Научная статья на тему 'О НЕКОТОРЫХ ВОПРОСАХ ТУШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПОЖАРОВ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ'

О НЕКОТОРЫХ ВОПРОСАХ ТУШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПОЖАРОВ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
167
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
COAL MINE / FIRE / LIQUIDATION OF THE ACCIDENT / METHANE EXPLOSIONS / REVERSAL / УГОЛЬНАЯ ШАХТА / ПОЖАР / ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИИ / ВЗРЫВЫ МЕТАНА / РЕВЕРСИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Минеев Сергей Павлович, Смоланов Сергей Николаевич, Самопаленко Петр Михайлович, Беликов Игорь Борисович

В последние 3-4 года на шахтах Украины произошел ряд серьезных аварий. При этом неоднократно при ликвидации подземного пожара происходили повторные взрывы метановоздушных смесей, которые существенно осложняют работы и нередко приводят к дополнительному травмированию работников. Для интенсификации тушения пожаров в изолированных участках применяют многократное реверсирование. Однако комплекс вопросов, связанных с безопасностью и эффективностью применения данного метода, характером и длительностью переходных аэродинамических процессов, возникающих на аварийном участке при многократном реверсировании струи, является неизученным. Разработаны новые эффективные технологии тушения сложных подземных пожаров на основе совершенствования существующих методов тушения. Эти методы и внедрение результатов исследований в практику горноспасательного дела является важной и актуальной проблемой для горнодобывающей отрасли.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Минеев Сергей Павлович, Смоланов Сергей Николаевич, Самопаленко Петр Михайлович, Беликов Игорь Борисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ON SOME QUESTIONS OF EXTRACTION OF COMPLEX FIRES IN COAL MINES

In the last 3-4 years, a number of serious accidents have occurred in the mines of Ukraine. At the same time, repeated explosions of methane-air mixtures occurred repeatedly during the elimination of the underground fire, which significantly complicate the work and often lead to additional traumatization of workers. To intensify extinguishing of fires in isolated areas, repeated reversal is used. However, the complex of issues related to the safety and effectiveness of the application of this method, the nature and duration of the transient aerodynamic processes occurring in the emergency area with repeated reversal of the jet, is unexplored. New effective technologies for extinguishing complex underground fires are developed on the basis of improving existing extinguishing methods. These methods and the introduction of research results into the practice of mine rescue are an important and urgent problem for the mining industry.

Текст научной работы на тему «О НЕКОТОРЫХ ВОПРОСАХ ТУШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПОЖАРОВ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ»

rpra-vjir н

УДК 622.82:622.454.2

Mineev S.P.

d.t.s., prof.

Smolanov S.N. aspirant Belikov I.B. aspirant

Samopalenko P.M.

aspirant

IGTMN.S. Polyakova NASU, Dnepr, Simferopolska 2а, 49005

Минеев Сергей Павлович д.т.н., проф.

Смоланов Сергей Николаевич Соикатель Беликов Игорь Борисович Соикатель

Самопаленко Петр Михайлович

соикатель

ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, ул. Симферопольская 2а, 49005

ON SOME QUESTIONS OF EXTRACTION OF COMPLEX FIRES IN COAL MINES О НЕКОТОРЫХ ВОПРОСАХ ТУШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПОЖАРОВ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Abstract. In the last 3-4 years, a number of serious accidents have occurred in the mines of Ukraine. At the same time, repeated explosions of methane-air mixtures occurred repeatedly during the elimination of the underground fire, which significantly complicate the work and often lead to additional traumatization of workers.

To intensify extinguishing of fires in isolated areas, repeated reversal is used. However, the complex of issues related to the safety and effectiveness of the application of this method, the nature and duration of the transient aerodynamic processes occurring in the emergency area with repeated reversal of the jet, is unexplored. New effective technologies for extinguishing complex underground fires are developed on the basis of improving existing extinguishing methods. These methods and the introduction of research results into the practice of mine rescue are an important and urgent problem for the mining industry.

Key words: coal mine, fire, liquidation of the accident, methane explosions, reversal.

