Научная статья на тему 'Особенности применения порошковых устройств автономной взрывозащиты горных выработок'

Особенности применения порошковых устройств автономной взрывозащиты горных выработок Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
350
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УДАРНАЯ ВОЗДУШНАЯ ВОЛНА / ВЗРЫВОЗАЩИТА / ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШОК / ФАКЕЛ РАСПЫЛЕНИЯ / ВРЕМЯ ДЕЙСТВИЯ / БЫСТРОДЕЙСТВИЕ / AIR SHOCK WAVE / EXPLOSION PROTECTION / FIRE EXTINGUISHING POWDER / SPRAY TORCH / TIME OF ACTION / SPEED

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ботвенко Д.В., Казанцев В.Г., Голоскоков С.И.

Натурными экспериментами установлены минимально возможные значения количества огнетушащего порошка, необходимого для подавления горения углеводородов по площади и подавления взрывного горения в объеме. При использовании огнетушащего порошка марки Феникс АВС-70 для локализации горения пропановоздушных стехиометрических смесей получено минимальное значение огнетушащего порошка: по площади 1 кг/м2; по объему 1,7 кг/м3. С использованием модуля порошкового пожаротушения импульсного типа «Паук» рассмотрены особенности взаимодействия факела распыления огнетушащего порошка с поверхностью горения при тушении очага пожара по площади. С использованием устройства динамической автономной взрывозащиты (УДАВ) рассмотрены характер и конфигурация факела распыления огнетушащего порошка при выстреле в атмосферу; приведены экспериментальные данные по локализации взрывного горения пропано-воздушных стехиометрических смесей в полузамкнутом пространстве.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ботвенко Д.В., Казанцев В.Г., Голоскоков С.И.

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

Features of the use of powder units of autonomous explosion protection of mine workings

Field experiments established the minimum possible values of the amount of fire extinguishing powder needed to suppress the burning of hydrocarbons by area and suppress explosive burning in volume. When using a fire extinguishing powder brand Phoenix AVS-70 for localizing the combustion of propane-air stoichiometric mixtures, the minimum value of fire extinguishing powder was obtained: by area 1 kg/m2; by volume 1.7 kg/m3. Using the module of powder fire extinguishing of the pulse type “Spider”, the peculiarities of the interaction of the spray flame of the fire extinguishing powder with the burning surface when extinguishing the fire area are considered. Using a dynamic autonomous explosion protection device (DELTA), the nature and configuration of the flame of the fire extinguishing powder when fired into the atmosphere are considered; experimental data on the localization of explosive combustion of propane-air stoichiometric mixtures in a semi-closed space are given.

Текст научной работы на тему «Особенности применения порошковых устройств автономной взрывозащиты горных выработок»

УДК 622.82:614.843 © Д.В. Ботвенко, В.Г. Казанцев, С.И. Голоскоков, 2019

Особенности применения порошковых устройств автономной взрывозащиты горных выработок

Р01: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-6-52-58 -

БОТВЕНКО Денис Вячеславович

Канд. техн. наук, заведующий лабораторией АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кемерово, Россия, тел.: +7 (3842) 64-30-99, e-mail: 642935@rambler.ru

КАЗАНЦЕВ Владимир Георгиевич

Доктор техн. наук, профессор ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», 656038, г. Барнаул, Россия, тел.: +7 (3852) 29-07-06, e-mail: wts-01@mail.ru

ГОЛОСКОКОВ Сергей Иванович

Канд. техн. наук, заведующий лабораторией АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кемерово, Россия, e-mail: s.goloskokov@nc-vostnii.ru

Натурными экспериментами установлены минимально возможные значения количества огнетушащего порошка, необходимого для подавления горения углеводородов по площади и подавления взрывного горения в объеме. При использовании огнетушащего порошка марки Феникс АВС-70 для локализации горения пропановоздушных стехиометрических смесей получено минимальное значение огнетушащего порошка: по площади - 1 кг/м2; по объему - 1,7 кг/м3. С использованием модуля порошкового пожаротушения импульсного типа «Паук»рассмотрены особенности взаимодействия факела распыления огнетушащего порошка с поверхностью горения при тушении очага пожара по площади. С использованием устройства динамической автономной взрывозащиты (УДАВ) рассмотрены характер и конфигурация факела распыления огнету-

шащего порошка при выстреле в атмосферу; приведены экспериментальные данные по локализации взрывного горения пропановоздушных стехиометрических смесей в полузамкнутом пространстве.

