Способ распознавания ранних стадий экзогенных пожаров

/О ИТЕТИТИЯМ ИЕ ИЗОБРЕТЕНУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ ИСАН Н АВТОР для каждои выработки. Контролируют содержание микроконцентраций окиси углерода в рудничной атмосфере. Измеряют скорость воздуха, т-ру и задымленность выработок. Регистрируют текущее время изменения контролируемых параметров. Перед сравнительным анализом определяют поперечные размеры выработки н время развития экзогенного пожара. Затем вычисляют ожидаемое значение окиси углерода. Сравнивают статистически массивы ожидаемых рассчитанных и фактических значений содежания окиси углерода и определяют наличие очага экзогенного пожара в выработке при их совпадении. Время развития экэогенного пожара отсчитывают с момента нарастания содержания окиси углерода со скоростью не менее 0,1 О отн. об. ед,/мин, а в гор"-6ных выработках с ленточными конвей ерами - не менее 0,2 10 отн.об,ед,/ /мин. 1 э.н. Ф-лы, 6 табл. о ития1-6 атем оге с с шаг пороговых значении содержанияСОЕК ( Д для распознаванияэкзогенного пожара в выработкрудованных ленточными конвейеформуле (1), а по Формуле (2)остальных выработках: очага х, об ми, по 0,756(1 ч з ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Нпо изоБРетениям и отнПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследователь"ский институт горноспасательного дела(56) Руководство по определению параметров подземного пожара и выбору эффективных средств его тушения.Донецк, ВНИИГД, 1985, с, 96.Кшистанек 3., Кивач Я. Алгоритмыраннего обнаружения подземных пожаров.-МесЬапгас 1 а 1аигоаасугас 1 аотпсСча, ПНР, 1982, т.20, 12 11,с 27-32.,(54) СП(2 СОН РАСПОЗНАВАНИЯ РАННИХ СТАДИЙ ЭКЗ(2 ГЕНН 11 Х 110 ЯАРОВ(5/) Изобретение относится к автома=тизации пожарной сигнализации .и м,б.использовано в угольной пром-сти.Цель - повышение достоверности распэнавания очага экзогенного пожара Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации и может быть использовано в угольной промышленности для распознавания экзогенных пожаров в ранней стадии их развития,Цель изобретения - повышение дос товерности распознавания очага экзогенного пожара для каждой выработки.Способ распознавания ранних стадий экэогенных пожаров включает следующие операции: замеряют скорость воздушной струи (ч ); поперечные размеры горной выработки и определяют площадь ее поперечного сечения (в),интервале времени раз ого пожара; например, одна минута вычисляют/1 Д,уК Щ = 0 24-Ь- Ь (С) (2)со ф 60 Гв ВэВКи Ь;Ьлгде Кс (С), К ,(Г) - пороговое содер;жанне окиси углерода в атмосфере вь 15работки при воспламенении резинотехнических иэделий и при воспламенениидеревянных элементов крепи соответственно 1 О отн.об.едй1051; 0,756; 0,24; 0,91 - эмпиричес-кие коэффициенты, имеющие размерносм об.%м об.%ти 3 --отнед,ощИфР азукг с кг . с15 отн. ед. соответственно;эмпирический безразмерный ко". эффициент, зависящий от массовой скорости выгорания материала 11, кг/с, и равный20 1,96 10 для И ( 0,001 кгс/с;2,О10для И ). 0,001 кг/с;25- горючая загрузка горной выработки деревом и резинотехническими изделиями,кг/м;- время выгорания на единице З 0поверхности выработки, мин,резина, д/зрево соответст".венно;- длина эоны горения в выра 35ботке на момент времени й,считая с момента возникновения пожара, м, дерево,резина соответственно;- время развития экзогенногопожара, мин;ч - скорость воздушной струив выработке, м/с;в - поперечное сечение горной2выработки м45Область применения зависимостей(1) и (2) ограничена ранней (начальной) стадией развития экзогенногопожара. Ранняя (начальная) стадИяразвития пожара характеризуется интервалом времени, считая с моментавозникновения очага пожара, в преде-,лах которого величина скорости распространения Фронта пламени удовлетворяет условию55ч (7) (О 7 члр,где ч - предельная скорость распропрстранения пожара по выработке, м/мин,Длительность времени свободногоразвития пожарадо начала сравнительного анализа, считая с момента нарастания окиси углерода со скоростью не менее 0,2 1 О отн.об.ед,/мин в выработках с ленточными конвейерами и не менее 0,1 10 отн. об.ед./мин - в остальных, для надежного процесса распознавания с помощью статистических критериев берут не менее 5-6 мин.