ДонНТУ · Портал магистров ДонНТУ UKR · ENG

Реферат по теме выпускной работы


Цели и задачи магистерской работы

Цель работы – выполнение инженерного анализа состояния противопожарной защиты поверхностного комплекса шахты имени М. И. Калинина ГП ДУЭК и на основе этого разработка научно-обоснованных мероприятий по её совершенствованию.

Для успешного выполнения данной работы, необходимо: дать оценку существующим средствам противопожарной защиты поверхностного комплекса, которые используются на шахте им. М. И. Калинина; оценить целесообразность их использования; проанализировать возможность применения на шахте современных, существующих в настоящее время, средств противопожарной защиты.

1. Актуальность работы

Анализ аварийности на угольных шахтах показывает, что состояние противопожарной защиты на подавляющем большинстве шахт Украины неадекватно их пожарной опасности. Пожары на поверхностном комплексе происходят в помещениях мастерских, гаражах, складах материалов и оборудования, зданиях АБК. Основными причинами возникновения пожаров являются небрежное обращение с огнём и неправильное использование оборудования [1].

Башенные копры являются одними из наиболее пожароопасных объектов поверхностного комплекса угольных шахт. На этих объектах происходит от 3 до 5 пожаров в год, которые приводят к значительным материальным ущербам. Пожары, возникшие на башенных копрах, создают угрозу распространения пламени и продуктов горения по всей шахте, поскольку башенные копры расположены над скиповыми и воздухоподающими стволами [2].

В случае несвоевременного применения средств пожаротушения пожары могут охватить большую часть башенного копра и угрожать выходом в соседние помещения и строения.

2. Научная новизна

В настоящее время на шахтах Украины в качестве основного огнетушащего вещества применяется вода. Вода представляет собой эффективное средство в борьбе с пожарами, это еще и самое дешевое, да и к тому же доступное средство. Кроме всего прочего, вода обладает целым рядом достоинств: высокая удельная теплоемкость, химическая инертность, охлаждающие свойства. Однако наряду с этим вода имеет ряд недостатков. Это и высокое поверхностное натяжение, и ограниченный рабочий диапазон температур, невозможность тушения нефтепродуктов, некоторых химических веществ и электрооборудования и др. В связи с этим, для противопожарной защиты поверхностного комплекса ш. им. М. И. Калинина, предложено использование, как водяных, так и порошковых автоматических систем пожаротушения.


3. Краткое изложение результатов магистерской работы

3.1. Краткая характеристика шахты

Поле шахты имени М. И. Калинина расположено в юго-восточной части южного крыла Кальмиус-Торецкой котловины Донецко-Макеевского угленосного района и располагается в северо-восточной части города Донецка. В административном делении проектируемый горный отвод шахты расположен в Калининском, Киевском и Ворошиловском районах города Донецка и Червоногвардейском районе города Макеевка Донецкой области. Размеры шахтного поля по простиранию – 8,0 км, по падению – 4,5 км.

Шахта разрабатывала пласты h10, h8, h7 – Смоляниновский свиты и пласты k5, k²5, k²2 – Каменской свиты. В настоящее время разрабатывается пласт h10, мощностью 1,2–1,3м. Угольный пласт особо опасен по внезапным выбросам угля и газа, опасен по взрыву угольной пыли и суфлярным выделениям метана, не склонен к самовозгоранию. Шахтное поле вскрыто пятью вертикальными стволами, из которых три клетьевых и один скиповой пройдены на центральной промплощадке шахты, и один вентиляционный расположен на фланге.

Проветривание шахты осуществляется по комбинированной схеме двумя вентиляторами главного проветривания всасывающим способом. Каждая главная вентиляционная установка состоит из однотипных центробежных вентиляторов, один из которых рабочий, а второй – резервный, с одинаковыми параметрами технической характеристики. У скипового ствола установлен вентилятор главного проветривания ВЦ-5. На восточном вентиляционном стволе установлен вентилятор главного проветривания ВЦД-47У. Подготовительные выработки проветриваются с помощью вентиляторов местного проветривания [3].


3.2. Общая часть

Технические средства противопожарной защиты

Пожар – это грозный враг, который несёт не только колоссальный урон, но и может стать серьёзной угрозой человеческой жизни. Чтобы выйти победителем в этой схватке, необходимо соблюдать правила пожарной безопасности и своевременно уметь использовать средства противопожарной защиты.

Существуют первичные и технические средства пожаротушения [4].

