| RUS | ENG || ДонНТУ || Порталмагістрів ДонНТУ |
1. Мета і завданння магістерської роботи
Короткий огляд магістерської роботи
3. Методики випробування конвеєрних стрічок
3.1. Методика визначення займистості конвеєрних стрічок при терті на барабані
3.2. Методика випробування конвеєрних стрічок на горючість по методу визначеннякисневого індексу
3.3. Методика випробування конвеєрних стрічок на горючість в полум'ї спиртового пальника
3.4. Методики випробувань на горючість конвеєрних стрічок в модельних (лабораторних) штольнях
4. Передбачувана наукова новизна
Метою магістерської роботи є оцінити ступінь горючості конвеєрних стрічок, що застосовуються на шахті ім. А.Ф. Засядька. Дати рекомендації щодо застосуваннябільш дешевих, але менш горючих стрічок.
Вугільні шахти України характеризуються складними гірничо-геологічними умовами видобутку вугілля, незважаючи на вжиті заходи з удосконалення технологій розробки, галузь залишається однією з найнебезпечніших з виникненняпозаштатних ситуацій. Особливу небезпеку становлять підземні пожежі.Незадовільний стан пожежної безпеки, використання в підземних умовахсинтетичних матеріалів, мінеральних мастил, гумових і прогумотканевих деталейобладнання тощо, які в поєднанні з вугіллям і метаном створюють небезпечнугорючу середу.
Найбільш часто причиною підземних пожеж стає загоряння конвеєрних стрічок, зокрема, використання в підземних умовах стрічок загальнопромислового призначення. Небезпеку становлять продукти горіння, що містять отруйні речовини, як призводить до отруєння робітників. Тому, всі конвеєрні стрічки, які використовуються в підземних умовах, необхідно перевіряти на пожежну стійкість.
У шахтах допускаються до застосування трудносгоаемие конвеєрні стрічки, які повинні відповідати низці норм безпеки:
— не повинно відбуватися займання тканинних стрічок при терті на барабані випробувальної установки. При цьому в момент руйнування стрічки температура поверхні барабана повинна бути не більше 500 ° С. (Для стрічок на полівінілхлоридної основі — не більше 325 ° С.);
— не должно происходить воспламенение тканевых лент при трении на барабане испытательной установки. При этом в момент разрушения ленты температура поверхности барабана должна быть не более 500 °С. (Для лент на поливинилхлоридной основе — не более 325 °С.);
— кисневий індекс повинен бути не менше 30%;
— після винесення зразка з полум'я малопотужного джерела тепла (спиртового пальника) час самозатухання повинно бути не більше:
одного зразка з обкладками — 5 с;
одного зразка без обкладок — 15 с;
сумарне шести зразків з обкладками — 18 с;
сумарне шести зразків без обкладок — 45 с,
ця вимога відноситься тільки до стрічок на полівінілхлоридної основі.
— полум'я не повинно самостійно поширюватися по стрічці (при відсутності зовнішнього джерела тепла) при одному з наступних видів випробувань:
а) при проведенні випробувань тканинних і тросових стрічок після припинення дії полум'я потужного зосередженого джерела тепла (модельна штольня) при наявності повітряного потоку повинно залишитися неушкодженим не менше 30% довжини зразка стрічки з обкладинками;
б) при проведенні випробувань тканинних і тросових стрічок після припинення дії полум'я потужного розосередженого по площі джерела тепла (пропановий грати) при наявності повітряного потоку повинен залишатися цілий по ширині зразка (неушкоджений полум'ям) ділянка стрічки [1].
Ця методика регламентує порядок проведення випробувань шахтних тканиннихважкогорючих стрічок на основі гуми, полівінілхлориду та інших еластомерівметодом тертя на барабані при повній пробуксовці стрічки і різних режимах її навантаження.
Схема установки для визначення займистості стрічок при терті на барабанінаведена на рис. 1.
Випробуванням піддаються три зразка при температурі 20 ± 5 ° С і відносній вологості 60 ± 10%.
Один кінець зразка стрічки (набігаюча гілка) закріплюють у верхньому затиску стенду, а інший кінець (збігає гілка) — у нижньому затиску.
За допомогою важеля і вантажів у зразку створюється натягнення, що забезпечує щільне притиснення поверхні зразка на ділянці контакту стрічки з барабаном.