Ключевые слова: ударная воздушная волна, взрывоза-щита, огнетушащий порошок, факел распыления, время действия, быстродействие.

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с «Руководством по безопасности по взрывозащите горных выработок угольных шахт, опасных по газу и (или) угольной пыли» [1], устанавливается порядок принятия защитных мер в отношении взрыва метана и (или) угольной пыли и других горючих газов, содержащихся в рудничной атмосфере, путем применения средств взрывозащиты горных выработок, входящих в состав системы контроля и управления средствами взрывозащиты - система ВЗГВ.

В этой связи наряду с мероприятиями по взрывопреду-прежден и ю, устра нению возможности проя вления одной из главных опасностей в горных выработках - возникновения горения или взрыва пылеметановоздушных смесей востребовано комплексное решение проблемы безопасности, включающее в себя разработку приемов подавления взрывного горения, в том числе, когда процесс развития аварии переходит в неуправляемое состояние.

ПОРОШКОВЫЕ УСТРОЙСТВА АВТОНОМНОЙ

ВЗРЫВОЗАЩИТЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

До недавнего времени в шахтах России и в странах СНГ в качестве основных средств изоляции наиболее вероятных очагов взрывов пылеметановоздушных смесей в горных выработках использовались ставшие уже традиционными мероприятия по предупреждению взрывов, включающие заслоны из инертной пыли, сланцевание выработок, орошение водой и другие.

Не вдаваясь в подробности достоинств и недостатков перечисленных выше средств локализации очагов взрывов (они широко известны), отметим тенденцию все увеличивающейся интенсивности научных исследований и их практической реализации по созданию автономных и автоматических средств слежения и подавления взрывного горения в горных выработках, предназначенных для защиты горнорабочих и оборудования.

Примером может служить теперь уже известная автоматическая система взрывоподавления-локализации взрывов АСВП-ЛВ, разработанная «Межведомственной комиссией по взрывному делу» при Академии горных наук [2]. Система АСВП-ЛВ крепится стационарно к кровле выра-

ботки, не мешает хозяйственной деятельности, работает в ждущем режиме и приводится в действие ударной воздушной волной (УВВ), распространяющейся по горной выработке в результате взрыва пылеметановоздушных смесей. При воздействии УВВ интенсивностью не ниже на 0,2 кг/см2 на датчик системы - выносную штангу длиной 6 м, движущуюся со скоростями до 800 м/с - происходит выброс в пространство горной выработки пламегасяще-го порошка (исходная масса порошка - 25 кг) энергией сжатого воздуха, находящегося под высоким давлением (~120 кг/см2) в рабочей камере системы. Система АСВП-ЛВ срабатывает от воздействия УВВ с быстродействием 15-20 мс. Выброс порошка осуществляется по ходу движения УВВ, флегматизируя пространство выработки. При этом полагается, что при содержании огнегасящего порошка более 10 г на 1 м3 пространства горной выработки стехиометрическая метанопылевоздушная смесь уже не взрывается. Исходя из этого критерия, как утверждают разработчики, в системе АСВП-ЛВ для полной флег-матизации метанопылевоздушной смеси предусмотрен восьмикратный запас необходимого количества порошка.

Если рассматривать техническое задание (ТЗ) на разработку новых аналогичных систем взрывоподавления, необходимо потребовать расширения их технических возможностей. Например, система взрывоподавления-локализации взрывов должна срабатывать и при дефла-грационном горении, когда скорости УВВ невелики, а давление во фронте менее чем 0,2 кг/см2. С другой стороны, система должна срабатывать и при сильных детонационных взрывах, когда скорости УВВ и огня становятся равными и даже превышают уровень 2000 м/с. Необходимо предусмотреть и другие эргономические параметры системы локализации взрывного горения, например такие, как ее мобильность, возможность ее крепления к бортам и почве выработок, ее адаптация к защите газоотводящих сетей и трубопроводов, возможности тушения аварийных газовых и нефтяных скважин, в то же время система не должна быть помехой хозяйственной деятельности и т.п.

