Пимачова А.Г. "Захист гірничих виробіток, обладнаних стрічковими конвейорами, від винекнення в них екзогених пожарів" Дисертація

Пимачова Алла Григорівна

Факультет: "Геотехнологій та управління виробництвом"
Спеціальність: "Охорона праці в гірництві"
Тема магістерської дисертації: "Захист гірничих виробіток, обладнаних стрічковими конвейорами, від винекнення в них екзогених пожарів"
Керівник: доктор технічних наук, професор, завідуючий кафедрою Охорони праці, декан горного факультету Булгаков Ю. Ф..

Біографія Результати пошуку Зсилки Індивідуальне завдання Бібліотека

ДонНТУ Магістратура ДонНТУ Пошукова система ДонНТУ

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МАГІСТЕРСЬКОЇ РОБОТИ.

Актуальність теми:

Розробка протипожежного захисту вироблень, обладнаних стрічковими конвейорами, є актуальною науково – технічною проблемою. Ці вироблення мають високе пожежне завантаження (горюча конвейорна стрічка, дерев'яні елементи кріпленнь, мінеральні масла в гідромуфтах і редукторах, електричні кабелі). За статистикою кожна п'ята екзогенна пожежа доводиться на стрічкові конвейори. Підземні пожежі в гірничих виробленнях із стрічковими конвейорами є самими небезпечними, оскільки мають високу швидкість розповсюдження по шахті, що приводить до порушення технологічного процесу вуглевидобування і великим економічним зашкодченням. Із загальної кількості підземних пожеж за 10 років на стрічкових конвейорах, тільки близько 20% були згашені в початковій стадії, а інші одержали розвиток і спричинили за собою важкі наслідки, включаючи загибель людей.

Мета і задачі дослідження:

Проаналізувати чинники виникнення і розвитку екзогенних пожеж на вугільних шахтах України. Обгрунтовування вживання в умовах шахти "Красноліманська" установок УВПК на приводних станціях стрічкових конвейорів.

Ідея роботи:
Заключається в підвищенні ефективності роботи установок водяної пожежогасінні за рахунок науково обгрунтованого вибору найдоцільнішої геометрії факела і раціональних режимів розпилювання води в гірничих виробленнях.

Наукова новизна:

По даним дослідженням НІІГД і інституту ім. Академіка СкочинськогоА.А. чинниками виникнення екзогенних пожеж є:

Коротке замикання в електричних мережах (41,2%).
Тертя (пробуксування) конвейорних стрічок (31,6%).
Порушення [1], зокрема:
- При веденні буропідривних робіт (4,6%),
- при веденні очисних робіт (4,1%),
- від невстановлених причин (10,7).
Тертя в машинах і механізмах (7,8%).

За статистичними даними НІІГД ім. Ськочинського найпоширенішими місцями виникнення пожеж є:

Похилі гірничі вироблення, обладнані стрічковими конвейорами (33,9%).
Похилі гірничі вироблення, без стрічкових конвейорів (7,4%).
Горизонтальні вироблення, обладнані стрічковими конвейорами (17,7%) .
Горизонтальні вироблення, без стрічкових конвейорів (16,2%).
Підземні камери, електричні підстанції (9,6%).
Об'єкти на поверхні шахти (8,9%).
Тупикові гірничі вироблення (6,3%).

Частка збитку від підземних пожеж у вугільній промисловості України досягла 27% від загального об'єму аварій і стала домінуючою серед всіх видів збитку від аварій на шахтах. [2]
Таким чином, на підставі цих даних можна зробити висновки про те, що самими небезпечними в пожежному відношенні є гірські вироблення, обладнані стрічковими конвейорами. Ці вироблення мають високе пожежне завантаження (горюча конвейорна стрічка, дерев'яні елементи кріплення, мінеральні масла в гідромуфтах і редукторах, електричні кабелю). Так, в 1995 – 1999 р. на шахтах СНД відбулося більше 50 пожеж на стрічкових конвейорах, з них на шахтах України – 23 пожежі. При цьому на стрічкових конвейорах виникло в районі приводних станцій, не дивлячись на те, що тут зосереджені основні засоби контролю роботи приводних двигунів і автоматичні засоби пожежогасінні .[6]

