Состав для профилактики эндогенных пожаров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОИЛийаесииыРЕСПУБЛИК 09 (11) Р 5 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЦКойЛЯОТЫА ИЯ ышеаткиения Аксенова ател рабо ва,зацииводоглинис о ноя 1-3 тель 0,5-2 С80 Остальное а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Восточный научно-исследоский институт по безопасностив горной промышленности(56) 1. Руководство по лакалии тушению эндогенных пожароввоздушной пеной и вспененнойтой пульпой. ВО ВНИИГД, Кемер1980, с. 6-13.2. Авторское свидетельствоР 909213, кл. Е 21 Р 5/00, 19(54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ, включающий жикоестеклоиводу, отличающ и й с я тем, что, с целью повния эффективности профилактики зсчет обеспечения объемной обрабовыработанного пространства, снижхимической активности угля и. вопроницаемости обработанного масон дополнительно содержит сульфаммония, пенообразователь и полириламид при следующем соотношеникомпонентов, мас,й:Жидкое стекло 1-3Сульфат аммоПенообразоваПолиакриламид .0,2-0,51 11056Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной отработке пластов угля, склонных к самовозгоранию, и предназначено для профилактической обработки выработанного пространства с целью снижения эндоген" ной пожароопасности.Известен состав, соде;лежащий 99- 95 вес,% воды и 1-5 вес.7 пенообраэователя (П 0-1, "Прогресс" и др.). Пе ны представляет собой дисперсную двухфазную систему, состоящую из пузырьков воздуха или инертного газа, разделенных тонкими пленками жидкости. Пенообразователь вводится в жидкость 15 для снижения величины поверхностного натяжения и придания оболочкам пузырьков структурно-механической прочности. Приготовление водовоздушной пены осуществляется путем смешивания 20 воды с пенообразователем в заданном объеме с последующим вспениванием в пеногенераторе сжатым воздухом или инертным газом, Подача пены в участок осуществляется через скважи ны 1 .Недостатками данного состава являются: низкая стойкость пены, вследствие чего невозможно добиться высокого качества профилактики, так как при разрушении пены воздухопроницаемость выработанного пространства снова увеличивается, после разрушения пены на кусках угля не образуется защитной пленки и в процессе сушки его скорость окислительных процессов резко35 возрастает, при пенообразовании и подаче пены в выработанное пространство поступает значительное количество кислорода, недостаточная воздухопроницаемость пены, что не исключает прососы воздуха; снижение удельной скорости сорбции кислорода углем наблюдается в основном при нахождении кусков угля в пене., с разрушением пены эффект практически не наблюдается.ФТаким образом, эффективность применения известного состава водовоз- душной пены носит кратковременный 50 характер и проявляется, в основном, только в процессе обработки. Поэтому известный состав используется для тушения очагов пожаров и практически не применяется для профилактики эндогенных пожаров.Наиболее близким к изобретению является состав для профилактики эндогенных пожаров, включающий глину, портландцемент, жидкое стекло, моло тый гранулированный доменный шлак и воду 2 .Однако указанный состав недостаточно эффективен, так как не обеспечивает объемной обработки выработанного пространства и в незначительной степени снижает окисляемость угля.Целью изобретения является повышение эффективности профилактики за счет обеспечения объемной обработки выработанного пространства, снижения химической активности угля и воздухопроницаемости обработанного массива.