УДК 622.817.45

В.А. РЫБИНА (ст. гр. ОПГ-07а)

Ю. Ф. БУЛГАКОВ ( док. техн. наук, проф.)

Донецкий национальный технический университет

Матеріали всеукраїнської науково-технічної конференції молодих вчених,
студентів і аспірантів Сучасні проблеми oхорони праці та аерології гірничих підприємств – Донецьк: ДонНТУ. – 2012. – С. 37-41.

Повышение пожарной безопасности горных выработок, оборудованных ленточными конвейерами в условиях шахты «Алмазная»

Приведены результаты анализа противопожарной защиты горных выработок, оборудованных, ленточными конвейерами на шахте «Алмазная». Предложены мероприятия по повышению их безопасности, в частности улучшение противопожарной защиты и системы пожаротушения.

Проблема и ее связь с научными и практическими задачами. Общеизвестным фактом является то, что проблема подземных пожаров в шахтах – одна из главнейших в угольной промышленности, как Украины, так и других угледобывающих стран. За время работы данной отрасли потрачено значительное количество средств и ресурсов, проведено множество исследований посвященных изучению механизмов возникновения пожаров, их распространения и ликвидации.

Но, не смотря на уровень современной науки и весь накопленный опыт, нельзя сказать, что данная проблема изучена досконально. К примеру, до сих пор ученым не удалось воспроизвести самовозгорание угля на поверхности, т.е. в лабораторных условиях.

Постановка задачи. Особое место среди подземных пожаров занимают пожары, возникающие в горных выработках, оборудованных ленточными конвейерами. По данным НИИГД и института им. Академика Скочинского А.А. на наклонные горные конвейерные выработки приходится 33,9 %, а на горизонтальные – 17,7% всех подземных пожаров в угольных шахтах. К тому же в следствии интенсификации производства и связанного с этим увеличением нагрузки на механизированный очистной забой, приведенная статистика имеет тенденцию к возрастанию.Таким образом, наиболее остро стоит вопрос производства качественно новых автоматических систем пожаротушения.

Изложение материала и результаты.В основу концепции создания новейших АУП положен принцип, который основан на представлении подземного пожара как управляемой системы с определенными параметрами, такими как температура, тепловая мощность, скорость распространения по горной выработке, определяющими выбор способов и сочетания средств пожаротушения, обеспечивающих максимально возможную огнетушащую эффективность для каждого конкретного пожара. При этом автоматическая система осуществляет постоянный мониторинг окружающей среды, контролируя ее параметры и сравнения их с регламентированными величинами с целью выработки управляющего сигнала на включение установок пожаротушения.

К основным причинам возникновения таких пожаров стоит отнести:

- применение на ленточных конвейерах лент общепромышленного исполнения и трудно-воспламеняющихся типа 2Ш;

- пробуксовка ленты на приводных барабанах конвейеров при потере сцепления ме- жду лентой и поверхностью приводного барабана из-за некачественной футеровки или ее отсутствия;

- ослабление натяжения ленты против требуемого значения, защемление ленты (за-вал, заштыбовка) и другое;

- неисправность роликов, на которых резко возрастает сопротивление вращению и, как результат, его нагрев до температуры в несколько сот градусов, достаточный для поджигания угольного штыба и ленты;

- поджигание ленты источниками высокой температуры, не относящимися к конструкции конвейера.

Опираясь на все вышесказанное, представляется возможным сформулировать основные технические требования к современным шахтным автоматическим системам пожаротушения:

1. Автоматические шахтные системы пожаротушения должны представлять собой комплекс средств пожарной сигнализации и пожаротушения.

2. Средства пожарной сигнализации должны содержать пожарные извещатели, станции пожарной сигнализации, звуковые и световые аварийные сигнализаторы, шлейфы, а также коммутирующие устройства.

3. Средства пожаротушения должны быть представлены стационарными автоматическими установками агрегатного или модульного типа, которые, кроме автоматического, должны иметь дистанционное и ручное управление.

4. В состав модульных автоматических систем должны входит от 1 до 20 автоматических установок, управляемых одной станцией.

5. Электрическая кабельная сеть шахтных автоматических систем пожаротушения должна быть автономной.

6. Пыль техногенного происхождения в окружающем шахтном воздухе не должна оказывать влияния на работоспособность систем и показатели их надежности.

7. Тепловые датчики должны срабатывать при температуре окружающегося воздуха 42,7 или 72 ^оС (определяется назначением системы).

8. При срабатывании установки должна отключаться электроэнергия с охраняемого объекта.

