изобреИзобретение относится к горнои промышленности, а именно к охране труда, и может быть использовано при профилактической обработке выработанного пространства с целью предупреждения самовозгорания потерь угля в отработанных и действующих выемочных участках,Известны составы для предупреждения самовозгорания потерь угля в выработанном пространстве, которые содержат вяжущие добавки, жидкое стекло, глину и инертные материалы, После введения данных составов н выработанное пространство происходит выпадение из раствора твердых сосгавляющих. в результате чего перекрываются пуп" фил,-тр ции воздуха и снижаеттения - повышение эффективности профилактики эндогенных пожаров путем обеспечения регулирования и интенсификации скорости разложения мочевины с выделением аммиака и углекислого газа, снижающих сорбционную активность потерь угля к кислороду. Для этого состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.0: мочевина 76,6 - 88,8; глицерин 5,0 - 6,0; уреаэа 0,5 - 2,0 и вода 3,2-17,9. Состав отличается стабильностью своей работы в течение всего срока отработки выемочного столба по инертизации выработанного пространства. Высокая скорость разложения мочевины при нормальной температуре 17 - 20 С, значительный объем выделившегося инертного газа обеспечивается введением н состав биологически активного вещества уреазы, суспензированной н глицерине. 1 табл. ся окисляемость угля, Однако известный состав не лишен недостатков: невозможность использования в действую.их выемочных участках; невозможность регулирования процесса окисляемости угля, что приводит к низкой эффективности борьбы с эндогенными пожарами; острый дефицит и высокий расход материалов, что приводит к увеличению трудоемкости профилактики и значительному удорожанию,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, взятым за прототип, является порошок карбамида, который вводят н количестве 2- 3 кг на 1 м выработанного пространства,2При самовозгорании угля происходит раз 1701940ложение карбамида с поглощением тепла и выделением инертного газа. За счет этого происходит торможение процесса окисления угля и инертизация атмосферы выработанного пространства,Существенным недостатком известного состава является то, что процесс разложения карбамида происходит при повышенной температуре (выше +70 С), т.е, тогда, когда в выработанном пространстве уже образовался очаг эндогенного покара, Кроме того, известный способ не обеспечивает регулирования и интенсификации скорости разложения карбамида в процессе инертизации рудничной атмосферы, Не обеспечивает известный состав и стабильности процесса разложения карбам 1 лда, что снижает эффективность профилактики эндогенных пожаров.Цель изобретения - повышение эффективности профилактики эндогенных пожаров путем обеспечения регулирования и интенсификации скорости разложения мочевины в процессе инертизации рудничной атмосферы в выработанном пространстве.Поставленная цель достигается тем, что состав для предупрежден,ля эндогенных пожаров в выработанном пространстве угольных шахт, включающий мочевину и воду, дополнительно содержит биологически активное вещество - уреаэу, суспензированную в глицерине при следующем соотношении компонентов, мас,%:Мочевина 76,6-88,8Глицерин 5,0-6,0Уреаэа 0,5-2,0Вода 3,2 - 17,9Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый состав отличается от известного введением нового компонента, а именно биологически активного вещества - уреазы. суспензированной в глицерине. Гаким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "Новизна",Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволяет выявить признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия",Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были подготовлены десять смесей ингредиентов, три из которых показали оптимальные результаты (таблица, пп 4 7 и 10), Для состава с содержанием мочевины 88,8" , уреазы 2, глицерина 6 и воды 3,2%, скорость вызделения аммиака составляет 0,12-10-6 м /г, 59,7 Общее количество инертных газов с 1 кгсостава равно 1,01 м . Такое же количествозинертных газов обеспечивает и состав попрототипу, но неоспоримым преимущест 5 вом предлагаемого состава является то, чтоон обеспечивает нейтрализацию рудничнойатмосферы с момента его введения в выработанное пространство при нормальнойтемпературе не