Способ определения тепловой депрессии экзогенного подземного пожара

СОЮЭ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) ( 4(51) Е 21 Р 5/О ИЗОБРЕТЕНИ ИОАН ЛЬСТВУ СИОМУ СВ К А оЧ о)(71) Всесоюзныйтельский инстит ее (е 25 юл. В 1А.М. Гущи о К научно т горн сслед пасат ального енныйиикраины епресс и, м; вения ожара, Сот иэ соот гд щей и очага пожа очага пожара .температу эмеренная ожара, С; очага пожара а температуГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Велик И.П и др, Уточн метод расчета тепловой депресс при пожарах в шахтах.-"Уголь У 1978 р ф Зр с. 44-45.2. Осипов С.Н. и др. Вентиляция шахт при подземных пожарах.М., "Недра", 1973, с. 69-70 (прототип) .(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ДЕПРЕССИИ ЭКЗОГЕННОГО ПОДЗЕМНОГО ПОЖАРА, заключающийся в определении температуры очага пожара и температуры воздуха в горной струе выработки до возникновения в ней пожара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, определения тепловой депрессии, дополнительно измеряют температуру газовоздушного потока перед очагом пожара в зоне догорания и расстояние от точки замера этой температуры до начала аварийной выработки, определяют температуру воздуха эа очагом пожара в зоне предварительного нагрева и расстояние от точки замера этой температуры до конца выработки, при этом тепловую депрессию определяют по формуле О 4 О) Кф. ее е (-екр(-К,ЬЦгде 1 к - величина тепловоймм вод.ст.- вертикальная высотботки, м,- длина горной выраб1 - температура воздухработке до возникнв ней пожара, 4 С;14 - температура очагаа величины К,и К, определяюношений- )( 1 2 4в- температура, измеренная 4 С(. - расстояние отдо места замерры 1 к м;12 - температура, иперед очагом прасстояние отдо места замерры Е, м.35 1 ь 15 щ )п т где Изобретение относится к способам определения тепловой депрессии при рудничных пожарах и может быть использовано в горнодобывающей промышленности. 5В практике ликвидации подземных пожаров вопросы управления вентиляцией имеют большое значение. Они направлены .на обеспечение безопасного вывода людей, застигнутых в 10 шахте аварией, и успешной .ликвидации ее. На выбор того или иного аварийного вентиляционного режима существенное влияние оказывает тепловая депрессия пожара, противодействие которой может привести к опрокидыванию вентиляционной струи, загазированию горных выработок продуктами горения или осложнить ликвидацию подземного пожара.Известен способ определения тепловой депрессии при пожарах в шахтах, заключающийся в там, что определяется температура пород (или вентиляционной струи) в выработке . 25 до возникновения в ней пожара находится вертикальная высота выработки г , определяется среднеинтегральная температура вентиляционной струи за очагом пожара 1 с, а затем величина тепловой депрессии 6. расчетным путем определяется по формуле А.Ф.Воропаева Для определения среднеинтегральной температуры выработка делится на отрезки, чтобы в каждом из них можно было кривую изменения температуры за очагом пожара аппроксимировать прямой линией. Для каждого такого отрезка рассчитывается величина тепловой депрессии, а общая ее величина представляется в виде суммы всех составляющих.Путем ряда преобразований из уравнения (1) получают формулу для подсчета тепловой депрессии в вертикальной выработке50- длина отрезка, на которые разделяется выработ.55ка, м;- количество отрезковразбиения выработки; Ти Т- температуры пород иструи по шкале Кельвина.Затем рассчитываются значения тепловой депрессии пожара для вертикальной выработки площадью сечения 10 м при скорости с.оуи воздуха 3 м/с и наносятся на график. При этом расчет величины тепловой депрессии пожара для произвольных выработок осуществляется по формуле где К, К 5, К и К - поправочные коэффициенты, учитывающие фактические значения скорости движения вентиляционной струи, сечения выработки, угла наклона и температуры воздуха в параллельных выработках, Коэффициенты выбираются из графиков 11.Однако при этом способе определения тепловой депрессии пожара используется максимальное значение температуры очага пожара. Кроме того. он дает значительную погрешность при определении величины тепловой депрессии за счет аппроксимации температурной кривой за очагом горения.Следствием этого является то, что способ может быть использован для выбора аварийного режима проветривания при составлении планов ликвидации аварий и является неприемлемым для оперативного управления вентиляцией в ходе ликвидации подземных пожаров.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения тепловой депрессии экзо 1генного подземного пожара 2, согласно которому определяют температу" ру очага пожара в горной выработке и в поступающей в нее вентиляционной струе, а затем по этим данным определяют тепловую депрессию по формуле где 2 - вертикальная высота выработки, м; 1 = температура пара (воздуха) в выработке до воз1 - расстояние от очага пожара до места. замератемпературы , м.На Фиг. 1 показана схема аварийной горной выработки и график распределения температурного поля; на фиг2 - то же, при ведении работ по тушению пожара.Горную выработку длиной 1., в которой определяется тепловая депрессия, разбивают на несколько частей (фиг. 1), при этом пункты 1 и 2 места измерения температуры воздуха, пункт Э - место возникновения пожара. Каждой части выработки соответствует свой профиль температур.