ДонНТУ · Портал магістрів ДонНТУ RUS · ENG

Реферат з теми випускної роботи


Цілі і завдання магістерської роботи

Мета роботи – виконання інженерного аналізу стану протипожежного захисту поверхневого комплексу шахти імені  М. І. Калініна ДП “ДВЕК” і на основі цього розробка науково-обґрунтованих заходів щодо її вдосконалення.

Для успішного виконання даної роботи, необхідно: дати оцінку існуючим засобам протипожежного захисту поверхневого комплексу, які використовуються на шахті ім. М. І. Калініна; оцінити доцільність їх використання; проаналізувати можливість застосування на шахті сучасних, існуючих в даний час, засобів протипожежного захисту.


1. Актуальність роботи

Аналіз аварійності на вугільних шахтах показує, що стан протипожежного захисту на переважній більшості шахт України неадекватно їх пожежної небезпеки. Пожежі на поверхневому комплексі відбуваються в приміщеннях майстерень, гаражах, складах матеріалів і устаткування, будівлях АБК. Основними причинами виникнення пожеж є недбале поводження з вогнем і неправильне використання обладнання [1].

Баштові копри є одними з найбільш пожежонебезпечних обʼєктів поверхневого комплексу вугільних шахт. На цих обʼєктах відбувається від 3 до 5 пожеж на рік, які призводять до значних матеріальних збитків. Пожежі, що виникли на баштових копрах, створюють загрозу поширення полумʼя та продуктів горіння по всій шахті, оскільки баштові копри розташовані над скіповими і повітроподавальними стволами [2].

У разі несвоєчасного застосування засобів пожежогасіння пожежі можуть охопити більшу частину баштового копра і погрожувати виходом в сусідні приміщення та будівлі.


2. Наукова новизна

В даний час на шахтах України в якості основного вогнегасної речовини застосовується вода. Вода являє собою ефективний засіб в боротьбі з пожежами, це ще й найдешевше, та й до того ж доступне засіб. Крім усього іншого, вода володіє цілим рядом достоїнств: висока питома теплоємність, хімічна інертність, охолоджуючі властивості. Однак поряд з цим вода має ряд недоліків. Це і високий поверхневий натяг, і обмежений робочий діапазон температур, неможливість гасіння нафтопродуктів, деяких хімічних речовин та електрообладнання та ін. У звʼязку з цим, для протипожежного захисту поверхневого комплексу ш. ім. М. І. Калініна, запропоновано використання, як водяних, так і порошкових автоматичних систем пожежогасіння.


3. Короткий виклад результатів магістерської роботи

3.1. Коротка характеристика шахти

Поле шахти імені М. І. Калініна розташоване в південно-східній частині південного крила Кальміус-Торецька улоговини Донецько-Макіївської вугленосного району і розташовується в північно-східній частині міста Донецька. В адміністративному поділі проектований гірничий відвід шахти розташований в Калінінському, Київському та Ворошиловському районах міста Донецька та Червоногвардійському районі міста Макіївка Донецької області. Розміри шахтного поля по простяганню – 8,0 км, з падіння – 4,5 км.

Шахта розробляє пласти h10, h8, h7 – Смоляниновської свити і пласти k5, k²5, k²2 – Каменської свити. В даний час розробляється вугільний пласт h10, потужністю 1,2–1,3 м. Вугільний пласт особливо небезпечний за раптовими викидами вугілля і газу, небезпечний щодо вибуху вугільного пилу і суфлярними виділеннями метану, не схильний до самозаймання. Шахтне поле розкрите пʼятьма вертикальними стволами, з яких три клітьових і один скіпової пройдені на центральній проммайданчику шахти, і один вентиляційний розташований на фланзі.

Провітрювання шахти здійснюється за комбінованою схемою двома вентиляторами головного провітрювання всмоктувальним способом. Кожна головна вентиляційна установка складається з однотипних відцентрових вентиляторів, один з яких робочий, а другий – резервний, з однаковими параметрами технічної характеристики. У скіпового ствола встановлений вентилятор головного провітрювання ВЦ-5. На східному вентиляційному стовбурі встановлений вентилятор головного провітрювання ВЦД-47У. Підготовчі виробки провітрюються за допомогою вентиляторів місцевого провітрювання [3].

3.2. Загальна частина

Технічні засоби протипожежного захисту

Пожежа – це грізний ворог, який несе не тільки колосальний шкоди, але й може стати серйозною загрозою людського життя. Щоб вийти переможцем у цій сутичці, необхідно дотримуватися правил пожежної безпеки та своєчасно вміти використовувати засоби протипожежного захисту.