К первичным средствам пожаротушения относятся: лом, багор, топор, лопата, вёдра, огнетушители, ёмкости для песка и воды, пожарные краны. Весь пожарный инвентарь находится на специальных пожарных щитах и используется только в случае возникновения пожара (pис. 1).



Рисунок 1

Рисунок 1 – Пожарный щит


Огнетушители имеют кратковременное действие, поэтому используются на начальной стадии возникновения пожара. В зависимости от класса пожара огнетушители бывают: водные, воздушно-пенные, углекислотные и порошковые. Для оперативного использования при возникновении пожара, огнетушители устанавливаются в заметных и легкодоступных местах. Пример водяного и порошкового огнетушителей, применяемых на ш. им. М. И. Калинина представлен на рисунке 2.


Рисунок 2

Рисунок 2 – Водяной (ОВШ-9з) и порошковый (ОП-8) огнетушители


Технические средства противопожарной защиты – это системы автоматического обнаружения и тушения пожара, дымоудаления, оповещения, противопожарного водоснабжения, а также другие технические средства, предназначенные для защиты людей и материальных ценностей от пожара:

– установки пожаротушения автоматические – установки, автоматически осуществляющие обнаружение и тушение очага пожара независимо от внешних источников питания и систем управления, и, одновременно, выполняющие функции оповещения о пожаре или срабатывании автономной установки пожаротушения (приборы приемно-контрольные и управления, узлы управления, оросители, модули пожаротушения, генераторы огнетушащего аэрозоля, сигнализаторы потока жидкости, сигнализаторы давления, батареи пожаротушения и др.). Пример автоматической установки пожаротушения представлен на рисунке 3;


Рисунок 3

Рисунок 3 – Автоматическая установка пожаротушения (Анимация: 21 кадр, 121 Кбайт, 5 циклов)


– система пожарной сигнализации – совокупность совместно действующих технических средств, предназначенных для обнаружения факторов пожара, сбора, обработки, регистрации, формирования и передачи в заданном виде сигналов о пожаре и другой информации, а также, при необходимости, выдачи сигналов на устройство управления техническими средствами противопожарной защиты, технологическим, электротехническим и другим оборудованием (приборы приемно-контрольные и управления пожарные, промежуточные модули, выносные панели, извещатели пожарные и др.);

– системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией – комплекс инженерно-технических средств и организационных мероприятий, предназначенный для организации управления эвакуацией людей при пожаре и непосредственно управления процессом эвакуации (речевые, звуковые, световые и комбинированные оповещатели, усилительная, звукозаписывающая и коммутационная аппаратура, световые указатели направления эвакуации и др.);

– системы передачи извещений о чрезвычайных ситуациях – совокупность совместно действующих технических средств, предназначенных для передачи по каналам связи и приема в пункте, где установлен пульт централизованного наблюдения, извещений о пожаре, служебных и контрольно–диагностических извещений, а также (при наличии обратного канала) для передачи и приема команд управления;

– огнетушащее вещество – вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения (вода, пенообразователи, порошки, газы и их смеси, аэрозоли и др.);

– противопожарное водоснабжение – совокупность инженерно-технических средств и сооружений, обеспечивающих подачу воды для тушения пожара (наружное противопожарное водоснабжение, внутреннее противопожарное водоснабжение);

– огнезащита  – снижение пожарной опасности материалов и конструкций путем специальной обработки или нанесения покрытия (слоя);

– пожарно-техническое вооружение, пожарное оборудование, пожарные спасательные устройства, ручной пожарный инструмент, средства индивидуальной защиты пожарных, самоспасатели;

–   огнетушители;

– противодымная защита здания – система объемно–планировочных, конструктивных решений зданий и инженерных устройств, предназначенных для предотвращения задымления защищенных эвакуационных путей и ограничения распространения продуктов горения при пожаре (люки дымоудаления и системы приводов; клапаны дымоудаления, вентиляторы для противодымной защиты, дымонепроницаемая дверь, тамбур-шлюз, незадымляемые лестничные клетки и др.);

– противопожарная преграда – предназначена для предотвращения распространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного отсека в другие помещения (противопожарные стены, противопожарные перегородки, противопожарные перекрытия, противопожарные пояса);

– противопожарные клапаны – устройство, автоматически перекрывающее при пожаре проем, канал или трубопровод в противопожарной преграде и препятствующее распространению огня и дыма в течение нормируемого времени;

– пожарная техника и др.

