Состав для тушения и предотвращения воспламенения серы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (11) 7 А 1 О 1/О 15)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Слюсарев А.С., Отделкин Н,С.Исследование взрывоопасности пыли комовой серыи разработка методов ее уменьшения, Химпромышленность, М 9, 1987, с, 543 - 545.Менковский М.А, Добыча и переработкасерных руд Раздольского месторождения,М Недра, 1973, с. 92 - 95,Авторское свидетельство СССРМ 1669459, кл, А 61 О 1/00, 1989,Предлагаемое изобретение относится к средствам обеспечения безопасности взрывных работ в горно-рудной промышленности и предназначено для применения при добыче самородной серы и сульфидных РудФизико-химические свойства серы в твердой и дисперсной фазе таковы, что, с одной стороны при взрывании руд с содержанием серы как минимум 240 неизбежно приводят к возникновению пожаров, с другой стороны, сильно затрудняют борьбу с такими пожарами,Наиболее значимой причиной возникновения пожаров является возгорание пыли, образующейся в забое при буровых работах. Следовательно, борьба с пылью, подавление пыли и предо.вращение (снижение) ее образования - одна из главных задач в решении проблемы повышения пожаробезопасности на серных рудниках,Широко распространенным средством частичного решения этой проблемы являет(54) СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ СЕРЫ (57) Использование: для тушения и предотвращения воспламенения серы в горно-рудной промышленности, Сущность изобретения: готовят состав, содержащий 97 - 99 мас.% карбамида и 1 - 3 канифоли. Сначала карбамид размалывают на шаровой мельнице, добавляют канифоль и размалывают еще 1,5 мин, 2 табл. ся применение в буровых работах (там, где возникает наибольшее количество пыли), пожароопасных станков, обеспечивающих бурение с промывной скважины,Однако, в связи с недостатком воды или полным ее отсутствием это средство не во всех регионах реализуемо.И коль образование пыли и ее возгорание неизбежно, то в таком случае самым эффективным решением проблемы снижения пожароопасности выступает связывание и подавление пыли, Необходимость и важность эффективных средств для связи и подавления пыли доказывается еще и тем, что пыль образуется не только при бурении, но и при собственно взрыве, Причем, в этот момент возгорание происходит неизбежно, так как присутствуют все условия одновременно; образование огромного пылевого облака и горящих продуктов взрыва. Пылевое облако, в котором распространяется пожар мгновенно, переносится с огромной скоростью на рядом расположенные руд 1787457ные блоки. Поэтому актуальной является задача своевременной локализации и подавления (тушения) неизбежно возникающихпожаров на руднике,Для борьбы с пожарами на серных рудниках известно широкое применение воды.Так, например, предложено для уменьшения пожароопасности пыли в зоне образованйя.пылевых выбросов использовать водув виде водяного тумана,Однако, вода (в различных способах ееприменения) недостаточно эффективна ирасход ее поэтому очень большой, А в силугеографического расположения месторождений на значительной части рудников водав таких количествах недоступна.Поэтому в решении проблемы снижения пожароопасности взрывных работ насерных карьерах перспективным являетсяснижение воспламенения и взрываемостисерусодержащей среды, а в пределе еефлегматизация, т,е. предотвращение воз никновения пожаров,По этому назначению известно применение различных инертных материалов вдисперсной фазе: темно-серая глина, мергелистая глина, супесь серая, песок серый,суглинок желто-серый,Как и всяких других инертных веществ,их пожаротушэщая эффективность проявляется по механизму механического воздействия: разбавления серной пыли (сниженияее счетной концентрации). изоляции поверхности частичек от кислорода воздуха путемобволакивания частичек серной пыли мельчайшими частицами инертной добавки.Однако, эффективность инертных добавок очень низкая, тэк как принцип их действия основан на механическом воздействиина пылевое серное облако: разбавление,изоляция поверхности частичек от кислорода, Следовательно, на тушение пожаров насерных рудниках требуются большие расходы инертных веществ итрудозатраты, связанные с их доставкой и распылением.Так, например, при разбавлении сернойпыли инертным порошковым материалом в2,5 раза она становится слабовзрывной илишь при разбавлении в 57,5 раз пламенивзрыва не наблюдается. То есть для предотвращения возникновения взрыва необходимы большие количества инертныхматериалов в силу их низкой эффективности.Поэтому неоспорима актуальность задачи поиска, создания высокоэффективныхматериалов, способных обеспечить надежное противопожарное действие не толькогасить, локализовать возникший очаг горения, но и предупредить его возникновение, 15 20 25 30 мас.%, канифоль 1-3 мас.%.50 55 5 10 35 40 Процессы горения серы и серных руд практически не изучены, Поэтому подбор средСтв тушения серы осуществляется по принципу аналогий, Имеются некоторые литературные сведения о цепном механизме горения паров серы, в котором активными являются радикалы кислорода. Исходя из этого можно предположить, что эффективными могли бы быть химические вещества, связывающие радикалы, обрывающие развитие цепной реакции, аналогично подавлению горения и взрывов метановоздушных сред,Однако, химические вещества и их смеси успешно применяющиеся для тушения метановоздушных смесей и угольной пыли,в случае тушения серы не оправдали надеждавторовИзвестно применение карбэмида для тушения и предотвращения воспламенения серы, выбранное в качестве прототипа.