Аннотация. В последние 3-4 года на шахтах Украины произошел ряд серьезных аварий. При этом неоднократно при ликвидации подземного пожара происходили повторные взрывы метановоздушных смесей, которые существенно осложняют работы и нередко приводят к дополнительному травмированию работников.

Для интенсификации тушения пожаров в изолированных участках применяют многократное реверсирование. Однако комплекс вопросов, связанных с безопасностью и эффективностью применения данного метода, характером и длительностью переходных аэродинамических процессов, возникающих на аварийном участке при многократном реверсировании струи, является неизученным. Разработаны новые эффективные технологии тушения сложных подземных пожаров на основе совершенствования существующих методов тушения. Эти методы и внедрение результатов исследований в практику горноспасательного дела является важной и актуальной проблемой для горнодобывающей отрасли.

Ключевые слова: угольная шахта, пожар, ликвидация аварии, взрывы метана, реверсирование.

В последние 3-4 года на шахтах Украины произошел ряд серьезных аварий. При этом неоднократно при ликвидации подземного пожара происходили повторные взрывы метановоздушных смесей, которые существенно осложняли работы и нередко приводили к дополнительному травмированию работников. Такие явления имели место на шахте «Краснолиманская», ШУ «Покровское» [1, 2]. Необходимо отметить, что аварийность на угольных шахтах остается достаточно высокой. Приведем данные по распределение этих аварий по видам за период с 1998 по 2000 год. Так, в угольных шахтах Украины произошло 232 подземных аварий, на ликвидацию которых привлекались подраз-

деления Государственной военизированной горноспасательной службы в угольной промышленности (ГВГСС).

Значительный удельных вес пожаров обусловлен высокий пожароопасностью угольных шахт, которая с одной стороны связана с большой насыщенностью горных выработок различными горючими материалами (метан, уголь, деревянная крепь, резиново-кабельные изделия, конвейерные ленты, горюче-смазочные материалы, взрывчатые вещества и пр.), а с другой - наличием многочисленных потенциальных источников воспламенения (электрическое и механическое оборудование, взрывные работы, огневые работы, курение и др.).

Опасность возникновения пожаров существенно возрастает шахтах где разрабатываются

угольные пласты, характеризующиеся значительной газообильностью и большим содержанием летучих веществ в полезном ископаемом, где нарушение технологии ведения работ, оставление в выработанном пространстве целиков и отбитого угля, склонного к самовозгоранию, способно привести к возникновению эндогенных пожаров.

Характерным является то, что в Донбассе, по мере усложнения горно-геологических и горнотехнических условий добычи угля, переходом очистных и подготовительных работ на более глубокие горизонты, увеличения газовыделения, горного давления, скорости вентиляционной струи и температуры тушение подземных пожаров становится все более сложной проблемой и часто требует новых нетрадиционных подходов и решений [2-7].

Анализ аварийности на угольных шахтах [4] показывает, что если подземный пожар, возникший в угольной шахте, не удалось потушить в течении нескольких суток (такие пожары обычно называют простыми) то, как правило, они сильно развиваются и непосредственное тушение их огнетушащими средствами становится небезопасным, а часто и невозможным. В таких приходится прибегать к изоляции пожарных участков, и простой пожар переходит в категорию сложных подземных аварий, длительность ликвидации которых может достигать нескольких месяцев, а иногда лет.

В последнее время в Донбассе имелись пожары, ликвидировать которые не удалось в течение нескольких лет (шахты «Бутовка-Донецкая», «Молодогвардейская», им. 60-летия Советской Украины, им. Мельникова и др.).