Огнетушащие вещества

Для ликвидации пожара необходимо прекратить доступ окислителя (кислорода воздуха) или горючего вещества в зону горения, снизить их поступление до величин, при которых горение не может происходить; охладить зону горения ниже температуры самовоспламенения или понизить температуру горящего вещества ниже температуры воспламенения; разбавить горючие вещества негорючими веществами.

Основные огнетушащие вещества – вода в жидком и парообразном состоянии, химическая и воздушно-механическая пена, водные растворы солей, инертные газы, галоидированные огнетушащие составы и сухие огнетушащие порошки.

Наиболее распространенным средством тушения пожаров является вода.

Вода используется в виде компактных или распыленных струй, в тонкораспыленном состоянии (с размером капель 10 мкм) и со смачивателями. В виде компактных и распыленных струй из лафетных и ручных пожарных стволов вода применяется для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов (круглых и пиленых материалов и изделий из древесины), тяжелых нефтепродуктов, для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Тонкораспыленной водой эффективно тушатся твердые вещества и материалы, горючие и даже легковоспламеняющиеся жидкости. При этом снижается расход воды, минимально увлажняются и портятся материалы, снижается температура в горящем помещении и осаждается дым.

Для тушения веществ, плохо смачивающихся водой (например, хлопка, торфа), в воду для уменьшения ее поверхностного натяжения вводят специальные смачиватели.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м³ и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода.

Пена представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки жидкости. Растекаясь по поверхности горящей жидкости, пена изолирует ее от пламени, вследствие чего прекращается поступление паров в зону горения. В связи с тем, что в пене содержится вода, происходит некоторое охлаждение поверхности жидкости.

Применяют два вида пены: химическую и воздушно-механическую. Химическую пену получают при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии специальных веществ – пенообразователей, при этом образуется углекислый газ. Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости. Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха, воды и пенообразователя. Пену используют для тушения легковоспламеняющихся жидкостей.

Инертные газы, главным образом углекислота и азот, понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Их целесообразно использовать в тех случаях, когда применение воды может вызвать взрыв, распространение горения, повреждение аппаратуры и приборов и уникальных ценностей (в музеях и др.). Они плохо тушат вещества, способные тлеть (дерево, бумагу), и не тушат волокнистые материалы (хлопок, ткани и др.).

Углекислота – незаменимое средство для быстрого тушения небольших очагов пожара, а также вследствие своей неэлектропроводности для тушения загоревшихся электродвигателей и других электротехнических установок.

Порошковые составы применяют для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, сжиженных газов и др. Огнегасящее действие их основано на изоляции горящего материала от доступа кислорода воздуха или изоляции паров или газов от зоны горения. Отрицательным свойством таких порошков является то, что они не охлаждают горящие вещества и те могут повторно воспламеняться от нагретых конструкций. Применение порошковых составов ограничено ввиду их сравнительно небольшой огнетушащей эффективности, кроме того, при хранении они слеживаются [5].

Выводы

В ходе выполнения магистерской работы, был проведен анализ состояния противопожарной защиты поверхностного комплекса шахты им. М. И. Калинина ГП ДУЭК. На его основе этого были выданы рекомендации и разработаны мероприятия по её совершенствованию.


Список используемой литературы

  1. Анализ аварий и горноспасательных работ на предприятиях, обслуживаемых ГВГСС в угольной промышленности Украины за 2010 год. – Донецк, 2011. – 76 с.

  2. Дикенштейн И. Ф., Яковлева Н. С., Король А. А., Диденко А. А. НИИ горноспасательного дела и пожарной безопасности Респиратор Автоматическая противопожарная защита башенных копров.

  3. Шахта им. М. И. Калинина. Электронный ресурс. – Режим доступа: http://goo.gl/mtjirc .

  4. НАПБ 01.009-2004 Правила пожарной безопасности для предприятий угольной промышленности Украины.

  5. Огнетушащие вещества и средства для тушения пожаров. Электронный ресурс. – Режим доступа: http://goo.gl/6H7z7g .

  6. Булгаков Ю. Ф. Тушение пожаров в угольных шахтах. – Донецк: НИИГД, 2001. – 280 с.

  7. Инструкция по разработке проекта противопожарной защиты угольной шахты. Донецк: Минуглепром СССР, – 1978. – 49 с.

  8. ТКП 45-2.02-242-2011 (02250) Ограничение распространения пожара. Противопожарная защита населенных пунктов и территорий предприятий. Строительные нормы проектирования.