После аналитического определения К О по Формулам (1) или (2) в том же интервале времени развития экзогенного пожара, начиная с момента нарастания содержания окиси углерода со скоростью не менее О, 2 10 отн. об. ед. / /мин (0,2 ррй/мин) в выработках с ленточными конвейерами и не менее 0,1 х 10 отн, об.ед./мин (0,1 рртп/мин) в остальных, замеряют Фактическое содержание окиси углерода в атмосфере контролируемой горной выработки и проверяют адекватность массива замерянных значений содержания СО массиву пороговых значений с помощью статистических критериев, Если адекватность устанавливают, то гипотезу о возиикновении очага экзогенного пожара принимают, в противном случае - . отвергают, т.е. зарегистрированные измерения содержания окиси углерода в атмосфере контролируемой выработки в этом случае являются продуктом нормального технологического процесса, например взрывных работ.11 р и м е р. Процесс распознавания пожара смоделирован в выработке со следующей горно-технической характеристикой: угол падения 15 град.1 форма сечения - арочная; длина 750 м; крепь - арочная металлическая с деревянной затяжкой; величина горючей за" грузки крепи (я ) 211 кг/м; длина периметра затянутой поверхности выработки (Р ) 9,3 м; время выгорания дед "Ф Фревянных элементов крепи () 50 мин; схема проветривания - сверху вниз.В выработке установлен ленточный конвейер типа КРУс резинотросовой.лентой типа РТЛОшириной 1,2 м. Величина горючей загрузки кон вейерной ленты (Рд ) 24 кг/м, а время выгорания ленты (Г д ) 20 мин.В момент нарастания содержания окиси углерода со скоростью не менее 0,2 ррах/мин (10 оты.об.ед./мин) производят отсчет времени с развития возможного очага экзогенного пожара в,воб веде 58 О 0,000658 об.Х б л и овые значения осфере вырабо а на ленточно содер и при конве ния СОаэвитиире впо Кси ( )мнн ф Я(с ) г/с 10,3607,1 45 хнюю и вычисляютобласти адений СО (лтной в матуле: После этого нижнюю границы измеренных зна Ксо по изве статистике фор К (1) + 4 8 оТ ватностипороговым со гуан значениетмосфере выработки в де К, (с) одержания С атическо 5 4585 выработке и замер содержания СОв атмосфере выработки через каждую минуту. Результаты замеров занесены в . табл.1.бВ том месте выработки, где произве-, ден отбор воздуха для анализана содержание СО, замеряют скорость воздушной струи ч, и размеры горной выработки, по которым определяют сечение а, с 1 О целью получения достоверных данных об объемном расходе воздуха. Так, для ч ф 2,0 м/с и в 9,3 м предельная скорость горения конвейерной ленты 4,65 м/мин, а деревянных элементов 1 б крепи - 1,3 м/мин.Первоначально сделано предположение о возникновении очага пожара на ленточном конвейере.Затем с интервалом 1 мин опреде ляют по шесть значений:длины эоны горения Ь(Г) на ленточном конвейере по известным Формулам: м (1)К(с) 0,102- 0,0 7+ 1,453;массовой скорости выгорания ленты30 8 лэ (с)Ь (в) кг/с60 экспериментального коэффициента сй1,96 1 О при Ю(Г) ( 0,001 кг/с;1,0 10 при И(7)0,001 кг/с;,(4)пороговых значений содержания СО ватмосфере выработкиО,М 651 -1 -- Ь 360 елвсРезультаты вычислений занесли втабл.1.Например, рассчитали по формулам(Вмомент времениразвития пожара,образующие соответственно верхнюю инижнюю границы области адекватностипоРоговым значениЯм Ко 1Р - критерий Фишера ,берется погтаблицам, приведенным в справочникахпо математической статистике), длярассматриваемого случая табличное(критическое) значение 1." = 5,19;Зо,-, - остаточное среднеквадратич-ное отклонение ожидаемых граничныхзначений содержания СО относительнопороговых, определяется по известнымиз математической статистики Форму" 1458596вычислилииКсо ( )гра а(7) 20 5,27 Ю - число анализируемых точекзамера шт. (прл анализе нараспознавание очага пожара наленточном конвейере 1)16)1К, - среднее значение пороговыхзначений, определяемое пофорчуле,-.)ультаты вычислений пз Формулам-: 6,5 об.ед а б л и ц а 3 значений развитии м конвейере Т аничных СО при ленточн"н.об,-)Ксо ( гр ц 10 отн.об.ед,о истечении та начала рост ростью, равнои или )10 отн.об.ед./и меренные данные (с ловие: 2 ) 6,23 7,3 ин, проверили и м, табл.