В отличие от относительно простых пожаров, ликвидация которых осуществляется активным способом, т.е. непосредственным воздействием на очаг пожара огнетушащими средствами, сложные пожары обычно тушатся методом изоляции или комбинированным методом, когда после изоляции на пожар дополнительно воздействуют огнетушащими средствами [2,4,8,9]. Изоляция пожара осуществляется путем возведения изоляционных перемычек, препятствующих поступлению воздуха к очагу пожара. Это позволяет создать в изолированном пространстве инертную среду и прекратить процессы горения. Как правило, подземные пожары чаще изолируют в таких случаях [2,9,14,18]:

- при отсутствии подступов к очагу пожара и невозможности воздействия на него огнетушащими средствами (например, если пожар находится в выработанном пространстве, при наличии завалов и

др.);

- когда тушение пожара имеющимися огнетушащими средствами пожаротушения не эффективно и экономически нецелесообразно;

- когда в пожарном участке происходят взрывы метано-воздушной смеси и нельзя безопасно выполнить работы по его проветриванию;

- если суммарное содержание горючих газов в аварийном участке достигло 2 % при высоком содержании кислорода и предотвратить дальнейшее накопление горючих газов невозможно;

Сложные подземные пожары, тушение которых осуществляется изоляцией или комбинированным способом, как правило не превышают 10 % от общего числа пожаров [4], но убытки от таких пожаров достигают до 95 % всех убытков от аварий [10,16], что обуславливает особую актуальность поиска путей повышения эффективности их тушения.

Примером сложного пожара может служить шахта им. Засядько. Вентиляционный ходок, в который проник пожар из очага самовозгорания угля, пройден длиной 230 м и сечением в свету 5,9 м2. Закреплен он был деревом. Угол наклона ходка изменялся от 11 до 14 0. Вентиляционный ходок соединял 9-й западный конвейерный и 8-й западный конвейерный штреки. Быстрому развитию пожара способствовала тепловая депрессия, величина которой достигала 900 Па. Тушение пожара со стороны 9-го конвейерного штрека вскоре стало невозможным из-за выгорания крепи и многочисленных обрушений. Со стороны 8-го западного конвейерного штрека (со стороны исходящей струи) тушение также оказалось невозможным из-за того, что температура воздуха на выходе из вентиляционного ходка составляла 95...100 0С. Снизить температуру в верхней части ходка можно было бы путем реверсирования вентиляторов главного проветривания, однако расчеты показали, что преодолеть тепловую депрессию не представлялось возможным.

Вскоре пожар начал распространяться по 8-му западному конвейерному штреку и выработанному пространству в сторону западного вспомогательного уклона №2. В этих условиях было принято решение об изоляции аварийного участка взрыво-устойчивыми перемычками. Со стороны свежей струи перемычки были установлены в 9-м западном и 8-м западном конвейерных штреках, со стороны исходящей - по линии примыкания выработанного пространства к вспомогательному уклону №2. С целью улучшения герметизации аварийного участка 9-й западный вентиляционный штрек был полностью затоплен на протяжении 400 м. Тушение пожара методом изоляции продолжалось в течение 10 месяцев. Основные причины низкой эффективности тушения пожаров изоляцией и комбинированным методом следующие.

Периметр изоляционного пожарного участка составляет в большинстве случаев несколько тысяч метров. Целики угля, являясь концентраторами напряжений в толще вмещающих пород, имеют разветвленную сеть трещин. Поэтому к очагу пожара на протяжении всего периода изоляции, даже при высокой герметичности перемычек, поступает количество воздуха, достаточное для поддержания горения. В тех случаях, когда удается достигнуть хорошей герметичности и снизить утечки воздуха до приемлемого уровня, происходит незначительный вынос тепла, аккумулированного породами в районе очага пожара. Охлаждение горных пород до температуры, исключающей рецидив пожара (70 .120 0С), происходит в основном за счет рассеивания тепла в горный массив обычно за 6.9 ме-

сяцев. При этом, обычно попытки преждевременного вскрытия аварийного участка заканчивается рецидивом пожара.

Поэтому используются различные методы интенсификации тушения изолированных подземных пожаров. Интенсифицировать процесс тушения изолированных пожаров можно путем вентиляционного воздействия на них [2,11,12,13,18].

Известен способ ускорения тушения изолированных подземных пожаров с использованием рециркуляции пожарных газов. На Украине этот способ был успешно применен в 1986 г. на шахте им. А.А. Скочинского при пожаре в конвейерном штреке 5-й восточной лавы [2].

