Жолудев Евгений Романович. Разработка средства для дистанционного тушения очагов пожара в угольных шахтах

Краткое описание

Жолудев Евгений Романович. Разработка средства для дистанционного тушения очагов пожара в угольных шахтах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.26.02.- Кемерово, 2006.- 105 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/1286

61:07-5/1286
Инженер Жолудев Е.Р.
Разработка средства
для дистанционного тушения очагов пожара
в угольных шахтах
Специальность 05.26.02 -
«Безопасность в чрезвычайных ситуациях»
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор А.С. Голик
Кемерово 2006
СОДЕРЖАНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 8
1.1 Анализ пожароопасности на угольных предприятиях .... 8
1.2 Основные принципы обеспечения пожаробезопасности
на угольных предприятиях 12
1.3 Анализ средств пожаротушения 18
Выводы 36
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОГНЕТУШАЩИХ СВОЙСТВ ГАЛОИДОУГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИХ
В ИМПУЛЬСНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ПОЖАРОТУШЕНИЯ.... 37
2.1 Общие сведения о галоидоуглеводородах 37
2.2 Исследование пожаротушащих и ингибирующих свойств
галоидоуглеводородов 43
2.3 Определение огнетушащей способности хладона 114В2 49
2.3.1 Определение минимальной огнетушащей концентрации
хладона 114В2 при тушении метана 49
2.3.2 Определение объемной огнетушащей концентрации хладона при доставке к очагу горения спутным
потоком 52
2.3.3 Определение огнетушащей способности хладона
при импульсной подаче 54
2.3.4 Результаты испытаний 55
Выводы 57
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА
УСТАНОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ТУШЕНИЯ 58
3.1 Теоретическое обоснование доставки импульсного
снаряда в очаг пожара 58
3.1.1 Расчет динамических параметров метания снаряда 64
3.1.2 Исследование условий устойчивости движения снаряда 68
3.2 Разработка конструкции и стендовые исследования мо¬
дельного образца метательного устройства для доставки огнетушителя импульсного действия (снаряда) 70
3.2.1 Разработка конструкции образца метательного
устройства 70
3.2.2 Стенд для измерения силовых характеристик 75
генератора инертных газов
3.2.3 Методика проведения исследования 77
3.3.4 Результаты проведения испытаний 84
Выводы 86
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ШАХТНЫМ ПЕРЕНОСНЫМ ОГНЕТУШАЩИМ
СРЕДСТВАМ 87
4.1 Общие технические требования 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
Список литературы 96
Анализы аварийности на угольных шахтах показывают, что, не¬смотря на появившуюся в последние годы тенденцию к снижению об¬щего числа аварий на шахтах, уровень аварийности остается достаточно высоким. При этом пожары в шахтах относятся к наиболее опасным видам аварий, приносящих большой социальный и экономический ущерб. Борьба с пожарами затрудняется тем, что во многих случаях доступ к огню невоз-можен, а наличие горючей среды и свежего воздуха способствует быстро¬му распространению. Отсутствие специальных, предназначенных для борьбы с огнем в условиях угольных шахт, средств пожаротушения вы¬полненных на современном техническом уровне с использованием новых технологий обуславливает травматизм и гибель людей, в том числе и гор¬носпасателей, ликвидирующих последствия этих аварий.
Все это предъявляет жесткие требования к противопожарной защи¬те шахт и обусловливает необходимость применения эффективных средств тушения пожаров.
В связи с этим, целью работы является разработка переносного средства для дистанционного тушения пожаров на угольных шахтах, ос-нованного на импульсной технологии пожаротушения с использованием в качестве огнетушащего агента галоидоуглеводородный ингибитор.
Цель работы - разработка средства для дистанционного тушения пожаров в угольных шахтах.
Идея работы состоит в использовании в качестве огнетушащего агента галоидоуглеводородного ингибитора в сочетании с импульсной технологией пожаротушения.
Задачи исследований:
1. Провести анализ огнетушащих средств, применяемых при туше¬нии пожаров.
2. Исследовать огнетушащие свойства галоидоуглеводородного ин-гибитора при импульсном воздействии на очаг пожара.
3. Теоретически обосновать возможность дистанционной подачи ог-нетушащего агента за счет энергии газов, образующихся при работе гене-ратора инертных газов.
4. Разработать устройство для дистанционной подачи огнетушащего агента и импульсного воздействия его на очаг пожара.
5. Провести лабораторные, стендовые и полигонные испытания уст-ройства для дистанционной подачи огнетушащего агента.
Методы исследований - лабораторные, стендовые и полигонные испытания огнетушащего агента, генератора инертных газов и устройства для дистанционного тушения пожаров на угольных шахтах.
Научные положения, выносимые на защиту:
- снижение расхода огнетушащего агента при повышении эффектив-ности его воздействия на процесс горения происходит при осуществлении импульсной технологии подачи в очаг пожара, при которой максимальный эффект тушения достигается за счет интенсивности его подачи от 2-10'4 до П-Ю^кг-м^-с’1;
- импульсная подача галоидоуглеводорода в очаг пожара обеспечи¬вает сокращение удельного расхода огнетушащего агента на тушение по¬жаров в 10 раз;
- отношение массы генерирующего состава и огнетушащего агента 0,5 < N < 0,7 позволяет осуществлять доставку огнетушащего агента на дальность до 120 м.
Обоснованность и достоверность научных положений подтвер-ждаются:
- необходимым и достаточным для статистической обработки объе-мом информации, полученной в процессе лабораторных, стендовых и по-лигонных испытаний;
- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических, стен-довых и полигонных испытаний;
Научная новизна работы состоит в следующем:
- эффективность огнетушащего действия галоидоуглеводорода обес-печивается за счет интенсивности его подачи от 2-Ю"4 до П-Ю^кг-м^-с'1.
- разработанное устройство для импульсной подачи галоидоуглево-дорода позволяет сократить расход огнетушащего агента в 10 раз;
- определены наиболее эффективные соотношения массы генери-рующего состава и огнетушащего агента 0,5 < N < 0,7, при котором дос¬тавка огнетушащего агента возможна на дальность до 120 м.
Научная новизна работы подтверждается положительным решением по заявке № 2006108842 от 20.03.06 «Устройство для подачи огнетушаще¬го агента в очаг пожара».
Практическое значение работы сводится к разработке устройства для дистанционной подачи огнетушащего агента и импульсного воздейст¬вия его на очаг пожара и технических требований к средствам дистанци¬онной подачи для тушения пожаров в угольных шахтах.
Применение устройства для дистанционной подачи огнетушащего агента к очагу горения позволит повысить безопасность горноспасателей при ведении работ по тушению пожаров.
Личный вклад автора:
- в разработке методики определения огнетушащей способности га-лоид оуглеводородов на примере хладона 114В2 при применении их в тех-нологии импульсного пожаротушения;
- в установлении оптимальной величины интенсивности подачи га-лоидоуглеводородов в качестве огнетушащего агента в импульсной техно-логии пожаротушения;
- в разработке конструкции устройства для дистанционного тушения пожаров на угольных шахтах;
- в проведении лабораторных и полигонных испытаний;
- в разработке технических требований к переносным средствам дис-танционного тушения пожаров в угольных шахтах.
Реализация выводов и рекомендаций работы
Основные научные результаты и рекомендации реализованы при создании безопасных для применения и эффективных средств тушения пожаров на угольных шахтах. Практические рекомендации диссертаци-онной работы включены в «Технические требования к переносным уст-ройствам для дистанционного тушения пожаров на угольных шахтах».
Апробация работы
Основные научные положения и практические выводы докладыва-лись на ученых советах НЦ ВостНИИ и ФГУП РосНИИГД (г. Кемерово, 2005 г.), Сибирского отделения Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (г. Кемерово, 2006 г.), научно-техническом совете Новокузнецкого отдельного военизированного гор-носпасательного отряда (г. Новокузнецк, 2006 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изло-женных на 105 страницах, содержит 19 рисунков, 13 таблиц, список лите-ратуры из 106 наименований.