За допомогою важеля і вантажів у зразку створюється натягнення, що забезпечує щільне притиснення поверхні зразка на ділянці контакту стрічки з барабаном. Після включення двигуна до зразка стрічки прикладається зусилля 343 М з тривалістю навантаження 60 хв. Потім навантаження подвоюється (686 Н) і випробування тривають ще 30 хв. Якщо зразок не руйнується, навантаження збільшується до 1029 Н і випробування тривають ще 30 хв, потім навантаження збільшується до 1372 Н ще на 10 хв. Якщо зразок не зруйнувався, він навантажується до 1715 Н і випробування продовжуються до руйнування зразка.Якщо при будь-якому навантаженні стрічки температура барабана досягає 500 ° С (для стрічок на полівінілхлоридної основі — 325 °С), то після закінчення 10 хв випробування можуть бути припинені, не доводячи стрічку до руйнування.
Діаграма навантаження зразка наведена на рис. 2.
При випробуваннях проводять візуальне спостереження за займистістю зразка(полум'ям і червоним світінням) і визначають максимальну температуру поверхнібарабана, що розвинулася в результаті тертя барабана про стрічку. Вимірюваннятемператури проводять наприкінці кожного етапу навантаження і при припиненнівипробувань [2].
Методика служить для випробування конвеєрних стрічок на горючість та контролю відповідності конвеєрної стрічки умов експлуатації у вугільних шахтах.
Суть методу полягає у визначенні мінімального вмісту кисню в киснево-азотноїабо киснево-повітряної газової суміші, при якому зразок стрічки горить протягом 180 с.
Випробування проводять у витяжній шафі, при ввімкненій вентиляції, температурі навколишнього повітря 20 ± 5 ° С і відносній вологості 60 ± 10%.
Зразок закріплюють у вертикальному положенні в тримачі так, щоб верхній край зразка відстояв від верхнього краю скляної посудини висотою від 300 мм не менш ніж на 100 мм.
Включають газоаналізатор і прогрівають його не менше 30 хв. Подають на блок регулювання кисень і азот, відкривають вентилі на блоці регулювання та регулюють подачу кисню та азоту (або повітря) так, щоб витрата суміші, контрольований за ротаметром, дорівнював номінальному, а концентрація кисню, контрольована по газоаналізатору, була близька до необхідної. с-1 або витрата 18 ± 1 л /хв. Встановлювана швидкість газового потоку в реакційному посудині повинна становити 40 ± 10 мм Встановлюють початкову концентрацію кисню не менше 26%. Систему продувають газовою сумішшю не менше 30 с. Встановлюють висоту полум'я 50 мм.
Закрепляют образец в держателе, укрепленном на верхнем конце стойки, и устанавливают реакционный сосуд в горловине переходника. Систему продувают газовой смесью не менее 30 с.
Закріплюють зразок в тримачі, укріпленому на верхньому кінці стійки, і встановлюють реакційної посудини в горловині перехідника. Систему продувають газовою сумішшю не менше 30 с. Проводять запалювання зразка наступним чином. Нахиляють і підводять пальник так, щоб високотемпературна зона полум'я покрила верхню і вертикальні поверхні зразка на довжині близько 6 мм.
Сумарна тривалість дії полум'я на зразок становить 30 с з короткими перервами через кожні 5 с для зразків товщиною до 12 мм включно і 45 с для зразків більшої товщини.
Після запалення зразка пальник видаляють, включають секундомір і визначають час горіння. Під час горіння зразка концентрація кисню не повинна змінюватися більш ніж на 0,2% об'ємних.
Якщо зразок горить понад 180 з або довжина згорілої частини перевищує 50 мм, то для наступного зразка концентрацію кисню зменшують, а якщо менше 180 с - то збільшують.
Методом послідовних наближень визначають концентрацію кисню в суміші, при якій горіння зразка триває 30-240 с. У цьому діапазоні кисневого індексу відчувають не менше трьох зразків.
По ходу горіння фіксують процеси, що супроводжують горіння (іскроутворення, падіння частинок, нерівномірне горіння, тління).
Перед наступним випробуванням камеру охолоджують до 23 ± 2 ° С [2].
Методика призначена для випробування зразків тканинних полівінілхлоридних стрічок. Зразки після видалення джерела тепла повинні згаснути (догоріти) за нормативний час.
Встановлюють температуру полум'я пальника 1050 ± 50 ° С на відстані 50 ± 1 мм від верхнього краю пальника.
Зразок закріплюють у штативі і вносять в полум'я пальника таким чином, щоб поздовжня вісь зразка становила кут 45 з вертикальною віссю пальника. Кут визначають за шаблоном. Нижня частина зразка повинна бути на відстані 50 мм від верхнього краю пальника.