Система разработки на шахте была сплошная, длина лавы 200 м. В выработанном пространстве

лавы пройден вспомогательный ходок с конвейерного штрека на вентиляционный. Абсолютная газообильность выемочного участка 30 м3/мин. Через 1 час после возникновения пожара произошло обрушение кровли, расход воздуха в лаве сократился на 30%. Активное тушение пожара стало невозможным, поэтому было принято решение возвести на конвейерном и вентиляционных штреках изолирующие взрывоустойчивые перемычки. Для ускорения тушения пожара было решено применить метод рециркуляции газовой смеси. Для этого в уклоне 8 (см. рис. 1) был смонтирован трубопровод 9 диаметром 0,8 м. В конвейерном штреке был установлен вентилятор ВМЦГ-7. Всасывающий и нагнетательный участки трубопровода были пропущены через перемычки 7 и 11.

Рис. 1. Схема рециркуляции пожарных газов в изолированном участке шахты им. Скочинского: 1 - 5-й восточный конвейерный штрек; 2 - откаточный штрек; 3 - разрез 5-й восточной лавы; 4 - вспомагательный ходок; 5 - 5-й восточный вентиляционный штрек; 6 - 5-я восточная лава; 7, 11 - изолирующие перемычки; 8 - уклон; 9 - трубопровод; 10 - вентилятор.

После включения вентилятора продукты горения из вентиляционного штрека поступали в трубопровод 9, а затем вентилятором нагнетались через перемычку 11 в конвейерный штрек 1. Пройдя через очаг пожара 2, они через лаву 3 и вспомогательный ходок 4, возвращались на вентиляционный штрек 5. При этом вентилятор ВМЦГ-7 подавал газовую смесь в том же направлении, что и вентилятор главного проветривания. Расход газовой смеси в контуре рециркуляции составлял 400 м3/мин., длина контура - 3040 м. Скорость движения газов перед очагом пожара равнялась 0,5.. .0,6 м/с. Через 28 суток после начала рециркуляции температура угля и боковых пород в районе очага пожара снизилась до 50 0С, т.е. она была ниже критической, при которой невозможен рецидив пожара. Вскрытие изолированного участка это подтвердило. В процессе реализации этого метода выявились его существенные недостатки, которые заключались в следующем:

1. Нарушение взрывобезопасности. Это связано с тем, что в соответствии с действующими нормативными документами пожары на газовых шахтах должны быть изолированы взрывоустойчи-выми перемычками. При рециркуляции проемы в перемычках остаются открытыми, т.к. через них пропускается трубопровод;

2. Увеличение поступления свежего воздуха в изолированное пространство. После завершения работ по изоляции пожара производят «снятие» депрессии с изолированного участка, например, с помощью камер выравнивания давления. При этом депрессия перемычек устанавливается на уровне 5.10 Па. Во время рециркуляции из-за работы вентилятора перепад давлений на стенках трубопровода и на изоляционных перемычках достигает 5000.8000 Па, что приводит к резкому увеличению поступления свежего воздуха в изолированный участок, что, в свою очередь, может явиться причиной взрыва метана;

Из-за указанных недостатков описанный способ ускорения тушения пожаров до последнего времени не получил широкого распространения на практике. Кроме того, известно, что при пожарах в наклонных и вертикальных выработках формируется тепловая депрессия. Если последнюю использовать при рециркуляции в качестве источника тяги, то тогда отпадает необходимость в применении трубопровода и вентилятора, повышается безопасность ведения горноспасательных работ. Однако высказываются опасения, что по мере затухания пожара движение газов в изолированном участке прекратится, т.е. этот вопрос остается недостаточно изученным.

Необходимо отметить, что в последнее время проведен комплекс исследований по вопросу повышения эффективности тушения изолированных пожаров. Анализ научно-технической литературы по вопросу ускорения ликвидации изолированных подземных пожаров показал, что с 70-х годов созданию рециркуляции газообразных продуктов горения в выработках изолированного участка уделялось большое внимание. Был разработана типовая технологическая схема, согласно которой осуществляется рециркуляция продуктов горения в замкнутом контуре, предусматривающая отсос газов с помощью вентилятора из-за перемычки, установленной в выработке с исходящей струей, пропуск их через специальную камеру, в которой газы охлаждаются водой, и нагнетание их за перемычку, установленную в выработке с поступающей струей [2,13,20]. С целью нейтрализации утечек воздуха и снижения содержания кислорода в изолированном пространстве рекомендуется подавать в рециркуляционный поток жидкий или газообразный азот. Так, под действием тепловой депрессии на шахте «Ми-усинская» (г. Красный Луч) и возникновении при этом самопроизвольной рециркуляции продуктов горения. Из-за поступления к очагу пожара продуктов горения резко уменьшилась скорость перемещения его по уклону вверх.