З) на усн Ф грац с СО(С) ( Ксог 8,4 вК,(" =:6)р - 6,58 + 8 значение Ко (С)а и гран для момента времениТаблица 2Рас 1 етная таблица сти минут с момендержания СО со скоболее 0,2(10) Верхняя и нижняя границы области адекватности вычислялись по Формулам (б)-(8), только значения Я щ 10 и Г3,07, Процесс вычисления был сведен в расчетные табл. 5 и 6Таблица 5Расчетная таблица Результа ны в табл.4 числения по момента вре г ".к (с);- а 10 отн.оеде К со ,0отн.об.ед ми 14 9,3 0,009 м г 211 0 24-. --60 501 1,5 отн.об. Так как шесть замеров отвечали требованиям условия (9), то был сделан вывод о возникновении очага пожара на ленточном конвейере.Если бы даже один из шести замеров не отвечал требованиям условия (9), то было бы сделано предположение о возникновении очага пожара на деревянных элементах крепи, а первона чальное предположение о возгорании конвейерной ленты было бы отвергнуто. Для этого случая вычисляли с интервалом 1 мин шесть значений:длины зоны горения 1.на дере вянных элементах крепи по известной Формуле:(") -д - -1 1, 3(3 14 Г в 2 Р105), мпороговых значений содержания СО в атмосфере выработкис, у 1 о Я608 Ксо (Г) д( )сты вычислений были сведе"Например, выполнили выФормулам (10) и (11) для 30 мени с = 1 мин;10ТаблицПороговые значения содержанияСО я атмосфере выработки приразвитии пожара на деревянныхэлементах крепи 0,066 0,098 0,138 0,19 О 0,2541458596 2 Таблица 6Таблица граничных значений содержания СОпри развитии пожара на деревянных элементах крепи нК сь) (Г),щ, СО(с), замерен- К со (ь") гран э10 " отн.об.ед. ное,10отн.об.ед. 10отн.об,ед,мин 0 1,652 0,2 0 0,4 0,6 0 0 1,4 0,4 2,5 1,039 1,818 3,9 О 6,0 3,188 0,14- -, ьв(С) К сосГ где 51; О, 756; 0,241 0,911,768 1,935 2,168 2,4/9 2,886 3,400 4,039 4,818 6,88 В данном случае все 10 замеров содержания соответствовали условию (9), поэтому бып сделан вывод о возникновении очага пожара на деревянных эле- З 5 ментах крепи. Если бы условию (9) удовлетворяли менее девяти из десяти замеров, то причиной роста СО в атмосфере выработки в этом случае были бы технологические помехи, например 40 взрывные работы, заполнение транспортной цепочки разрыхленным углем ит.д. Формула изобретения 45 1. Способ распознавания ранних стадий экзогенных пожаров, включающий контроль содержания микроконцентраций окиси углерода в рудничной атмосфере, измерение скорости воздуха, температуры и задымленности выра- . боток, регистрацию текущего времени изменения контролируемых параметров, проведение сравнительного анализа фактического содержания окиси угле.рода и скорости его изменения относительно соответствующих значений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения достоверности распознавания очага экзогенного пожарадля каждой выработки, перед сравни"тельным анализом определяют поперечные размеры выработки и время разви"тия экзогенного пожара, а затем определяют ожидаемые значения содержанияокиси углерода по формулам:при воспламенении резинотехническихиэделий в выработке 0,7 У 6ь (ь)1" 60К в Ю аее а 25 а евтеева евееаеававвеСОСу з1 при воспламенении деревянных элементов крепи- эмпирические коэффициенты,имеющие размерностьм об./отн гэгово,ЮС 0,2 Юф" фкг сед. соИ) -пожара, м;скорость воздушной струи ввыработке, м/с; Составитель И.ФедяеваТехред М.Ходанич Корректор М.Самборская Редактор М.Петрова Заказ 343/39 Тираж 410 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ответственно;эмпирический безразмерныйкоэффициент, зависящий отмассовой скорости выгоранияматериала;горючая загрузка горной выработки, кг/м;время выгорания материала наединице поверхности выработки, мин;время развития экзогенногопожара, мин;длина зоны горения в выработке на момент времени С, считая с момента возникновения з - поперечное сечение выработкийюминдексы в и "л" относятся соот.-н5ветственно к загрузке выработки деревом и резинотехническими изделиями(лентой), затем статистически сравнивают массивы ожидаемых рассчитанных и,фактических значений содержания окисиуглерода и определяют наличие очагаэкзогенного пожара в выработке приих совпадении. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю -15 щ и й с я тем, что время развитияэкзогенного пожара отсчитывают с мо смента начала нарастания содержанияокиси углерода со скоростью не менееотн.об.ед.О, 1 О -- -- -"а в горных выра20 минботках с ленточными конвейерами - иеменее 0,2 О отн.об.ед./мин.