Поставленная цель достигается тем, что состав для профиЛактики эндогенных пожаров, включающий жидкое стекло и воду, дополнительно содержит сульфат аммония, пенообразователь и полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас.7:Жидкое стекло 1-3СульФат аммония 1-3Пенообразователь 0,5-2Полиакриламид .0,2-0,5Вода Остальное Введение жидкого стекла и сульфата аммония в укаэанных количествах обеспечивает прохождение процесса гелеобразования, который оказывает существенное влияние на свойства вспененного состава. При содержании жидкого стекла и сульфата аммония в количествах менее 17, срок гелеобразования увеличивается до 20 ч. При этом гель получается нестойкий и низкого качества. Выбор содержания указанных компонентов обуславливается требованием, чтобы срок гелеобразования был менее времени начала разрушения пены на основе воды и пенообразователя (б ч). При нарушении этого требования гелеобразование происходит при распаде пены и пеногель не получается. При содержании в составе каждого компонента не менее 1% по весу полный срок процесса гелеобразования не превышает б ч. Содержание полиакриламида влияет на вязкопластичные свойства пеногеля. При введении его менее 0,27 эффект практически не наблюдается. Увеличение содержания лолиакриламида более 0,5% является нецелесообразным, так как пластичность состава получается вполне приемлемой для пены и в дальнейшем меняется незначительно.Содержание пенообразователя принято 0,5-27., так как от его содержаниязависит дисперсность, кратность истойкость пены. Введение указанногоколичества пенообразователя позволяет при вспенивании получить низкократную пену (5-6) с монодисперсной системой со средним диаметром пузырьков0,3-1 мм и стойкость пены из воды неменее 6 ч. ОДля получения пены может использоваться серийно выпускаемое оборудование: Установка локализации эндогенных пожаров УЛЭПи герметизаторыскважин. Для вспенивания состава можно применять сжатый воздух или .инертный газ (азот),После смешивания компонентов состав вспенивают и направляют по скважинам под напором 0,5 МПа в выработанное пространство, где пена заполняет пустоты и трещины и обволакиваеткуски угля, Через заданное содержанием компонентов время начинается процесс гелеобразования, в результатекоторого пена теряет подвижность,оболочки пузырьков становятся болеепрозрачными и резко возрастает воздухонепроницаемость пеногеля. В то жевремя процесс гелеобразования сопро- ЗОвождается выделением аммиака, которыйзаполняет пузырьки пены и хорошо сорбируется углем, снижая его способность к окислению. При образовании1 м пеногеля практически выделяется 351,3 м аммиака. В то же время реакциягелеобразования проходит с поглощением тепла из окружающей среды в количестве 2000 ккал на 1 мэ раствора.Обработанный пеногелем массив становится воздухонепроницаем, так какпеногель при перепаде давления до1000 мм вод.ст. практически не йропускает воздух. Указанные особенности пеногеля обеспечивают более высокое качество профилактической обработки выработанного пространства.Стойкость пеногеля составляет 2530 сут., т.е. срок, в течение которого завершается сдвижение массиваи происходит его уплотнение. Послераспада пеногеля куски угля покрываются защитной пленкой, предохраняющей его от окисления в случае прососов воздуха. Ниже приведены примеры полученияпредлагаемого вспененного состава взаявленных пределах.П р и м е р 1, Для получения 1 т состава с содержанием компонентов, вес7: жидкое стекло 3,0; сульфат аммония 2,2; пенообразователь 0,5; полиакриламид 0,2, вода 94,1 требуется, кг: жидкое стекло 30; сульфат аммония 22; пенообразователь (" Прогресс") 5; полиакриламид 2; вода, очищенная от механических примесей, 94 1. Для получения вспененного состава используется установка УЛЭПс компрессором и баком, состоящим из двух емкостей. В одну емкость загружают жидкое стекло, во вторую - воду, сульфат аммония, пенообразователь и полиакриламид, которые перемешивают 1,5-2 мин до полного растворения соли, Из емкостей компоненты засасываются в смеситель через дозаторы и затем смесь направляется в пеногенератор. В нем под действием сжатого воздуха или инертного газа (азота) с давлением 1 МПа и расходом 5-6 м на 1 т компонентов состав вспениваХарактеристика полученного вспененного состава:Время гелеобразования, мин 13Воздухопроницаемость придавлении1000 мм.