Вопросам формирования тепловой депрессии пожара и методам ее определения посвящено много работ [2,4,15 и др.]. Однако в них тепловая депрессия рассматривается в открытых горных выработках, когда к очагу пожара поступает струя с содержанием кислорода 20.21 %. При рециркуляции к очагу пожара направляется струя с низким содержанием кислорода (до 1.2 %), что не может не сказаться на величине тепловой депрессии. Кроме того, содержание метана в изолированных участках достигает 90.95 % [8,17,18], а из-за использования воды в качестве охлаждающего средства рециркуляционный поток насыщается влагой [2]. Поэтому вопросы, связанные с формированием тепловой депрессии пожара в изолированном участке и изменением ее во времени при рециркуляции, нуждаются в дополнительных исследованиях.

Эффективность тушения пожара методом рециркуляции зависит от количества рециркулируе-мых газов и величины утечек воздуха через изолированный участок. Режим проветривания последнего определяется внутренними и внешними источниками тяги. К первым относится тепловая депрессия пожара и вспомогательный вентилятор, ко вторым - вентилятор главного проветривания (ВГП) и естественная тяга. В работе [2] рассмотрено влияние совместной работы источников тяги на воздухораспределение в изолированном участке при создании рециркуляции пожарных газов. В ней утверждается, что при сонаправленном действии тепловой депрессии пожара, вспомогательного вентилятора и ВГП утечки воздуха через изолированный пожарный участок минимальны, а при противодействии ВГП первым двум источникам тяги -максимальны. Такое утверждение, на наш взгляд,

сомнительно, поэтому вопрос взаимодействия источников тяги нуждается в дополнительной проработке.

Определение оптимального срока вскрытия изолированного пожарного участка является главной задачей при тушении пожаров методом изоляции, так как при раннем вскрытии возможен рецидив пожара, а неоправданная задержка вскрытия приведет к увеличению экономических потерь. Время вскрытия определяется температурой горных пород и газовоздушной смеси в районе очага горения. Однако существующие в настоящее время методы и средства не позволяют произвести непосредственные измерения указанных параметров. В связи с этим состояние изолированного пожара в настоящее время оценивают по косвенным признакам, например, по наличию в атмосфере изолированного участка оксида углерода. Эти же критерии положены в основу нормативных документов, по которым производится вскрытие изолированных участков [2,9,14]. При рециркуляции оксид углерода не удаляется с изолированного пространства, а повторно подается к очагу пожара, поэтому по его содержанию невозможно судить о стадии пожара.

В работе [15] предложен метод расчета температуры в очаге пожара, расположенного в выработанном пространстве, а в работе [16] дан метод определения температурного поля в изолированных штрекообразных выработках. Указанные методы разработаны без учета конвективного теплообмена, который имеет место при рециркуляции в выработках изолированного участка. Б.И. Медведев разработал методику тепловых расчетов горных выработок при рудничных пожарах [17], в которой учтено влияние температуры на изменение теплофизических параметров пожарных газов и горных пород, на коэффициент теплоотдачи от пожарных газов к стенкам выработок, а также разработан математический аппарат для учета теплообмена излучением и изменения температуры пожарных газов во времени. Поскольку данная методика предназначена для определения температуры вентиляционного потока за очагом перемещающегося пожара, температура которого принимается постоянной, она не может быть использована для тепловых расчетов при рециркуляции газовоздушного потока, т.к. температура очага в последнем случае изменяется с течением времени. Кроме того, данная методика не позволяет рассчитывать температурное поле в массиве горных пород, окружающих аварийный участок. Вместе с тем рекомендации автора в части влияния температуры на условия теплообмена могут быть учтены при разработке методики тепловых расчетов при рециркуляции вентиляционного потока в выработках изолированного участка.