ниже 10 - 20 С. А известный10 состав вступает в реакцию только тогда, когда температура окружающих пород возрастает выше +70 С, Превосходртпредлагаемый состав известный состав попрототипу и по фактору стабильности раэло 15 жения, что немаловажно при профилактикеэндогеннь 1 х пожаров,Введение уреазы в количестве 0,5 - 2,0%позволяет ре улировать скорость выделения аммиака в пределах 0,05 10, - 0,12 1020 м /г. Реакция разложения мочевины осщестзвляетсясоскоростью 0,3210 -0,7010 мспри действии биологически активного вещества - уреазь 1, благодаря ее высокой активности и специфичности, расщепляющей25 мочевину при т = 17 - 20 С,ХИ Н -ОН уреаза0 С- МНз СО+Н 10ИНПродуктами реакции при этом являются30 углекислый газ и аммиак в количестве 0,901,01 м на 1 кг предлагаемого состава,зРазложение мочевины, связанной с уреазой, в фермент-субстратный комплекс протекает при т = 20 С и рН = 8,0 с константой35 скорости первого порядка молекулярныйвес фермента принимали равным 483000),равной 0,65 10 с . Значение константыскорости неферментативной реакции,экстраполированное к 20 С, составляет40 3 10 С и, следовательно, фермент впредлагаемом составе ускоряет реакциюв 200 раз,Пример 1,Мочевина 76,645 Уреаза 0,5Глицерин 5,0Вода 17,9Скорость выделения аммиака составляет 0,1110м /г, Общее количество инерт 50 ных газов с 1 кг состава равно 0,90 м,П ример 2.Мочевина 88,8Уреаза 2,0Глицерин 6,055 Вода 3,2Скорость выделения аммиака составляет 0,12 10 м /г. Общее количество инертных газов с 1 кг состава равно 1,01 мз.ПримерЗ,Мочевина1701940 Из таблицы (пп. 4, 7 и 10) и приведенных примеров (1, 2 и 5) следует, что предлагаемый состав обладает более высокой скоз 1 эостью выделения аммиака (О;12 10м /г) при общем количестве выделившегося ГСбъе иерк газов сксосава ит Скорость выделеКонце рация Скорость реакцииразлоиения, нс Концентрациямоцевины,Состав, 111 г ния аммиака,уреазы 2сгу лскислс З Всегогаз Аин а разложения неПроисходит 1 известный (прототип) 2 (предлагаемый) 3 -"- 4 -"- 5 -"- 6 -"- 7 "- 8 9 -"- 1 О1,ао 1 ОО о,45 а,бо о,бЭ 0,45 0 бс о,бб с,45 0 бо 0,67 о,бЕ0,90 0,95 о,бе о,9 с й 99 0,68 0,9 й 1,й 1 о,гз а 30 а.зг й 29 о,)о .",".9 с,зс , З 4 0,55 1 Оо,б 5 о.0,32 100,55.с "0,65 10о,бо 1 с0-20,7 о 1 с"070 10 о,о 9 1 о 0,1 1 О о,а 5 1 о 0,09 10 О,11 10 з о,о 97 1 о о,1 г 10 о,1 г 1 о 0,12 10 59,7 76,6 88,8 59,7 76,6 88,8 59,7 76,6 88,8 а,51,О 1,0 2 0 Составитель В, ХанцеверовРедактор Н, Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Н Ревская Заказ 4522 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры.иям при ГНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Уреаза 0,5Ггицерин 5,0Вода 34,8,Скорость выделения аммиака составляет 0,09 10 м /г. Общее количество инертных газов составляет 0,68 м,зПример 4,Мочевина 70,0Уреаэа 1,5Глицерин 6,0Вода 22,5,Скорость выделения аммиака0,1110м /г, Объем выделенногоаммиака с 1 кг состава составляет 0,52 м, чтозравняется 82,5 оь от объема аммиака, выделяемого по предлагаемой формуле изобретения.Пример 5,Мочевина 80,0Уреаза 1,5Глицерин 6,0Вода 12,5,Скорость выделения аммиака0,1110м /г. Объем выделенного аммиака с 1 кг состава составляет 0,60 м .зСуммарный объем выделенного инертногогаза с 1 кг состава равен 0,90 м,з инертного газа от 0,90 до 1,01 м с 1 кгзмочевины,Неоспоримым преимуществом предлагаемого состава является стабильность его5 работы в течение всего срока отработки выемочного участка при значительных колебаниях окружающей среды в интервале+17 - 20 С и выше,Использование предлагаемого изобре 10 тения позволяет повысить эффективностьпрофилактики эндогенных пожаров, обеспечить регулирование и интенсификациюскорости разложения мочевины с выделением аммиака и углекислого газа, снижающих15 сорбционную активность потерь угля к кислороду, обеспечить в конечном счете безопасные условия труда для работающих.Формула изобретенияСостав для предупреждения эндоген 20 ных пожаров в выработанном пространствеугольных шахт, включающий мочевину и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности профилактикиэндогенных пожаров путем обеспечения ре 25 гулирования скорости разложения мочевины в процессе инертизации рудничнойатмосферы, он дополнительно содержитуреазу и глицерин пои следующем соотношении компонентов. мас %:30 Мочевина 76, 6-88,8:Глицерин 5,0- 6,0Уреаза 0,5 -2,0:Вода 3,2-17,9,