Нами разработано Устройство Динамической Автономной Взрывозащиты (УДАВ), далее Устройство, с искробезо-пасной системой запуска для подавления взрывного горения пылеметановоздушных смесей в горных выработках, учитывающее перечисленные выше требования. Кроме того, Устройство может быть использовано для защиты от ударных волн и огня, производственных участков цехов, тушения аварийных нефтяных и газовых скважин, туннелей, газоотводящих магистралей и/или трубопроводов, автономно или автоматически осуществляя функции гашения взрывного горения и предотвращая распространение пламени при возгорании смеси углеводородов и пыли с воздухом любой концентрации, без присутствия человека.

Область применения Устройства - взрывоопасные зоны объекта, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов и взвесей группы I и II С температурного класса Т6 по ГОСТ 30852.19-2002 (МЭК 60079-20:1996) [3], в соответствии с ГОСТ 30852.13-2002 (МЭК 60079-14:1996) [4], глава 7.3 ПУЭ [5], глава XIV «Область и условия применения электрооборудования», Правилами безопасности в угольных шахтах [6], регламентирующими применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Быстродействие Устройства составляет не более чем 10-17 мс. При этом в защищаемое пространство из контейнера выбрасывается заряд распыленного огнетуша-щего порошка с начальной массой от 25 до 60 кг. В качестве вытесняющего газа используется углекислый газ, который, в свою очередь, является дополнительным флег-матизатором пылеметановоздушных смесей в защищаемом пространстве. При срабатывании Устройства конфигурация распыла порошка представляет собой результат сложного двухфазного истечения из контейнера высокотурбулентной газопорошковой смеси. При выходе из корпуса контейнера газопорошковая смесь формирует угол раствора струи распыления, который составляет от 12 до 15°. Далее, за счет сопротивления окружающего воздуха, факел распыления резко увеличивает свои размеры в поперечном сечении. Дальность выстрела в свободное неограниченное пространство - шлейф распыленного порошка составляет не менее 25 м при максимальном диаметре шлейфа 6 м. Разработанное Устройство относится к классу автономных систем взрывоподавления - не требует внешних источников питания для слежения за взрывоопасной обстановкой и запуска в работу. Запуск Устройства в работу осуществляется при помощи разработанного нами датчика ударных волн (ДУВ).

Датчик ударных волн служит для обнаружения движущейся ударной волны, а также для генерирования и формирования электроимпульса на запуск Устройства в случае воздействия на чувствительный элемент ДУВ ударной волны интенсивностью не менее 750±250 даПа (0,0075±0,0025 МПа). ДУВ генерирует электрический импульс амплитудой не менее 3,5 В на нагрузке 1 Ом, на уровне 3А (1=3А) и длительностью импульса не менее 1 мс. Эксперименты показывают, что одним ДУВ могут быть запущены в работу до десяти систем УДАВ.

Заметим, что одной из характеристик для любых систем взрывозащиты - «быстродействие системы» - недостаточно для оценки возможности перехвата и локализации взрывного горения. Требуется знание «времени действия системы» - времени, в течение которого происходят полное вытеснение огнетушащего порошка из контейнера и формирование факела распыла смеси. Для системы УДАВ время действия составляет порядка 35-50 мс. Особенностью системы УДАВ, является возможность выноса ДУВ на расстояние до 150 м от Устройства. Таким образом, оказывается возможным перехват движущейся ударной волны со скоростью до V < 150/0,05 = 3000 м/с, то есть срабатывание Устройства произойдет до того, как ударная волна пройдет расстояние от датчика ударных волн до среза сопла контейнера с порошком.

На рис. 1 показаны кадры скоростной видеосъемки работы УДАВ при выстреле огнегасящего порошка в атмосферу неограниченного пространства с обтеканием препятствия.