Тепловым расчетам посвящены также работы других авторов [2,16,18,19 и др.]. Однако, приведенные в них зависимости пригодны для тех случаев, когда отсутствует рециркуляция на аварийном участке.

Вопросу расчета температуры пожарных газов при рециркуляции в изолированном участке посвящены работы [2,14,17]. В них даны численные методы расчета температуры в горном массиве и в очаге пожара при горении и после прекращения горения, как в проветриваемой выработке, так и при организации рециркуляционного потока. Эти методы требуют большого объема исходной информации, которую невозможно получить в аварийных условиях. Однако методы исследования и математический аппарат, использованные в данных работах, могут быть применены в процессе разработки простого экспресс-метода расчета температуры пожарных газов в изолированном участке при рециркуляции.

Как отмечалось ранее, вентиляционный способ предупреждения эндогенных пожаров в выработанных пространствах, заключающийся в периодическом изменении направления движения воздуха на выемочном участке. Изменение направления проветривания можно осуществить местным реверсированием вентиляционной струи, если ветвь является диагональю, либо периодическим включением источника тяги, меняющего депрессию участка на противоположное направление. О снижении активности процесса самовозгорания угля при изменении проветривания указывается также в работах [2,14]. Хотя способ многократного реверсирования первоначально предназначался для подавления очагов самонагревания угля в пределах действующего выемочного пространства, его можно использовать для ускорения тушения развившихся сложных пожаров.

Работа [20] посвящена тушению подземных пожаров, расположенных в изолированных участках, многократным опрокидыванием газовоздушного потока. Период опрокидывания выбирается таким, чтобы свежий воздух не успел бы попасть к очагу пожара, продолжительность его авторы рекомендуют находить из выражения

t _ (11 - 50)8,

е

(1)

ут.1

где ^ - длина выработки за очагом пожара до изолирующей перемычки по ходу движения газовоздушного потока до его опрокидывания, м;

$ - средняя площадь поперечного сечения выработки за очагом пожара, м2;

Оут 1 - утечки воздуха через изолированный

участок после опрокидывания в нем газовоздушного потока, м3/мин.

Через расчетное время ^ восстанавливают

первоначальное («нормальное») направление утечек воздуха. Продолжительность «нормального» периода авторы работы [2,20] рекомендуют определять по формуле

*2 =

(12 - 50)82

е

(2)

ут.2

где 12 - длина выработки от очага пожара до перемычки по ходу движения газовоздушного потока после его опрокидывания, м;

$2 - средняя площадь поперечного сечения выработки до очага пожара, м2;

б^м 2 - утечки воздуха через изолированный

участок до опрокидывания газовоздушного потока в изолированном участке, м3/мин.

Опрокидывание утечек воздуха авторы рассматриваемой работы рекомендуют осуществлять путем перераспределения вентиляционного давления в шахтной сети, или с помощью источника тяги (вентилятора местного проветривания, эжектора и т.п.). Причем в последнем случае трубопровод предлагается прокладывать через перемычку, чтобы воздух из него поступал непосредственно в изолированное пространство. Следует также отметить, что рекомендованный в работе [2] способ опрокидывания утечек воздуха, при котором свежий воздух через перемычку подается непосредственно в изолированный участок, является взрывоопасным. В случае взрыва в изолированном пространстве ударная волна через открытый проем выйдет за его пределы и может травмировать работников.

Таким образом, вопросы, связанные с применением многократного реверсирования для интенсификации тушения пожаров в изолированных участках, нуждаются в дополнительных исследованиях. А разработка новой эффективной технологии тушения сложных подземных пожаров на основе новых и совершенствования существующих методов тушения и широкое внедрение результатов исследований в практику горноспасательного дела является важной и актуальной проблемой для горнодобывающей отрасли.

Выводы

Проведенный анализ источников и практики тушения сложных подземных пожаров позволяет сделать следующие выводы:

1. Сложные подземные пожары, удельный вес которых не превышает 10%, дают до 90 % всех убытков. Ликвидируются они, как правило, методом изоляции. Проблема повышения эффективности тушения подземных пожаров сводится к сокращению сроков тушения сложных пожаров.