Випробуваний зразок витримують у полум'ї пальника протягом 45 ± 1 с при вимкненій витяжної вентиляції. Потім пальник забирають без згасання полум'я і вимірює та затухання зразка до зникнення полум'я. Після цього включають вентиляцію і на випробуваний зразок протягом 15 с подають потік повітря зі швидкістю 1,5 м / с. При цьому фіксують разгорание полум'я [2].
Метод полягає в подверженна зразка стрічки впливу зосередженого полум'я потужної газового пальника в горизонтальних модельних штольнях з примусовим рухом потоку повітря, його горінні (з поширенням полум'я по стрічці) після видалення джерела тепла і вимірі довжини незгорілого ділянки зразка. При цьому стрічка повинна бути випробувана за однією з наведених нижче методик.
Для випробування використовується технічний пропан в балонах, який подається в пальник через редукторний клапан по рукаву високого тиску з мінімальним внутрішнім діаметром 6,3 мм. Для штольні типу Б застосовується метан.
Для вимірювання швидкості повітряного потоку в камері згоряння використовується анемометр ручний крильчатий АСО-3. Витрата газу контролюється ротаметром типу РМ.
Час підпалювання і горіння зразка реєструється секундоміром третього класу точності.
Для вимірювання температури пальники застосовують термометр термоелектричний градуювання ХА з межею вимірювання від 0 до 1100 ° С.
Розміри зразків вимірюють металевою рулеткою з ціною поділки 1 мм, товщину - штангенциркулем.
Відбір і підготовка зразків. З конвеєрної стрічки вирізують у поздовжньому напрямку три зразка повної товщини розмірами (1200 ± 2) на (120 ± 2) мм або (1200 ± 2) на (90 ± 2) мм. Зразок не повинен захоплювати кромки бортів стрічок.Максимальна відстань від країв стрічки 100 мм. Краї повинні бути гладкими, без надрізів і виступаючих ниток тканинного каркаса. На одній стороні наносять поперечні лінії (мітки), наприклад, крейдою через 100 мм один від одного.
Зразки вирізають з готової стрічки і попіл проведенням випробувань витримують не менше 12 год в прямолінійному стані при температурі 20 ± 5 ° С.
Проведення випробуваньПеред початком випробувань модельну штольню прогрівають так, щоб була досягнута температура, наведена в табл. 1. Крім того, необхідно заміряти температуру в приміщенні. Далі за допомогою дросельної засувки встановлюють швидкість руху повітря в штольні, вимірювану анемометром, на 0,5 ± 0,1 м / с і не змінюють її під час випробувань.
До пальнику подають певну кількість газу (див. табл. 1 - витрата газу в залежності від режиму випробувань). Регулюють полум'я пальника таким чином, щоб зник жовтий ореол полум'я, а блакитний конус всередині полум'я мав висоту близько 10 мм. Температура полум'я вимірюється термопарою. Зразок стрічки вставляють у тримач. Газовий пальник протягом 15 хв виробляється запалювання стрічки. Після закінчення 15 хв прибирають пальник і спостерігають за горінням зразка до моменту його згоряння або загасання полум'я і тління. Проводять вимір часу, за який фронт полум'я проходить контрольні позначки. Потім залишок зразка виймають зі штольні і виробляють завмер незгорілого ділянки стрічки з точністю до 10 мм. Заміряють відрізок повної ширини, на якому немає слідів пошкоджень (спікання, утворення тріщин, здуття поверхні стрічки, обвуглювання), отриманих від впливу полум'я [2].
Таблиця 1
Порівняння ступеня горючості конвеєрних стрічок підземного призначення за європейськими та українським стандартам. Сертифіковані стрічки, що купуютьсяза кордоном, проходять вхідний контроль при вступі стрічок на вугільні шахти,тобто їх випробовують у полум'ї спиртового пальника з обкладками і без обкладок.Що являє собою більш жорсткі вимоги до їх горючості.
Основний акцент ставиться на випробовування газової пальником, заклинюваннямстрічки на барабані та хімічному аналізі.
Вивчаючи наукові роботи даного напрямку, проводиться аналіз поточного стану експлуатованих конвеєрних стрічок на шахті ім А.Ф. Засядька. Після закінчення дослідження будуть дані рекомендації при необхідності по заміні зношених стрічок,використання стрічок українського і російського виробництва на підставі їх більшоїорієнтації на існуючі умови добули і економічній вигоді.
У даний момент магістерська робота знаходиться в стадії розробки. Після грудня2011р. повний текст роботи можна отримати у автора або наукового керівника.