В основу физических принципов огне- и взрывоподавления, реализованных в системе УДАВ, положено три возможных механизма гашения пламени и ударных волн: кинематический механизм (потеря энергии воздушной ударной волны при ее прохождении через облако распыленного в атмосфере выработок огнетушащего порошка), за счет флегматизации защищаемого пространства огнету-шащим порошком и газом, за счет создания встречной ударной волны, образующейся при выстреле.

В соответствии с «Руководством по безопасности по взрывозащите горных выработок угольных шахт, опасных по газу и (или) угольной пыли» [1], в состав системы ВЗГВ могут входить заслоны с возможностью контроля и управления и дополнительно могут входить заслоны без возможности контроля и управления.

Разработанное Устройство (УДАВ) удовлетворяет указанным требованиям.

Поскольку среди научной общественности и разработчиков систем взрывоподавления сложилось мнение о величине содержания огнегасящего порошка, достаточного для полной флегматизации стехиометрических мета-нопылевоздушных смесей, - более 10 г на 1 м3 пространства, когда метанопылевоздушная смесь уже не взрывается, обратим особое внимание на характеристики огне-тушащих порошков и их весовой доли, необходимой для подавления возгораний и взрывов МВС.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОГНЕТУШАЩИХ ПОРОШКОВ

И ИХ ВЕСОВОЙ ДОЛИ, НЕОБХОДИМОЙ

ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ВОЗГОРАНИЙ И ВЗРЫВОВ МВС

Огнетушащие порошки являются сложными гетерогенными системами, поэтому они обладают специфическими свойствами и особенностями, от которых зависит их огнетушащая способность. Порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими слеживанию и комкованию. В качестве основы для огнетушащих порошков используют фосфорноаммонийные соли (моно-, диаммо-

нийфосфаты, аммофос), карбонат и бикарбонат натрия и калия, хлориды натрия и калия и др. В качестве добавок - кремнийорганические соединения, аэросил, белую сажу, стеараты металлов, нефелин, тальк и др. Сегодня для систем пожаротушения отечественной промышленностью выпускаются огнетушащие порошки различной модификации марок: «Вексон-АВС», «Триумф-АВС», «Исто-1» и др.

В системе УДАВ используется огнетушащий порошок марки «Феникс АВС-70», разработанный в ООО «Каланча» специально для систем автоматического порошкового пожаротушения.

Дадим экспериментальную оценку эффективности по-жаро- и взрывозащиты огнетушащего порошка. Нормами пожарной безопасности установлены правила проведения испытаний на предмет установления огнетушащей способности по защищаемой площади и по защищаемому объему. При испытаниях по защите площади использован модуль порошкового пожаротушения «Паук» (время действия - до одной секунды), разработанный нами ранее для защиты пожароопасных объектов угольных шахт и в качестве устройства быстрого возведения газопорошковых перемычек в горных выработках. Навеска огнетушащего порошка в корпусе МПП составляла шесть килограммов.

Фрагменты испытаний по тушению сложного очага пожара 233В - два протвиня диаметром 3,05 м, суммарная площадь зеркала жидкости - 14,6 м2, заполненные 433 литрами воды и 233 литрами бензина марки А-80 с высоты 6 м - показаны на рис. 2.

С целью детализации процесса тушения очага пожара на рис. 3 показаны конфигурация факела распыла огнету-шащего порошка и его взаимодействие с зеркалом (поверхностью) жидкости.

При анализе взаимодействия огнетушащего порошка с очагом горения будем учитывать два обстоятельства. Во-первых, рассматриваемый нами огнегасящий порошок, как и большинство других порошков (за исключением специальных), химически не активен, то есть при высоких температурах порошки, даже переходя в другие агрегатные состояния, практически не оказывают влияния на процесс горения. Во-вторых, при снижении концентрации кислорода до 15-18% большинство веществ теряет способность к горению из-за недостатка окислителя.

Таким образом, огнетушащая способность порошка по защищаемой площади является следствием возможности изоляции поверхности вещества - генератора газообразования от окружающего воздуха.

Понятно, что эффективность огнетушащего порошка зависит как от особенностей конструкции устройства по-жаро- и взрывозащиты, так и от марки и модификаций используемого порошка.