2. Ускорить тушение сложных подземных пожаров можно путем рециркуляции продуктов горения в изолированном участке. Однако применяемая на практике схема рециркуляции с использованием вентилятора местного проветривания в качестве источника тяги и вентиляционного трубопровода для подачи продуктов горения не соответствует условиям безопасности. Иные схемы рециркуляции в практике тушения сложных пожаров широко не апробированы.

3. Основной причиной, препятствующей применению метода рециркуляции продуктов горения при тушении сложных пожаров, является недостаточная изученность процессов формирования в

изолированном пространстве тепловой депрессии пожара и закономерностей изменения ее в процессе повторной подачи продуктов горения к очагу пожара, а также не изученность процессов взаимодействия различных источников тяги (тепловая депрессия, естественная тяга, депрессия ВГП) и на аварийном участке.

4. Для тушения пожаров, по мнению авторов, целесообразно применить метод многократного реверсирования. Однако комплекс вопросов, связанных с безопасностью и эффективностью применения данного метода, характером и длительностью переходных аэродинамических процессов, возникающих на аварийном участке при многократном реверсировании струи, является неизученным.

Список источников:

1. Минеев, С.П. Расследование аварии с двумя взрывами метановоздушной смеси // С.П. Минеев, В.Н. Кочерга, А.И. Дубовик, В.И. Лосев, М.А.Киш-кань. - Уголь Украины, 2016, №9-10. - С. 14-22.

2. Смоланов С.Н. Ликвидация сложных подземных аварий методами вентиляционного воздействия. - Днепропетровск: Наука и образование, 2002. - 272 с.

3. Мшеев, С.П. Дослщження аварп з вибухом метану на шахп «Новодонецька» // С.П. Мшеев, Е.А. Колесшченко, С.В. Дрозд, С.С. Лисняк, О.М. Бутирський. - Уголь Украины, 2018, №4-5, С. 24-30.

4. Аварийность на предприятиях угольной промышленности Минтопэнерго Украины в 1991 -2000 гг. - Донецк: НИИГД. - 2001. - 56 с.

5. Булгаков Ю.Ф. Тушение пожаров в угольных шахтах. - Донецк: ДонГТУ, 2001. - 270 с.

6. Минеев, С.П. Враг или друг шахтный метан? Это решают люди // С.П. Минеев. - Охрана труда: Приложение к журналу, 2017, № 12. - С. 4953.

7. Минеев, С.П. О предупреждении аварий, связанных со взрывами метана в угольных шахтах // С.П. Минеев. - Уголь Украины, 2018, №1-2, С. 50-59.

8. Mineev, S.P. Questions of the analysis of the applicable schemes of conveying the moving sites on Ukrainian mines and effectiveness of degasation // S.P. Mineev, V.N. Kocherga, R.N., Narivskiy, A.S.Yanzhula. - The International Scientific Periodical Journal "Modern Scientific Researches" - Minsk, Belarus, 2018. - Issue №3, Vol. 1 - р. 35-43.

9. Устав ГВГСС по организации и ведению горноспасательных работ. - Киев, 1993.- 44 с.

10. Козаченко В.В., Юрьев А.П. Экономическая оценка последствий подземных аварий // Безопасность труда в промышленности. - 1973.- №7.-С. 38.

11. Рекомендации по принудительной рециркуляции продуктов горения с применением инертных газов в выработках изолированного пожарного участка. - Донецк: ВНИИГД, 1986. - 24 с.

12. Опыт применения рециркуляции продуктов горения при тушении осложнившегося пожара на шахте им. А.А.Скочинского ПО "Донецкуголь" / Белик И.П., Болбат И.Е., Костенко В.К. и др. // Информационное письмо (ДСП) / ВНИИГД.- Донецк, 1987.- 11 с.

13. Болбат И.Е. Тушение подземных пожаров в изолированном участке путем многократного опрокидывания газовоздушного потока // Уголь Украины.- 1995.- №7.- С. 36-37.