Длины частей выработки,1, и 1. измеряются. Длина 1., определяется по Формуле расчетным путемгде Чо - скорость движения очагапожара, м/ч;- время развития пожара, ч.Величина Ч определяется по Формулам.Длина части выработки 1. рассчитывается по формулеВ пунктах 1 и 2 пожарной выработки производят измерение температур и 1,причем значение темпеатуры 2 измеряет я со стороны свежей струи, а 1, - со стороны исходящей. Выбор мест для определения температур 1 и 1 осуществля - ется таким образом, чтобы эти температуры были не ниже 40 С.Фактическое значение температуры очага определяется следующим образом.Определяют температуру воздуха о и концентрацию кислорода С в вентиляционной струе, поступающей в пожарную выработку, концентрацию кислорода С в струе, исходящей из очага пожара, затем температура очага рассчитывается по формулеоч=о+ 221 Фо-СКарактер изменения температурного поля перед очагом пожара по данным исследований представляет собой зеркальное отражение поля за очагом пожара.Это имеет важное значение для определения Фактического значения величины тепловой д прессии пожара,11 так как часть ее формируется передочагом горения,Затем определяют тепловую депрес 5 сию по формуле,Приведенная формула для определения тепловой депрессии основывается на установленном экспериментальным путем законе изменения температуры в пожарной выработке и включает исходные данные, определяемые эмпирическим путем В частности, расстоя -ние , между пунктом возникновенияпожара и местом замера температурыопределяется на основе эмпирическойсвязи между скоростью движения очага пожара Ч и скоростью воздухав выработке.Повышение достоверности определения величины тепловой депрессии спомощью предлагаемого способа достигается за счет того, что определяется фактическое значение температуры очага пожара в выработке на моментопределения тепловой депрессии, ане максимально возможное значение ееучитывается формирование тепловойдепрессии в выработке перед очагомпожара; уточняется характер распре 30 деления температур в выработке, поскольку определяются Фактическиезначения температуры в очаге ножара и в двух пунктах пожарной выработки, тогда как при известном споЗ 5 собе характер изменения температурыза очагом пожара определяется наоснове использования коэффициентаконвективной теплоотдачи, полученного путем моделирования пожаров и40 являющегося среднестатической величиной с тем или иным отклонениемот Фактических значений в реальныхгорных выработкахПредлагаемый способ определения45 тепловой депрессии пожара можетиметь и другие варианты осуществления.Так, при ведении работ по активному тушению пожара, осуществляе 50 мому, как правило, со стороны свежей струи, часть выработки охлаждается, и температурное поле в нейимеет вид, изображенный на фиг. 2.Величина 1 в этом случае может5 определяться двумя способами: либопутем прямых измерении в зоне высо,нх температур с помощью специальных приборов и приспособлений, ларбоИсходные данные: вертикальная высота выработки 7 = 120 м; угол наклона Ы= 60; сечение 5 = 1,8 м.Данные, полученные в результате разведки ВГСЧ, следующие: концентрация кислорода на исходящей С = - 13,2 Х, температура поступающего в лаву воздуха 1 = 25 С; концентрация кислорода в поступающей С =20,57; расстояние Ь 4= 10 м; температура 1= 45 С; расход воздуха в лаве 6 = 10 мз /мин; расстояние10 м; ,= 5 м, температура- 220 С.. Длина лавы равна 1.= - ;- - =141 м.5 ю е 6Фактическое значение температуры в очаге горения определяют по формуле (9) ,= 622 С. 30 расчетным путем. В обоих случаяхопределение тепловой депрессии производится описанным способом, однаково втором случае дополнительно определяется величина 12 по формуле 5И -2 ю (+оц о) - . (о)Исходные данные, входящие в формулу (10), определяются указанным 10, образом,П. р и м е р.На шахте им.ГаевогоНО "Артемуголь" в лаве участка В 42возник пожар. Для того, чтобы продукты горения не попали в другие Чвыработки и не загазировали их,возникла необходимость реверсироватьвентиляционную струю.Учитывая противодействие тепловойдепрессии пожара, встал вопрос об 2 Оопределении ее величины в лаве. Определяют скорость движения очага пожара по формуле,ЧЧф(ч )Е,О 444+О,ООЭгде Ч - скорость движения газовоздушного потока,Значение Ч= - = 5,5 м/мин =6= 0,09 м/с.Тогда Мд 8, 1 м/ч.После возникновения пожара, проведения разведки и перехода к актив"ному тушению прошло 2 ч. За это время очаг пожара прошел расстояниеЧ 3 = 6,2Тогда расстояние 1.2= 6,2 м.Расстояние 1, = 110 м.Рассчитывают соотношения К и К:,К = 0,009, К= О, 12.Затем с использованием полученныхданных определяем величину тепловойдепрессии пожара 11 = 91,5 мм вод.с 1,Величина тепловой депрессии наслучай возникновения пожара в лаве,заложенная в план ликвидации аварии в соответствии с известным способом на этой шахте составляет117 мм вод.ст.Относительная погружность определения тепловой депрессии по предлагаемому способу по сравнению с известным составляет 283.Повышение достоверности определения тепловой депрессии пожарапозволяет повысить надежность правильного.выбрра аварийного вентиляционного режима и, соответственно,обеспечить большую безопасность иэффективность ведения горноспасательных работ.49029 1,с греда аказ 1845/23 Тираж 446 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушсПодпис нССР тет ткрыти ая наб Проектная тент Филиал ППП Ужгоро Составитель И. Федяеваедактор О. Юрковецкая ТехредМ.Надь Корректор Н. Король