Не сложно видеть, что в данном конкретном случае количество огнетушащего порошка, необходимого для локализации очага горения на единицу площади, можно рассчитать из зависимости Q > G/S, где G - навеска порошка в корпусе огнетушителя, кг; S - площадь защищаемой поверхности, м2. Подставляя в эту зависимость данные по

навеске порошка и площади защищаемой поверхности, получим количество огнетушащего вещества, необходимого для локализации очага горения:

Q > G : £ = 6 : 7,3 = 0,82 кг/м2.

Вводя в рассмотрение двадцатипроцентный запас на количество огнетушащего вещества, необходимого для локализации очага горения по площади, получим:

Q = 0,82 • 1,2 = 0,984 кг/м2, или б ~ 1 кг/м2.

Заметим, что уменьшение навески порошка в корпусе модуля порошкового пожаротушения до пяти килограммов приводит к неопределенному результату - локализация очага пожара носит непредсказуемый характер. При уменьшении навески порошка до четырех килограммов локализовать очаг пожара не удается.

При объемном тушении - огне- и взрывозащите - прекращение горения осуществляется вследствие обволакивающего эффекта защищаемого объема, из которого облаком огнетушащего порошка частично вытесняется кислород.

В системе УДАВ использован принцип взрывозащиты, базирующийся на технологии комбинированного газопорошкового пожаротушения. Поскольку в качестве вытесняющего порошок газа используется углекислый газ, то смесь углекислого газа и порошка приводит к совместной одновременной комбинации газового и порошкового объемного тушения огня. При этом достигается эффект синергизма (взаимного усиления) действия газопорошковой смеси в защищаемом объеме. Вместо углекислого газа, который физиологически слаб, но ядовит, могут быть использованы и другие, практи-

Рис. 3. Видеокадры испытаний по взаимодействию факела распыления огнетушащего порошка с поверхностью жидкости

чески безвредные инертные газы, такие как азот, аргон или гелий. Понятно, что при вытеснении порошка сжатым воздухом эффективность локализации горения значительно падает вследствие того, что между частичками порошка присутствует воздух, в состав которого входит кислород (до 21%).

Дадим экспериментальную оценку эффективности по-жаро- и взрывозащиты огнетушащего порошка по защищаемому объему.

При испытаниях по взрывозащите использована металлоконструкция, имитирующая некоторый объем, содержащий стехиометрическую взрывоопасную концентрацию пропановоздушной смеси (4-5% пропана), рис. 4. Поперечное сечение трубы составляет = 1,99 м2, ее объем V = 18,1 м3. Суммарный объем пропановоздушной смеси, закаченный в объем конструкции, составляет 47,55 м3.

Количество огнетушащего порошка в контейнере УДАВ соответствовало величине в = 25 кг. Зажигание пропановоздуш-ной смеси осуществлялось принудительно у правого торца конструкции (см. рис. 4) с использованием электровоспламенителя ЭВФ. Слежение за возгоранием осуществлялось при помощи пирометрического (оптического) датчика обнаружения возгорания смеси углеводородов с воздухом. Датчик предназначен для формирования электроимпульса на запуск УДАВ в случае возникновения пятна огня в защищаемом простра нстве. Датчик обеспечивает подачу на воспламенитель газогенератора УДАВ электрического импульса амплитудой не менее 3,5 В на нагрузке не более 7 Ом. При этом время срабатывания оптического датчика от начала обнаружения вспышки до подачи электрического импульса составляет не более 0,3 мс. При использовании

Рис. 4. Схема зажигания и работы системы УДАВ по взрывопо-давлению возгорания пропановоздушной смеси в трубе

Рис. 5. Кадры развития и локализации взрывного горения пропановоздушной смеси системой УДАВ

оптического датчика быстродействие УДАВ уменьшается, составляет не более 5-10 мс.

На рис. 5 показаны кадры типового развития взрывного горения и его локализация при проведении восьми испытаний. При этом кадр а (см. рис. 5, а) соответствует исходному (перед зажиганием) состоянию конструкции. На кадре б (см. рис. 5, б) показан взрыв пропановоздушной смеси без инициирования системы УДАВ. Кадры в, г, д, е (см. рис. 5, в, г, д, е) представляют собой развитие событий при локализации взрывного горения системой УДАВ.