14. Эндогенные пожары на угольных шахтах Донбасса. Предупреждение и тушение. Инструкция / НИИГД.- Донецк, 1996.- 72 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

15. Клещунов П.П., Гринь Г.В. К вопросу определения времени безопасного вскрытия изолированного пожарного участка // Разработка месторождений полезных ископаемых. - Киев: Техшка, 1970.-Вып. 18.- С. 92-94.

16. Осипов С.Н., Мильман Г.В., Калюсский А.Е. Расчет оптимальных сроков вскрытия изолированных пожарных участков // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.-1969.- №7.- С. 39-44.

17. Медведев Б.И. Тепловые основы вентиляции шахт при нормальных и аварийных режимах проветривания. - Киев-Донецк: Вища школа, 1978. - 156 с.

18. Осипов С.Н., Жадан В.М. Динамика пожара в горизонтальной горной выработке // Уголь Украины. - 1967.- №9.- С. 35-38.

19 Полубинский А.С., Черняк В.П. Теплообмен между горной выработкой и массивом горных пород с локализованным очагом пожара // Докл. АН Украины .- 1996.- №8.- С. 94-97.

20. Болбат И.Е., Зинченко И.Н., Головко Н.И. Тушение подземных пожаров в изолированном пространстве путем многократного опрокидывания газовоздушного потока // Уголь Украины .- 1995 .№7 .- С. 36-37.

Научный руководитель: д.т.н., проф. Минеев

С.П.

Рецензент: д.г.н. Баранов В.А.

Статья отправлена: 02.10.2018 г.

58 Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal) #9(37), 2018 '—¿.S УДК 629.78.01:620.17

А. А. Стукалов, А.К. Шатров

АО «ИСС» имени академикаМ. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярский край, ул. Ленина, 52

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВСТАВОК В ЭЛЕМЕНТЫ СОТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ В

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Доказана эффективность применения закладных вставок. Усилив конструкцию блоковой вставкой можно повысить физико-механические характеристики и снизить массу элементов, что актуально для космической отрасли.

Ключевые слова: конструкция, нормальные напряжения, вставка, закладные элементы, масса.

A. A. Stukalov, A. K. Shatrov

JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev» Russian Federation, 662972, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, Lenina str., 52

EFFICIENCY OF APPLICATION OF THE LATERAL PANELS OF THE CONSTRUCTION ELEMENTS OF MACHINE-BUILDING PRODUCTION

Proved the effectiveness of the embedded inserts. Strengthening the design of the side insert can improve the physical and mechanical characteristics and reduce the weight of the elements, which is important for the space industry.

Keywords: design, normal strain, insert, items, weight.

Современные конструкции в условиях эксплуатации подвергаются разным физическим воздействиям: удар, механическая вибрация, акустические, электромагнитные явления и термические явления, ионизирующее и неионизирующее излучение. Несмотря на высокие прочностные показатели материалов, конструкции из них не всегда удовлетворяют требованиям по массе. Использование блоковых вставок в элементы конструкций позволило увеличить запас прочности, при этом масса

конструкций значительно снижается, что очень важно для космической отрасли.

Опыт проектирования конструкций показал, что можно применять не только сплошные, но и многослойные конструкции [1]. Многослойная конструкция - это конструкция, состоящая из трех и более слоев. Роль стенки играет заполнитель, за счет которого разнесены несущие слои, что придает пакету слоев наибольшие нормальные напряжения (рис. 1).

Рис. 1. Распределение нормальных напряжений

Комбинируя материалы несущих слоев и заполнителя можно добиться от конструкции как можно максимальных физико-механических свойств [2]. В случае если вставить вставку в многослойную конструкцию, то можно в разы повысить физико-механические свойства конструкции при относительно малом весе [3].

Рассмотрим раскос авиационной стойки шасси из полимерного композиционного материала, а

именно раскоса основной стойки шасси [4]. Раскос представляет собой стержень, соединенный с конструкцией шарнирно.

Полностью из углепластика методом намотки раскос при заданной геометрии не удовлетворяет требованиям по прочности. Фактические напряжения превышают допустимые (рис. 2).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.