Средство для взрывоподавления метано-воздушных смесей

(19) (И)51) 4 Е 21 Г 5/00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО Р ИИ(54) СРЕДСТВО ДЛ МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ (57) Применение средства для взр но-воздушных сме/22-0 Н ВЗРЫВОПОДА СМЕСЕЙ роны в каче воподавлени ет й(71) Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г,Шевченко и Государственный макеевский ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт по без,опасности работ в горной промышпенности(56) Авторское свидетельство СССР В 977822, кл. Е 21 Р 5/00, 1981,Шохин И.Н. Технология соды. М.: 1975, с. 114-115.1244344 30 Таблица 1 Удельное теплопоглощение, при нагревании до 1000 К, ,кДж/г Вещество Ингибирующая эффективность,г/м Взрывопо" давляющая эффективность, г/мЗ 1740,0 Не имеет 1,02 ЯаСО 593,0 143,0 1, 8 б. ЯаНСО 423,5 54,9 ПСБ"2 (на основе ЯаНСО) 592,0 144,0.(ТУ 6-18-139-78) Изобретение относится к средствамподавления взрывов метано-воздушныхсмесей", а именно к порошковым составам взрывоподавления в пределах зоны,заполненной метано-воздушной смесью,например, в шахтных выработках.Практически доказана высокая ингибирующая эффективность порошковогометода тушения и взрывопредотвращения .газовоздушных смесей и других 10классов пожара. В качестве порошковых .средств используют, как правило, составы на основе минеральных солей и ихсмесей с различными добавками, улучшающими их эксплуатационные свойства. 15Цель изобретений - повышение взрывоподавляющей эффективности.Для обеспечения высокой эффективности взрывоподавления в пределахзоны, заполненной метано-воздушной 20смесью, необходимо создать порошок," который обладал бы одновременно высокой ингибирующей способностью, высокой теплопоглощающей способностьюи скоростью ее реализации, т.е. скорость термического разложения которого бы позволила полностью реализовать термодинамически возможное теплопоглощение за небольшое время нахождения частиц порошка во фронтевысоких температур.,Трона является промежуточным продуктом при кальцинации сырого техни-ческого бикарбоната натрия в технологической линии получения кальциниЯаС ЯаНСО 2 Н О 185 рованной соды, а также является це,левым продуктом при производстве бытовых моюще-чистящих средств По ТУ б-10-84При производстве троны в целевом продукте могут быть примеси свободных компонентов - ЯаНСОз,или/и ЯаСО (в зависимости от условий), как по ТУ б-10-84 (троно-бикарбонатная смесь). Трона (урао или полуторная сода) - это смесь средней и кислой угленатриевых солей, имеющая состав ЯаСО ЯаНСО 2 НО. Образуется трона при смешивании сырого технического бикарбоната натрия с готовой горячей содой (ретурной содой), При этом гигроскопическая влага бикарбоната натрия переходит в кристаллизационную воды, Смесь получается сухой и рассыпчатойЯаНСО(ь)+ЯаСО+ 2 НО-ЯаСО х хЯаНСО 2 Н Оть + 21,9 кДж (5,24 ккал)Для доказательства неочевидности применений моюще-чистящего средства троны для взрывоподавления метано-воздушных смесей йроанализируем определяющее свойство в прогнозировании взрывоподавляющей эффективности для исходных компонентов троны и самого соединения троны - удельное теплопоглощение при разложении - и их взрывоподавляющую и ингибирующую эффективности, полученные экспериментально на опытном штреке МакНИИ и приведены в табл. 1,244344 3 1ФКак видно из приведенных данных,трона и бикарбонат натрия имеют одинаковое удельное теплопоглощение прионагревании до 1000 К. Следовательно,логично было бы ожидать одинаковуювзрывоподавляющую и судя по химической природе ингибирующую эффективности. Более того, логично былобы ожидать некоторое снижение этихпоказателей для троны из-за наличияв ней низкоэффективного по указанным параметрам карбоната натрия. Однако, было обнаружено, что для.троны резко возрастают показатели нетолько по взрывоподавлению, но и поингибированию метано-воздушной смеси по сравнению с лучшим ее исходнымкомпонентом - бикарбонатом натрия -соответственно в 1,4-2,5 раза.Таким образом, анализ приведенных данных показывает, что предложенное применение троны, получаемойпо ТУ 6-18-10-84 без дополнительныхобработок в качестве эффективного.взрывоподавляющего порошка не вытекает с очевидностью из известных еесвойств.Работает предлагаемый порошок помеханизму подавления взрыва в тепловом режиме, перевода процесса взрывав режим цепных химических реакций,в котором реализуется его ингибирующие свойства, предотвращая возникновение и развитие взрыва,Т а б л и ц а 2 Порошок25 Ингибирующая эффективность,г(мэ Взрывоподавляющая эффективностьг/м 30 Трона423,5 592,0 675,0 282,0 54,9 144,0 160,0 ПСБ 35 В опытном штреке МакНИИ по разработанной им методике проводились испытания по определению взрывоподавляющей эффективности троны, полученной по ТУ 6-18-10-84, и для сравнительного анализа - серийно выпускаемых порошков типа ПСБ (ТУ 6-18-139-78), воды и инертной пыли. Согласно методике, .взрывоподавляющую. среду создают взрывным распылением порошка из полиэтиленовых сосудов патронами ПВП-У. Регистрацию Факта подавления очага воспламенения осуществляют фотодиодом ФД. В качестве взрывоопасной смеси используют метано-воздушную смесь с концентрацией 9 в 1, которой заполняют взрывную камеру объемом 10 мэ.Согласно методике ингибирующую (Флегматизирующую) способность порошков оценивают в условиях подавления "слабого" (развивающегося) взрыва метано-воздушной смеси, возникшего от врабатывания электровосН О Инертная пыль40 790,0 1920,0 Анализ. результатов испытаний показывает, что предлагаемый порошок 45 имеет в сочетании наиболее высокиепоказатели теплопоглощающей и ингибирующей эффективности: по ингибирующей эффективности порошок троныв 3 раза, а по взрывоподавляющей эф фективности в 1,49 раза эффективнееПСБи соответственно в 14 и в 4,5раза эффективнее применяемой в настоящее время на шахтах инертной пыли (прототип).55 Применение известного моюще-чистящего вещества троны в качестве по рошка для взрывоподавления в зонах,заполненных метано-воздушной смесью,пламенителя штатного электродетонатора. Сосуд с порошком подвешиваютна расстоянии 2,0 м, а фотодиод устанавливают на расстоянии 3,7 м отднища штрека.Взрывоподавляющую (теплопоглощающую) эффективность устанавливаютв условиях подавления сильного" (развившегося) взрыва метано-воздушной 1 О смеси, возникшего от взрыва свободноподвешенного патрона аммонита Т массой 0,3 кг или 6 ЖВ массой 0,25 кг,В этом эксперименте пламягасящуюсреду создают распылением порошка 15 из четырех сосудов, рассредоточенныхвдоль штрека через каждые 1,5 м. Фотодиод располагают на расстоянии9,5 м от днища штрека.Результаты испытаний сведены в 20 табл.2.1244344 ностей ингибирования и теплопоглощения,стало возможным благодаря совокупности высоких показателей эффективСоставитель И.ФедяеваТехред О,Гортвай Корректор М.Шароши Редактор В.Ковтун Заказ 3793/36 Тираж 436 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5