9. Инерционность срабатывания автоматических систем пожаротушения не должна превышать 60 с, а установок с термоплавкими замками 180 с.

10. Интенсивность орошения водных автоматических установок должна быть не менее 0,01 л/с на 1 м² поверхности конвейерной ленты и не менее 0,3 л/с на 1 м² поверхности деревянной крепи.

11. Расход огнетушащего порошка в системах модульного типа должен быть не менее 1,25 кг/с на каждый распылитель.

12. Соотношение массы огнетушащих составов в автоматических установках комбинированного действия должно составлять для порошка и пены; порошка и аэрозоля; пены и аэрозоля соответственно: 1:1; 10:1; 90:1.

В результате проведенного анализа противопожарной защиты горных выработок, оснащенных ленточным конвейером, шахты «Алмазная» было установлено, что фактическое состояние крепления выработок, оснащенность средствами пожаротушения в основном соответствует проектному. Однако, горнотехнические условия защищаемых выработок и их пожарная нагрузка способствует сравнительно быстрому развитию пожара ( 14,2-47,7 мин) и выходу его в развитую стадию с формированием максимальной зоны горения длиною 7,2-82,6 м. При этом происходит нагрев газовоздушного потока до 461,4°С. Общее время формирования максимальной зоны горения, считая с момента возникновения пожара, составляет 35-70 минут.

По результатам анализа для повышения пожарной безопасности конвейерных выработок рекомендуется выполнить следующие работы:

- укомплектовать конвейерные выработки единичными средствами пожаротуше-ния согласно ПБ;

- для ликвидации пожара в начальный момент предусмотреть единичные средства пожаротушения (пенные огнетушители, песок, инертная пыль, лопаты);

- оснастить все конвейеры установками автоматического пожаротушения типа УВПК-Б1 на приводных станциях и УЛТВ – на линейных частях конвейера в замен старых установок УВПК, которые находятся в неудовлетворительном состоянии и нуждаются в ремонте. Установки УЛТВ в следующем количестве: наклонный ствол-1 шт., горизонтальная часть наклонного ствола- 1 шт., уклон с гор. 107м на гор. 310м пласта l₂¹– 3 шт., ЦПУ гор. 310м пласта l₃ – 3 шт., конвейерный ходок пласта l₄ гор. 550м – 1 шт., Южный магистральный конвейерный штрек гор. 550м – 2 шт., ЮПУ гор. 550м пласта l₃. – 6 шт. Всего – 17 шт.

Таблица 1 – Порядок использования системы ПОВ при пожаре в горных выработках шахты «Алмазная»

Точки на схеме	Источник водоснабжения	Путь подачи воды и номера точек	Открыть задвижки	Закрыть задвиж-ки	Планируемые средства пожаротуше-ния	Требуе-мые расходы воды, м³/ч	Фактичес-кий расход воды, м³/ч	Приме-чания
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Расчетные точки выботок 1-8, 11-15, 19-30	От резервуаров с поверхности по трубопроводу ствола № 17 «бис»	0-… 0-Р1-… 0-Р2-… 0-Р2-Р3-…	Подачи воды по стволу № 17 «бис»		Пожарные стволы Водяная завеса (Установка УВПК-Б1)	30 50* (50) 50,80 и 100	54-60 80-146 102-149	Основной вариант
Расчетные точки вы-работок 3-4, 18, 20, 26, 31-35	От резервуаров с поверхности по трубо-проводу грузового и конвейерного наклонных стволов	0-… 0-Р4-… 0-Р4-Р5-…	Подачи воды по конвейерному и грузовому наклонным стволам		Пожарные стволы Водяная завеса (Установка УВПК-Б1)	30 50* (50) 80 и 100	80-138 112-155	Основной вариант
Расчетные точки вы-работок	От насосов водоотлива горизонта 107м	Н2-… Н2-Р-7-… Р2-Р7-Р-1-… Н2’-… Н2’-Р1-…			Пожарные стволы Водяная завеса (Установка УВПК-Б1)	30 50* (50) 50,80 и 100	61 80-159 114-161	Резервный вариант
Расчетные точки вы-работок	От насосов водоотлива горизонта 550м	Н3-… Н3- Р6-… Н4-Р1-…			Пожарные стволы Водяная завеса (Установка УВПК-Б1)	30 50 (50) 80 и 100	80-129 146	Резервный вариант
Расчетные точки выработок	От насосов водоотлива горизонтов 285 и 310м	Н1-Р6-… Н4-Р1-…			Пожарные стволы Водяная завеса (Установка УВПК-Б1)	30 50* (50) 50,80 и 100	61 80-99 136-148	Резервный вариант