Способ тушения подземных пожаров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1761964 А 1(51)5 Е 21 Р 5/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ность изобретения: осущ цию пожарного участка пер тают в него газы с низк кислорода, получаемые в ния металла, отсасываемо мой дегазации, Метан и переводят в гидратное компремирования, охлаж ния водой метаносодержа отсасываемой дегазацион деляют образовавшийся обеспечивают его разлож шийся при этом газообраз дозированно подают для с ьский исследоватьного дела тво ССС, 1980,ПОДЗЕМ Х ПОведении горноспа х и рудниках. Сущ му снижению расхода воздухасжигания углеводородов и появследних в продуктах горения,Эти недостатки устранены в другом известном способе тушения подземных пожаров, включающем изоляцию перемычками пожарного участка со стороны оконтуривающих выработок, многократное последовательное отсасывание, дожигание, охлаждение и нагнетание пожарных газов в зону пожара путем их пропускания через воздухопровод с вмонтированными в него камерами сжигания и охлаждения, а также вентилятором, При этом из пожарного участка отводят также метан, который отсасывают из выработанного пространства с помощью дегазационных скважин и транспортируют по газопроводу в камеру сжигания.Недостатком данного способа является нестабильность снижения кислорода в продуктах сгорания, обусловленная изменяющимся содержанием метана в газах, отсасываемых дегазационной системой, и через зону лению поГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научноинститут горноспасател(57) Использование; присательных работ в шахта Изобретение относится к горному делу, а именно к способам локализации и тушения пожаров в горных выработках, и может быть использовано при ведении горноспасательных работ в шахтах и рудниках,Известен способ тушения подземных пожаров, основанный на проветривании аварийного участка продуктами сжигания углеводородов в воздушной струе, осуществляемого непосредственно в горной выработке. Недостатком этого способа является опасность неполного сжигания метана и подачи взрывоопасной смеси в зону пожара. Такая опасность может возникнуть в связи с тем, что температура при сжигании углеводородов (до 1800 С) выше предела термостойкости крепи горной выработки и вмещающих пород и поэтому возможны значительные обрушения в зоне сжигания. Эта температура является также причиной значительного роста аэродинамического сопротивления данной выработки, обусловленного тепловым расширением газов. И то, и другое может приводить к неуправляемоествляют изоляемычками, Нагне. им содержанием результате сжигаго шахтной систееред сжиганием состояние путем дения и насыщещей смеси газов, ной системой. Отгидрат метана и ение. Образовавный чистый метан жигания. 1 ил, 1761964связанными с этим трудностями сжигания при соотношении "метан-воздух", близким к стехиометрическому, Поэтому подача получаемых продуктов сгорания в аварийный участок не обеспечивает гарантированное снижение содержания кислорода в зоне пожара, что снижает эффективность его тушения,Цель изобретения - повышение эффективности тушения пожара за счет обеспечения стабильности снижения содержания кислорода в зоне пожара,Поставленная цель достигается тем, что в способе тушения подземных пожаров, включающем изоляцию пожарного участка перемычками, нагнетание в него газов с низким содержанием кислорода, получаемых при сжигании метаносодержащей смеси газов, отсасываемой шахтной системой дегазации, и последующего охлаждения продуктов сгорания, метан перед сжиганием переводят в гидратное состояние путем компремирования, охлаждения и насыщения водой метаносодержащей смеси газов, отсасываемой дегазационной системой, отделяют образовавшийся гидрат метана от газа и жидкости и осуществляют его разложение. При этом образующийся газообразный чистый метан дозированно подают для сжигания, причем подачу метана осуществляют в соответствии со следующим соотношением;2,77 10 (21 - Скис)беОмет 0,0586 в,где Ств - весовой расход воздуха, кг/с;Смет - весовой расход метана, кг/с: Скис - содержание кислорода в продуктах сгорания,Дозированная подача отделенного чистого метана в камеру сгорания обеспечивает управляемое сжигание метана при соотношении "воздух-топливо", соответствующем минимальному содержанию кислорода и отсутствию несгоревшего метана в получаемой смеси газов. Нагнетание этой смеси в аварийный участок,в свою очередь, обеспечивает ускоренное стабильное снижение содержания кислорода в атмосфере участка, что уменьшает время создания взрывобезопасной среды, ускоряет ликвидацию активного горения и повышает эффективность тушения подземных пожаров.