Анализ результатов испытаний показывает, что имеет место полная и устойчивая локализация взрывного горения. Прорыв огня по трубе со стороны торца на расстояние до трех метров (см. рис. 5, д) является следствием, с одной стороны, разности скорости распространения пламени по трубе и времени действия УДАВ и, с другой сто-

роны, недостаточной плотности огнетушащего порошка во фронте факела распыления.

Отметим, что при задействовании спаренных УДАВ, при их одновременной работе (три испытания), прорыва огня не наблюдалось.

Поскольку суммарный защищаемый объем зависит от локализации взрывного горения в объеме трубы, потребное количество огнетушащего порошка на метр кубический, необходимое для локализации взрыва пропановоздушной смеси, определится из выражения:

Q > G : V = 25 : 18,1 = 1,38 кг/м3, где G - навеска порошка в контейнере УДАВ, V- объем трубы.

Как и ранее, вводя двадцатипроцентный запас на количество огнетушащего вещества, необходимого для локализации очага объемного горения, придем:

Q = 1,38 • 1,2 = 1,7 кг/м3.

Заметим также, что энергетические характеристики пропана выше, чем характеристики метана. В связи с этим проведенные испытания и выводы могут быть распространены на случай локализации взрывного горения метановоз-душной смеси, в том числе стехиометрического состава.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

УДАВ является глубокой модернизацией Мортиры пыле-метной газодинамической, которая в составе системы взры-возащиты газоотводящих сетей (СВГСА) отмечена гран-при на международной выставке «Экспо-Сибирь» в 2012 г.

Список литературы

1. Руководство по безопасности по взрывозащите горных выработок угольных шахт, опасных по газу и (или) угольной пыли: Приказ Ростехнадзора от 23 дек. 2016 г. № 561. URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/ doc/71489338/ (дата обращения: 15.05.2019).

2. Автоматические средства локализации взрывов при применении камерно-столбовой системы отработки запасов угля в условиях ООО «УК «МЕЖЕГЕЙУГОЛЬ» /

Д.В. Ботвенко, С.И. Голоскоков, М.Ю. Коптев, Е.П. Татарников // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. 2017. № 1. С. 19-30.

3. ГОСТ 30852.19-2002 (МЭК 60079-20: 1996) Электрооборудование взрывозащищенное. Ч. 20. Данные по горючим газам и парам, относящиеся к эксплуатации электрооборудования. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200103121 (дата обращения: 15.05.2019).

4. ГОСТ 30852.19-2002 (МЭК 60079-14: 1996) Электрооборудование взрывозащищенное. Ч. 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок). URL: http://docs.cntd.ru/document/1200103572 (дата обращения: 15.05.2019).

5. Правила устройства электроустановок. Глава 7.3. Электроустановки во взрывоопасных зонах. URL: http://www. konstalin.ru/?sid=1351 (дата обращения: 15.05.2019).

6. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах»: Приказ Ростехнадзора от 19 ноября 12013 г. № 550. URL: http://docs.cntd.ru/ document/499060050 (дата обращения: 15.05.2019).

SAFETY

UDC 622.82:614.843 © D.V. Botvenko, V.G. Kazantsev, S.I. Goloskokov, 2019

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2019, № 6, pp. 52-58 Title

FEATURES OF THE USE OF POwDER UNITS OF AUTONOMOUS ExPLOSION PROTECTION OF MINE wORKINGS

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-6-52-58

Authors

Botvenko D.V.1, Kazantsev V.G.2, Goloskokov S.I.1

' "Scientific Centre "VostNII" for Industrial and Environmental Safety in Mining Industry" JSC, Kemerovo, 650002, Russian Federation 2 Polzunov Altai State Technical University, Barnaul, 656038, Russian Federation

Authors' Information

Botvenko D.V., PhD (Engineering), Head of Laboratory, tel.: +7 (3842) 64-3099, e-mail: 642935@rambler.ru

Kazantsev V.G., Doctor of Engineering Sciences, Professor, tel.: +7 (3852) 29-07-06, e-mail: wts-01@mail.ru