Існують первинні і технічні засоби пожежогасіння [4].

До первинних засобів пожежогасіння відносяться: лом, багор, сокира, лопата, відра, вогнегасники, ємності для піску і води, пожежні крани. Весь пожежний інвентар знаходиться на спеціальних пожежних щитах і використовується тільки в разі виникнення пожежі (мал. 1).


Малюнок 1

Малюнок 1 – Пожежний щит


Вогнегасники мають короткочасне дію, тому використовуються на початковій стадії виникнення пожежі. Залежно від класу пожежі вогнегасники бувають: водні, повітряно-пінні, вуглекислотні і порошкові. Для оперативного використання при виникненні пожежі, вогнегасники встановлюються в помітних і легкодоступних місцях. Приклад водяного і порошкового вогнегасників, застосовуваних на ш. ім. М. І. Калініна представлений на малюнку 2.

Малюнок 2

Малюнок 2 – Водяний (ВВШ-9з) і порошковий (ВП-8) вогнегасники


Технічні засоби протипожежного захисту – це системи автоматичного виявлення і гасіння пожежі, димовидалення, оповіщення, протипожежного водопостачання, а також інші технічні засоби, призначені для захисту людей і матеріальних цінностей від пожежі:

– Установки пожежогасіння автоматичні – установки, автоматично здійснюють виявлення і гасіння вогнища пожежі незалежно від зовнішніх джерел живлення і систем управління, і, одночасно, виконують функції оповіщення про пожежу або спрацьовуванні автономної установки пожежогасіння (прилади приймально-контрольні й керування, вузли управління, зрошувачі, модулі пожежогасіння, генератори вогнегасного аерозолю, сигналізатори потоку рідини, сигналізатори тиску, батареї пожежогасіння тощо). Приклад автоматичної установки пожежлгасиння зображено на малюнку 3;


Малюнок 3

Малюнок 3 – Автоматична установка пожежогасіння (Анімація: 21 кадр, 121 Кбайт, 5 циклів)


– Система пожежної сигналізації – сукупність спільно діючих технічних засобів, призначених для виявлення факторів пожежі, збору, обробки, реєстрації, формування та передачі в заданому вигляді сигналів про пожежу та іншої інформації, а також, при необхідності, видачі сигналів на пристрій керування технічними засобами протипожежного захисту, технологічним, електротехнічним та іншим обладнанням (прилади приймально-контрольні й керування пожежні, проміжні модулі, виносні панелі, сповіщувачі пожежні та ін.);

– Системи оповіщення людей про пожежу та управління евакуацією – комплекс інженерно-технічних засобів та організаційних заходів, призначений для організації управління евакуацією людей при пожежі і безпосередньо управління процесом евакуації (мовні, звукові, світлові і комбіновані сповіщувачі, підсилювальна, звукозаписувальна та комутаційна апаратура, світлові покажчики напрямку евакуації та ін.);

– Системи передачі сповіщень про надзвичайні ситуації – сукупність спільно діючих технічних засобів, призначених для передачі по каналах звʼязку і приймання в пункті, де встановлений пульт централізованого спостереження, сповіщень про пожежу, службових та контрольно-діагностичних сповіщень, а також (за наявності зворотного каналу) для передачі і прийому команд управління;

– Вогнегасна речовина – речовина, що має фізико-хімічними властивостями, що дозволяють створити умови для припинення горіння (вода, піноутворювачі, порошки, гази та їх суміші, аерозолі та ін.);

– Протипожежне водопостачання – сукупність інженерно-технічних засобів і споруд, що забезпечують подачу води для гасіння пожежі (зовнішнє протипожежне водопостачання, внутрішнє протипожежне водопостачання);

– Вогнезахист – зниження пожежної небезпеки матеріалів та конструкцій шляхом спеціальної обробки або нанесення покриття (шару);

– Пожежно-технічне озброєння, пожежне обладнання, пожежні рятувальні пристрої, ручний пожежний інструмент, засоби індивідуального захисту пожежників, саморятівники;

– Вогнегасники;

– Протидимний захист будівлі – система обʼємно-планувальних, конструктивних рішень будівель і інженерних пристроїв, призначених для запобігання задимлення захищених евакуаційних шляхів і обмеження розповсюдження продуктів горіння при пожежі (люки димовидалення та системи приводів; клапани димовидалення, вентилятори для протидимного захисту, димонепроникні двері, тамбур-шлюз, незадимлювані сходові клітки та ін.);

– Протипожежна перешкода – призначена для запобігання поширенню пожежі та продуктів горіння з приміщення або пожежного відсіку в інші приміщення (протипожежні стіни, протипожежні перегородки, протипожежні перекриття, протипожежні пояса);

– Протипожежні клапани – пристрій, автоматично перекриває при пожежі проріз, канал або трубопровід в протипожежній перешкоді і перешкоджає поширенню вогню і диму протягом нормованого часу;

– Пожежна техніка та ін.