По сравнению с инертными веществами карбамид эффективнее примерно в 39 раз, Невзрывчатая смесь образуется при разбавлении серы карбэмидом в соотношении 5:1, соответствен но.Дальнейшее изучение карбамида, его физико-химических свойств, поверхностных свойств серы и карбамида показало, что влияние карбамида на поверхность серы могло бы быть сильнее при изменении поверхностных свойств карбамида. Это изве. стный прием для повышения огнетушэщих свойств дисперсных материалов, и достигается он подбором различных добавок, изменяющих поверхностные свойства основного компонента в составе в сторону большого сродства к поверхности горящего материала.Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности состава предназначенного для тушения и предотв ращения воспламенения серы.Поставленная цель достигается тем, что состав, содержащий карбамид, согласно предлагаемому изобретению, дополнительно содержит канифоль при следующем соотношении компонентов: карбамид 97-99 Для доказательства неочевидности применения канифоли в качестве добавки в порошковые составы с целью повышения огнетушащей эффективности был проанализирован ряд композиций, известных как по литературным источникам, так и по промышленному применению для тушения пожаров и подавления взрывов в горнорудной промышленности. В результате было обнаружено применение канифоли для улучше 1787457ния условий размола при получении инертной пыли (см.ТУ 21 - 20 - 46 - 82).Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерами,П р и м е р 1. 970 г карбамида в течение 3 мин размалывают в шаровой мельнице, добавляют 23 г канифоли и размалывают еще 1,5 мин. Полученная композиция содержит (вес. ):карбамид - 97 - 99, канифоль - 1 - 3, Аналогичным способом получают ряд образцов, композиционный состав которых приведен в таблице 1.Испытания образцов проводили по лабораторной методике принципиально аналогичной методике, разработанной МакНИИ для испытания порошковых составов на пылевзрывозащитную эффективность угольной пыли, Эффективность порошковых образцов оценивалась по их минимальной добавке к серной пыли до получения невоспламеняющейся смеси.Согласно методике, готовят ряд смесей образцов, состоящих из порошка серы и испытываемого состава в различных соотношениях в диапазоне 10;1 - 1:10, соответственно, Полученные смеси тщательно перемешивают, Для опыта отбирают пробы в количестве 2 г (опыт повторяют 5 - 10 раз).С помощью воронки, установленной над пламенем газовой горелки, просыпают отобранный образец через это пламя и фиксируют поведение смеси образца в пламени и после его прохождения:- при недостаточной эффективности и количества добавки в смеси происходит возгорание образца в пламени и на поддоне, установленном под горелкой.Увеличением содержания добавки в смеси находят то минимальное его количество, которое обеспечивает образцу смеси невоспламенение. Опыт повторяют для каждого вида добавки. Результаты испытаний приведены в табл, 2.Верхний предел введения добавки обусловлен свойством горючести самой добавки, что снижает эффективность состава,Как видно из приведенных данных составы по примерам 1 - 3 имеют наибольшую эффективность по тушению и предотвращению воспламенения серы (1:8 - 1:10 состав:сера), что в 70-80 раз эффективнее инертной пыли, и по сравнению с 1:5 (состав:сера) по прототипу, что примерно в 40раз эффективнее инертной пыли, Т.е, заявляемый состав примерно в 2 раза эффективнее состава по прототипу,5 По мнению авторов, добавка канифолив заявляемых пределах способствует образованию пленки мочевины на поверхностичастицы серы, что позволяет обеспечить надежную изоляцию частиц серы от кислорода10 воздуха при расплавлении компонентовсмеси, так как по температуре плавлениявещества распределяются в ряд: канифоль- мочевина - сера. В начальный моментнагрева первой плавится канифоль и, обво 15 лакивая частицы мочевины, способствует ееравномерному распределению по поверхности частиц серы. Дальнейшее повышениетемпературы приводит к плавлению мочевины, чем завершается "капсулирование" час 20 тицы серы и надежное изолирование ужерасплавленной серы от кислорода воздуха,Детальное изучение ззаимного влияния ингредиентов состава на их поверхностныесвойства продолжаются в лаборатории,25 Таким образом, заявляемое изобретение выгодно отличается от известныхсредств взрывозащиты и прототипа высокой эффективности, доступностью сырья иудобством применения ао всех регионах30 страны, Использование карбамида для тушения серы очень актуально, т,к. в настоящее время применение его в сельскомхозяйстве в качестве удобрения резко сокращается.35 Применение заявляемого состава насерных рудниках позволит повысить безопасность и улучшить условия труда на серных рудниках, т, к, предотвращаетвоспламенение серы, локализует очаги вос 40 пламенения, обеспечивает надежное их тушение, что исключает образование вредныхгазов,Формула изобретенияСостав для тушения и предотвращения45 воспламенения серы, содержащий карбамид, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности действия состава, он дополнительно содержит канифольпри следующем соотношении компонентов.50 мас.Карбамид 97-99Канифоль 1 - 3. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Карбамид Кани оль аказ 21 ВНИИ П о ентное со е жание компонентов остэвитель Д.Даценкоехред М,Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5