Статистика показує, що тільки 18% всіх пожеж були згашені в початковій стадії розвитку, а інші спричинили за собою важкі наслідки, включаючи загибель людей (пожежі на шахтах "Південно-Донбаська"№1 ПО "Донецьквугілля", "Суходольска-східна " ПО "Краснодонвугілля", ім. Г.Дімітрова ПО "Красноармійськуголь"). Статистика свідчить про те, що недивлячись на зниження видобутку вугілля, кількість екзогенних пожеж не зменшується. Щорічно в Україні походять від 50 до 80 підземних пожеж екзогенного походження, які завдають економічного збитку вугільним підприємствам Мінпаленерго у розмірі 20…40 млн. грн. в рік. При цьому з технологічного ланцюга шахти на довгий час виводяться гірничі вироблення, що містять дороге устаткування і підготовлені до виїмки запаси вугілля. Цим обумовлена необхідність узагальнення вітчизняного і зарубіжного досвіду, накопиченого в області створення технічних засобів і способів пожежогасінні, його критичного аналізу з позицій сучасних вимог охорони праці, чинних нормативно-технічних актів, з урахуванням новітніх технологій, для того, щоб виявити прогресивні тенденції, розвиваючи і удосконалюючи які можна істотно підвищити ефективність гасіння підземних пожеж. Одна з причин різкого збільшення пожеж на стрічкових конвейорах останніми роками – низький рівень технічного обслуговування конвейорів, недостатня надійність протипожежної безпеки.[3]

Практичне значення і реалізація одержаних результатів:

У даний час на більшості шахт України для доставки вугілля до околоствольного двору все частіше застосовуються стрічкові конвейори. З часом кількість шахт, використовуючих конвейорну доставку, збільшуватиметься.
Тим часом, упровадження стрічкових конвейєрів різко підвищує пожежне завантаження гірничих вироблень і відповідно зростає вірогідність виникнення пожежі в ГВ.

Як показує статистика на стаціонарних стрічкових конвейорах в похилих стовбурах, ухилах і бремсбергах виникло переважне число пожеж – 83%. Висока пожежна небезпека стаціонарних стрічкових конвейорів в основному обумовлена великими навантаженнями на них, підвищеною швидкістю руху стрічки, широким вживанням резінотросових стрічок, тривалою роботою при недотриманні умов експлуатації і недостатній пожежній профілактиці.[8]

Найчастіше пожежі виникали на приводних станціях конвейорів. Причинами тому були тертя стрічки та барабану (24%), нагрівання горючої рідини в гідропередачах при роботі в режимах прослизання унаслідок перевантажень і при несправному тепловому захисті або її відсутності (23%), несправність редуктора і гальмівної системи конвейєра (8%), коротке замикання в обмотках електродвигуна і кабелю, що підводить (3%).[5]

Серед автоматичних засобів боротьби з підземними пожежами, що виникають на приводних станціях конвейорів, переважне поширення набула установка водяної пожежогасінні УВПК. Установка УВПК серійно випускається в Україні в трьох виконаннях і здатна захистити приводні секції всіх типорозмірів стрічкових конвейорів.

Малюнок1 – Установка автоматичного пожежогасіння УВПК
На шахті " Красноліманська " на кожній приводній головці стрічкового конвейора знаходиться установка УВПК, оскільки її найбільш доцільно застосовувати для гасіння пожеж на приводних секціях різних типів стрічкових конвейорів з одним або двома провідними барабанами методом створення водяної завіси, утвореної факелом розбризканої води, що поступає із зрошувача.

При виникненні пожежі і підвищенні температури навколишнього повітря на величину, що перевищує поріг спрацьовування по перепаду температур, пожежник спрацьовує і подає звуковий електричний сигнал на пусковий пристрій, унаслідок чого подається напруга на нагрівач. При цьому нитка плавиться, висувається шток пускового пристрою трубопроводу і по розподільному трубопроводу діаметром 50 мм вода подається до зрошувачів. Водяні факели, що утворюються при цьому, розбризкують воду і гасять пожежу.