На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.Аварийный участок 1 изолирован перемычками 2 с проемами, к одному из которых с помощью газопровода 3 подсоединена установка для получения газов с низким содержанием кислорода, включающая воздуходувку 4, камеру сгорания 5 и камеру охлаждения 6. К камере сгорания 5 подключена система подготовки топлива (метана), состоящая иэ соединенных между собой 5 компрессора 7, гидратообразователя 8,шламоотделителя 9 и испарителя 10,Способ осуществляется следующим образом.После обнаружения пожара в воздухо подающей и воздухоотводящей выработкахаварийного участка 1 сооружают изолирующие перемычки 2 с проемами, Один из этих проемов с помощью газопровода 3 соединяют с установкой для получения газов с низ ким содержанием кислорода, включающейвоздуходувку 4, камеру сгорания 5, камеру охлаждения 6. В качестве топлива, при сгоракии которого получают газы с низким содержанием кислорода, используют метан, 20 содержащийся в смеси газов, отсасываемойдегазационной системой из аварийного или других участков шахты, Для выделения метана из этой смеси ее с помощью компрессора 7 нагнетают в гидратообразователь 8.25 В нем компремированную метановоздушную смесь охлаждают до температуры начала гидратообразования и насыщают водой, Давление Р (МПа) и температура Т(К), при которых происходит гидратообразование, 30 связаны между собой зависимостью1154,61 4,6497 - )9 Р 35 Так,при давлении в гидратообразователе от 1,75 МПа до 2.63 МПа температура, дс которой необходимо охладить метановоз.душную смесь, находится в диапазоне от 262 К до 273 К, Образовавшийся гидрат ме 40 тана, представляющий собой твердую фазув шламоотделителе 9 отделяют от газа (воз духа и газообразного метана, не образовав щего гидрат) и жидкости (воды, также не образовавшей гидрат) и подают в испари 45 тель 10, В нем осуществляют разложенигидрата метана путем подвода тепла иль частичного сброса давления на воду и п рак тически чистый метан, который дозирован но подают для сжигания в камеру сгорани 50 5, С помощью воздуходувки 4 в эту камерподают также воздух.Подачу метана необходимо дозироватв соответствии с соотношением55 2,7710 (21 Скис)бвОмет0,0586 в,(2)где СЗв - весовая подача воздуха воздуходувкой 4, кг/с;Смет - весовая подача метана в камерсгорания, кг/с;1761964 закис - содержание кислорода в продуктах.сгорания.Образующуюся в результате сгораниясмесь газов, содержащую от 0 до Скис%кислорода, охлаждают в камере охлаждения 6 и по газопроводу 3 подают в аварийный участок 1,Использование предлагаемого способатушения подземных пожаров обеспечиваетускоренное стабильное снижение содержания кислорода в атмосфере аварийного участка, что позволяет уменьшить времясоздания взрывобезопасной среды, ускорить ликвидацию активного горения, охлаждение высокотемпературной зоны и в 15соответствии с этим повысить эффективность тушения подземных пожаров,Формула изобретенияСпособ тушения подземных пожаров, 20 включающий изоляцию пожарного участка перемычками, нагнетание в него газов с низким содержанием кислорода, получаемых при сжигании тиетансодержащей смеси газов, отсасываемой шахтной системой де газации, и последующее охлаждение продуктовсгорания,отл ич а ю щи й ся тем, что, с целью повышения эффективности тушения пожара путем обеспечения стабильного снижения содержания кислорода в зоне пожара, метан перед сжиганием переводят в гидратное состояние путем компремирования, охлаждения и насыщения водой метансодержащей смеси газов, отсасываемой дегазационной системой, отделяют образовавшийся гидрат метана от газа и жидкости и осуществляют его разложение, при этом образующийся газообразный чистый метан дозированно подают для сжигания, причем подачу метана осуществляют в соответствии со следующим соотношением; 2,77 10 (21 Скис)бвСмет0,0580 в,где Ов - весовой расход воздуха, кг/с;Омет - весовой расход метана, кг/с; Скис - содержание кислорода в продуктах сгорания,