Вогнегасні речовини

Для ліквідації пожежі необхідно припинити доступ окислювача (кисню повітря) або горючої речовини в зону горіння, знизити їх надходження до величин, при яких горіння не може відбуватися; охолодити зону горіння нижче температури самозаймання або знизити температуру палаючого речовини нижче температури займання; розбавити горючі речовини негорючими речовинами.

Основні вогнегасники речовини – вода в рідкому і пароподібному стані, хімічна та повітряно-механічна піна, водні розчини солей, інертні гази, галоїдовані вогнегасники склади і сухі вогнегасні порошки.

Найбільш поширеним засобом гасіння пожеж є вода.

Вода використовується у вигляді компактних або розпорошених струменів, в тонкорозпиленому стані (з розміром крапель 10 мкм) і зі змочувачами. У вигляді компактних і розпорошених струменів з лафетних і ручних пожежних стволів вода застосовується для гасіння більшості твердих горючих речовин і матеріалів (круглих і пиляних матеріалів та виробів з деревини), важких нафтопродуктів, для створення водяних завіс і охолодження об'єктів, що знаходяться поблизу вогнища пожежі. Тонкорозпиленою водою ефективно гасяться тверді речовини і матеріали, горючі і навіть легкозаймисті рідини. При цьому знижується витрата води, мінімально зволожуються і псуються матеріали, знижується температура в палаючому приміщенні і осідає дим.

Для гасіння речовин, погано змочуються водою (наприклад, бавовни, торфу), в воду для зменшення її поверхневого натягу вводять спеціальні змочувачі.

Водяна пара застосовують для гасіння пожеж у приміщеннях обʼємом до 500 м³ і невеликих пожеж на відкритих майданчиках і установках. Пар зволожує палаючі предмети і знижує концентрацію кисню.

Піна являє собою масу бульбашок газу, укладених в тонкі оболонки рідини. Розтікаючись по поверхні палаючої рідини, піна ізолює її від полумʼя, внаслідок чого припиняється надходження парів до зони горіння. У звʼязку з тим, що в піні міститься вода, відбувається деяке охолодження поверхні рідини.

Застосовують два види піни: хімічну та повітряно-механічну. Хімічну піну одержують при взаємодії лужного та кислотного розчинів у присутності спеціальних речовин – піноутворювачів, при цьому утворюється вуглекислий газ. Бульбашки газу обволікаються водою з піноутворювачем, в результаті створюється стійка піна, яка може довго залишатися на поверхні рідини. Повітряно-механічна піна являє собою суміш повітря, води і піноутворювача. Піну використовують для гасіння легкозаймистих рідин.

Інертні гази, головним чином вуглекислота й азот, знижують концентрацію кисню в осередку горіння і гальмують інтенсивність горіння. Їх доцільно використовувати в тих випадках, коли застосування води може викликати вибух, поширення горіння, пошкодження апаратури і приладів та унікальних цінностей (у музеях та ін.). Вони погано гасять речовини, здатні тліти (дерево, папір), і не гасять волокнисті матеріали (бавовна, тканини та ін.)

Вуглекислота – незамінний засіб для швидкого гасіння невеликих вогнищ пожежі, а також внаслідок своєї неелектропровідних для гасіння спалахнули електродвигунів та інших електротехнічних установок.

Порошкові склади застосовують для гасіння легкозаймистих рідин, зріджених газів та ін. Вогнегасна дія їх заснована на ізоляції палаючого матеріалу від доступу кисню, повітря або ізоляції пари або газів від зони горіння. Негативною властивістю таких порошків є те, що вони не охолоджують палаючі речовини і ті можуть повторно займатися від нагрітих конструкцій. Застосування порошкових складів обмежена через їх порівняно невеликий вогнегасної ефективності, крім того, при зберіганні вони злежуються [5].


Висновки

У ході виконання магістерської роботи, був проведений аналіз стану протипожежного захисту поверхневого комплексу шахти ім. М. І. Калініна ДП ДВЕК. На основі цього були видані рекомендації та розроблені заходи щодо його вдосконалення.


Список використаної літератури

  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.