вод.ст. Практическивоздухонепроницаем Напряжение сдвига, ПаКратность пеныПлотность, кг/мэВязкость, Па сТеплопроводность,Вт/мК 1505-620010 0,09 ется и пена по шлангу направляетсяпод давлением 0,5 МПа к скважинам,оснащенным герметизаторами, и далее -в выработанное пространство. Через13 мин после смешивания компонентовпроисходит процесс гелеобразованияи вспененная масса превращается встойкую монодисперсную мелкопористуюструктуру с диаметром пзр (пузырьков) 0,3-1 мм, заполненных на О, 1часть объема аммиаком. Кратность пены составляет 5-6. Разрушение пеногеля происходит на 207 через 10-12 сут.,на 507 - через 25-30 сут. Полногоразрушения пены не наблюдается. После образования пеногеля состав практически теряет подвижность, 1105659(203 объема),сут, 10-12Данный состав может использоваться для обработки небольших объемов 5выработанных пространств, так каквремя гелеобразования его ограничивает дальность подачи,П р и м е р 2. Для получения 1 тсостава с содержанием компонентов,вес,7: жидкое стекло 1,0; сульфат аммония 1,3; пенообразователь 1,0; по"лиакриламид 0,2; воДа 96,5 требуется,кг жидкое стекло 10; сульфат аммония 13; пенообраэователь (" Поток" ) 1510, полиакриламид 2; вода 965.Технология приготовления состава,вспенивания и использования его неотличается от описанной в примере 1.Вспененный состав имеет следующую 20характеристику:Время гелеобразования, мин 100Воздухопроницаемость при давле 25нии 1000 мм вод.ст; Практическивоздухонепро- ницаем 30 20 ВНЯПН Заказ 5566727 Ллллал ППП Патлат , т. Напряжение сдвига, Па 120Кратность пены 5-6Плотность, кг/м 200Вязкость, Па. с 8Дисперсность, м(0,3-1) 10Теплопроводность,35Вт/мК 0,09Время распада(207. объема),сут 8-10Данный состав может использоватьсядля профилактической обработки больших выработанных пространств.П р и м е р 3. Для получения 1 тсостава с содержанием компонентов,вес.7: жидкое стекло 2,0", сульфатаммония 2,1; пенообраэователь 2,0,полиакриламид О, 5; вода 93,4 требуется, кг: жидкое стекло 20; сульфатаммония 21, пенообразователь (ПО) 20,полиакриламид 5, вода 934.Технология приготовления состава, 70вспенивания и использования его неотличивается от приведенной в примере 1,Вспененный состав имеет следующуюхарактеристику:Время гелеобразо 55вания, минВоздухопроницаемость при давлении1000 мм вод.ст. Практически воздухонепроницаем 0,09 Вспененный состав характеристику;Время гелеобразования, минВоэдухопроницаемость при давлении 1000 мм вод.ст. имеет следующую 180 Практическивоздухонепро"ницаем Напряжение сдвига, ПаКратность пеныПлотность, кг/мВязкость, Па сДисперсность,мВремя распада(0,3-1) 103 15-20 0,09 Применение вспененного состава для профилактики эндогенных пожаров позволяет значительно повысить эффективность профилактики, снизить вероятность возникновения эндогенного пожара. Тираж 427 , Подписное Ужгород, ул,Проектная,4 Напряжение сдвига, Па. 200Кратность пены 5-6Плотность,кг/м 200Вязкость, Па с 12Дисперсность,м (0,3-1) 10 ПТеплопроводность,Вт/мКВремя распада(20 Х объема),сутсут. 15-20П р и м е р 4. Для получения 1 тсостава с содержанием компонентов,вес.7): жидкое стекло 3,0; сульфатаммония 1,0; пенообразователь 1,0;полиакриламид 0,5; вода 94,5 требует"ся, кг: жидкое стекло 30 сульфатаммония 10; пенообраэователь (ПО)и 10; полиакриламид 5, вода 945.Технология приготовления состава,вспенивания и использования его неотличается от приведенной в примере 1