Необхідно відзначити, що на приводних барабанах виникає 24% пожеж. Ці пожежі повинні було згаситися автоматичними установками за умови їх високої надійності і ефективності. Як випливає з інформаційних матеріалів, що є в НІІГД, про виникнення і ліквідацію підземних аварій у вугільних шахтах, у багатьох випадках установки УВПК свої функції не виконували через незадовільний стан. Оскільки в автоматичних УВПК міститься велика кількість електроніки, яка викликає хворий інтерес і приводить до розкрадання дорогих вузлів, унаслідок чого вона втрачає працездатність і не виконує покладені на неї функції.

І тому вугільна промисловість вимушена переходити не до прогресивних методів пожежогасінні, а до регресивних, тобто до системи гідромеханічного запуску УВПК. При постійній присутності обслуговуючого персоналу і виникнення нештатної ситуації установку УВПК можна запустити гідромеханічним способом, що знижує вірогідність подальшого розповсюдження виниклої пожежі.[9][7][4]

Загальні методи досліджень:

Під час розробки теоретичних, проведених з метою встановлення залежностей, що визначають основні параметри стаціонарних установок водяної пожежогасінні, а також з метою оцінки ефективності роботи установок будуть використані методи математичної статистики, теорії планування експерименту, моделювання, математичного аналізу, класичної фізики, гідромеханіки, аеродинаміки, теоретичної механіки.

Публікації.

Про тему дисертації опубліковано 11 статі.

Висновок.

У аналітичній формі встановлені закономірності заповнення рідиною східчастого трубопроводу з нерівномірною перфорацією і зміни швидкості потоку в такому трубопроводі від початкової до сталої, які виявляються при включенні в роботу установок водяної пожежогасінні. Автором на підставі проведених досліджень сформулювали рекомендації по режимах розпилювання води при гасінні підземних пожеж.

Практична цінність одержаних результатів полягає в тому, що вони встановлені в основу методу розрахунку основних параметрів установок водяної пожежогасінні для вугільних шахт і рекомендацій по підвищення ефективності роботи цих установок. Практичне використовування методу і рекомендацій дозволить вести розробку нових установок і модернізацію існуючих, які зможуть забезпечити ефективний пожежний захист гірничих вироблень великого перетину і багатоприводних стрічкових конвейорів без реконструкції існуючих шахтних пожежно-зрошувальних трубопроводів.

Список використаної літератури.

А. С. 1268741 (СРСР). Спосіб локалізації вибухів газів при гасінні підземних пожеж в тупикових гірничих виробленнях / Булгаков Ю. Ф., Козлюк А.И., Чарков В.П., Шецер Г М., Сергєєв В. С.— Опубл. в., 198 Б. И р., №41.
Булгаков Ю.Ф. Технічний рівень сучасних засобів та способів гасіння пожеж в шахтах // Вугілля України.-1999.-№ 12.-С.57-62
Булгаков Ю.Ф. Підвищення ефективності шахтних мобільних засобів пожежогасінні // Вугілля України. - 1998. -№ 10.- З. 53-55
Пожежна безпека гірських вироблень, обладнаних стрічковими конвейєрами / Чумак А.С., Булгаков Ю.Ф. // Справа рятувальника: Сб. науч. тр. /НИИГД.- Донецьк, 1996.- С.З-6
Основні принципи системного підходу до забезпечення безпеки і ефективності гасіння екзогенних пожеж у вугільних шахтах/ Ю.Ф. Булгаков //Справа рятувальника: Сб. науч. тр./ НІІГД.- Донецьк, 1998.-з. 36-40.
Вимоги до шахтних автоматичних установок і систем пожаротушения/ Ю.Ф. Булгаков // Справа рятувальника: Сб.науч. тр. НІІГД.- Донецьк, 1998.-з. 46-51
Ю.Ф. Булгаков. Способи і засоби гасіння екзогенних пожеж у вугільних шахтах України. - Праці наукового симпозіуму «Тиждень гірника -2002» Москва, МГГУ, 2004р. - С.47-51.
Булгаков Ю.Ф. Розробка способів і засобів порошково-пінного гасіння складних підземних пожеж. Автореф. докт. діссеретациі. Донецьк.-2000р.-39с

Розробка протипожежного захисту вироблень, обладнаних стрічковими конвейорами, є актуальною науково – технічною проблемою