Goloskokov S.I., PhD (Engineering), Head of Laboratory, e-mail: s.goloskokov@nc-vostnii.ru

Abstract

Field experiments established the minimum possible values of the amount of fire extinguishing powder needed to suppress the burning of hydrocarbons by area and suppress explosive burning in volume. When using a fire extinguishing powder brand Phoenix AVS-70 for localizing the combustion of propane-air stoichiometric mixtures, the minimum value of fire extinguishing powder was obtained: by area - 1 kg/m2; by volume 1.7 kg/m3. Using the module of powder fire extinguishing of the pulse type "Spider", the peculiarities of the interaction of the spray flame of the fire extinguishing powder with the burning surface when extinguishing the fire area are considered. Using a dynamic autonomous explosion protection device (DELTA), the nature and configuration of the flame of the fire extinguishing powder when fired into the atmosphere are considered; experimental data on the localization of explosive combustion of propane-air stoichiometric mixtures in a semi-closed space are given.

Keywords

Air shock wave, Explosion protection, Fire extinguishing powder, Spray torch, Time of action, Speed.

References

1. Rukovodstvo po bezopasnosti po vzryvozashchite gornykh vyrabotok ugol'nykh shakht, opasnykh po gazu i (ili) ugol'noy pyli: Prikaz Rostekhnadzora ot 23 dek. 2016 g. N 561 [Safety Guide for the Explosion Protection of Mine Workings at Coal Mines Dangerous for Gas and (or) Coal Dust: Rostechnadzor

order dated 23 December, 2016, No. 561]. Available at: http://www.garant. ru/products/ipo/prime/doc/71489338/ (accessed 15.05.2019).

2. Botvenko D.V., Goloskokov S.I., Koptev M.Yu. & Tatarnikov E.P. Avtomat-icheskiye sredstva lokalizatsii vzryvov pri primenenii kamerno-stolbovoy sistemy otrabotki zapasov uglya v usloviyakh OOO "UK "MEZHEGEYUGOL"' [Automatic means of localization of explosions when using the chamber-and-pillar system of coal reserves mining in the conditions of"UC"MEZHEGEUGOL" LLC]. Vestnik Nauchnogo tsentra VostNII po promyshlennoy i ekologicheskoy bezopasnosti - Bulletin of the Science Center of VostNII on industrial and environmental safety, 2017, No. 1, pp. 19-30.

3. GOST 30852.19-2002 (MEK 60079-20: 1996) Elektrooborudovaniye vzryvoza-shchishchennoye. Ch. 20. Dannyye po goryuchim gazam i param, otnosyashchi-yesya k ekspluatatsii elektrooborudovaniya [GOST 30852.19-2002 (IEC 6007920: 1996) Explosion-proof electrical equipment. Part 20. Data on combustible gases and vapors related to the operation of electrical equipment]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200103121 (accessed 15.05.2019).

4. GOST 30852.19-2002 (MEK 60079-14: 1996) Elektrooborudovaniye vzry-vozashchishchennoye. Ch. 14. Elektroustanovki vo vzryvoopasnykh zonakh (krome podzemnykh vyrabotok) [GOST 30852.19-2002 (IEC 60079-14: 1996) Explosion-proof electrical equipment. Part 14. Electrical installations in hazardous areas (except for underground workings)]. Available at: http://docs. cntd.ru/document/1200103572 (accessed 15.05.2019).

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

5. Pravila ustroystva elektroustanovok. Glava 7.3. Elektroustanovki vo vzryvoopasnykh zonakh [Rules for electrical installations. Chapter 7.3. Electrical installations in hazardous areas]. Available at: http://www.konstalin.ru/?sid=1351 (accessed 15.05.2019).

6. Ob utverzhdenii Federalnykh norm i pravil v oblasti promyshlennoy bezopasnosti "Pravila bezopasnosti vugol'nykh shakhtakh": Prikaz Rostekhnadzora ot 19 noyabrya 2013 g. N 550 [On approval of Federal norms and rules in the field of industrial safety "Safety rules in coal mines": Order of Rostechnadzor of November 19, 2013, No. 550]. Available at: http://docs.cntd.ru/docu-ment/499060050 (accessed 15.05.2019).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.