Список литературы

Представленная диссертация является научной квалификационной работой, в которой на основе выполненных теоретических исследований, стендовых и полигонных испытаний переносного устройства для доставки ингибирующего огнетушащего агента - галоидоуглеводорода на примере хладона 114В2, предназначенного для ликвидации пожаров горноспасате¬лями, приведены результаты огнетушащего эффекта хладона на подавле¬ние очагов пожара и флегматизацию газовоздушной среды в подземных выработках шахт, при применении его в режиме технологии импульсного тушения, что в значительной степени обеспечит высокую эффективность и безопасность ведения горноспасательных работ при тушении пожаров в угольных шахтах.
Основные научные результаты, выводы и практические рекоменда¬ции заключаются в следующем:
- исследованы огнетушащие свойства галоидоуглеводородного ин¬гибитора при импульсном воздействии на очаг пожара;
- теоретически обоснована возможность дистанционной подачи огнетушащего агента за счет энергии газов, образующихся при работе ге¬нератора инертных газов;
- установлено, что снижение расхода огнетушащего агента при повышении эффективности его воздействия на процесс горения имеет ме¬сто при осуществлении импульсной технологии подачи на очаг пожара, при которой максимальный эффект тушения достигается за счет интенсив¬ности его подачи от 2-Ю"4 до 12-10'4кг-м"1-с'';
- определены наиболее эффективные соотношения массы генери¬рующего состава и огнетушащего агента 0,5 < N < 0,7, при котором дос¬тавка огнетушащего агента возможна на дальность до 120 м;
- разработано устройство для импульсной подачи галоидуглеводо- родов, позволяющее сократить расход огнетушащего агента в 10 раз, чем при доставке хладона к очагу горения спутным потоком;
- разработана методика определения огнетушащей способности га-лоидоуглеводородов, на примере хладона 114В2, при применении их в технологии импульсного пожаротушения;
- проведены лабораторные, стендовые и полигонные испытания устройства для дистанционной подачи огнетушащего агента;
- разработаны технические требования к переносным средствам дистанционной подачи для тушения пожаров в угольных шахтах.
Применение устройства для дистанционной подачи огнетушащего агента к очагу горения повысит безопасность горноспасателей при ведении работ по тушению пожаров.