Активный способ тушения подземных пожаров

Активный способ тушения подземных пожаров

Рудничные пожары — пожары возникающие непосредственно в горных выработках, массиве полезных ископаемых и отработанном пространстве. К рудничным пожарам относятся и пожары в надшахтных зданиях, на складах, которые могут распространиться на выработки, или отравить в них атмосферу газообразными продуктами горения.

По причинам возникновения, рудничные пожары подразделяются:

• эндогенные (самовозгорание);
• экзогенные (от внешнего источника).

В зависимости от места возникновения рудничные пожары бывают:

Подземные рудничные пожары являются одной из наиболее опасных аварий в шахте. Их особенностью является плохая доступность для активного тушения непосредственным воздействием. Наличие за очагами пожаров, по ходу вентиляционной струи, высокой температуры, дыма и других продуктов горения не позволяет организовать тушение горящей выработки с двух сторон. Под действием огня выходит из строя и теряет свою несущую способность крепь горной выработки, что приводит к обрушению пород кровли, ещё больше осложняющему аварию.

Пожары в шахтах и рудниках, опасных по газу и пыли, могут привести к взрыву газо-пылевой смеси в ходе ведения аварийно-спасательных работ.

Особенной опасностью рудничных пожаров является распространение по горным выработкам продуктов горения.

Наиболее опасны экзогенные пожары. Они быстро активизируются и за короткое время могут отравить атмосферу горных выработок на большом протяжении.

Подземный пожар в своём развитии проходит три стадии:

1. Возгоранию свойственно нарастание количество сгорающего в единицу времени материала, расхода на горение кислорода, повышение концентрации углеродосодержащих газов (СО, СО 2 ), увеличение температуры продуктов горения.
2. Развившийся пожар характеризуется полным расходом кислорода на горение и максимальной концентрацией углеродосодержащих газов, при постоянном расходе воздуха, сгоранием в единицу времени постоянного (максимального) горючего материала и постоянством температуры продуктов горения.
3. В стадии затухания наблюдается увеличение в продуктах горения концентрации кислорода, снижение содержания углеродосодержащих газов и уменьшение температуры пожарных газов.

Развитие пожара зависит от мощности и длительности действия начального теплового импульса, количества и характера расположения горючего материала и скорости воздушного потока у очага.

По мере увеличения площади горения наблюдается повышение температуры продуктов горения, нарастание содержания оксида и диоксида углерода, метана и водорода. По достижении температуры пожарных газов 500-550 градусов, пожар стабилизируется. При этом, концентрация кислорода в продуктах горения, как правило не превышает 15-16%, тогда как содержание диоксида достигает 5-6%.

Тушение подземных пожаров осуществляется следующими способами:

1. Активный — непосредственное воздействие на очаг пожара огнегасительными средствами (водой, пеной, песком и т.п.), или разборкой очагов с заливкой горящей массы водой. Этот способ обычно применяют при всех пожарах, в начале их возникновения. Тушение пожара активным способом производят, как правило, со стороны свежей струи воздуха, одновременно принимают меры по преграждению распространения огня по исходящей струе (водяной завесы, удаление крепи, устройство завалов и т.п.).

• Пенно-воздушный способ: поперёк выработки натягивают матерчатую сетку, на неё наносится пенообразующая жидкость, образующая в ячейках сетки тонкие плёнки, срываемые затем воздушным потоком с образованием пены.
• Тушение инертной паро-газовой смесью: в выработке устанавливается генератор паро-газовой смеси («керосинка»). Производительность генератора должна равняться воздушному потоку (весь воздух заменяется смесью).

1. Пассивный — изоляцией пожарного участка перемычками с засыпкой (при необходимости) провалов, тампонированием трещин целика и вмещающих пород. К изоляции прибегают, когда пожар нельзя ликвидировать непосредственным тушением из-за недоступности очагов горения непосредственному воздействию активными средствами.
2. Комбинированный — непосредственное тушение в комплексе с изоляцией пожарных участков, затоплением их водой, или заполнением инертными газами. Способ используют, когда пожар принял значительные размеры и непосредственное тушение не даёт должного эффекта, или когда невозможно ликвидировать пожар только путём изоляции.

При тушении подземных пожаров применяют следующие вентиляционные режимы:

• сохраняют существующий до возникновения пожара;
• сохраняют существующее направление вентиляционной струи с увеличением или уменьшением расхода воздуха;
• реверсируют (опрокидывают) вентиляционную струю, с сохранением, увеличением, или уменьшения расхода воздуха;
• закорачивание вентиляционной струи, при нормальном, или реверсивном её направлении;
• нулевая вентиляция, путём исключения выработок пожарного участка из вентиляционной сети шахты, или остановки вентилятора главного проветривания.

В начале устанавливают вентиляционный режим, предотвращающий распространение пожарных газов в выработки, в которых находятся люди.

Если пожар возник в начале поступающей вентиляционной струи (в надшахтном здании, стволе, ОД, главном квершлаге и т.п.) — осуществляют реверсирование вентиляционной струи.

При пожаре в середине пути вентиляционной струи, её закорачивают или реверсируют и даже останавливают вентилятор (если это не вызовет опрокидывания струи под действием тепловой депрессии, или взрыва горючих газов).

Вентиляционный режим шахты и аварийного участка, после эвакуации людей, устанавливается оперативным планом ликвидации аварии в зависимости от обстановки и вида выполняемых работ по тушению пожара.

Существует несколько теорий самовозгорания угля:

• Пиритная теория — согласно этой теории, самовозгорание происходит в результате окисления пирита, но в настоящее время установлено, что пирит не является главной причиной;
• Угольно-кислородных комплексов — возгорание угля, по данной теории, является физико-химическим процессом, возникающим в промышленной обстановке, происходит в четыре стадии:

1. разогревание (до 40-60 градусов, обнаруживается по содержанию СО в исходящей струе);
2. выпаривание (60-80% инкубационного периода);
3. интенсивное окисление (в течении дней, недель, с ростом температуры до 70-90 градусов);
4. самовозгорание (в течении дней, часов — температура 300-350 градусов).

Предупреждение самовозгорания угля

• Безопасными являются способы вскрытия, которые обеспечивают надёжную изоляцию выемочных участков;
• должны применятся схемы проветривания с минимальной депрессией;
• наклонные стволы, капитальные уклоны, бремсберги, должны быть пройдены по породе или по пластам, не склонным к самовозгоранию;
• применение этажного способа подготовки.

При выборе системы разработки самовозгорающихся пластов учитываются следующие факторы:

• величина и характер потерь угля;
• скорость подвигания очистного забоя — пожаробезопасной является скорость подвигания, при которой продолжительность подвигания лавы меньше инкубационного периода самовозгорания угля;
• продолжительность отработки выемочного поля;
• возможности изоляции выработанного пространства по мере подвигания очистного забоя;
• важную роль играют схемы и способы проветривания.

Разработка тонких и средней мощности пластов производится длинными столбами. Мощные пологие и наклонные пласты менее опасны в пожарном отношении, чем крутые и разрабатываются наклонными слоями с обрушением. Мощные крутые пласты отрабатываются СР с закладкой.

Источник

Пожары в шахтах и способы тушения пожаров

Тушение пожаров.

Тушение пожаров в зависимости от условий осуществляется тремя способами: активным, пассивным, комбинированным.
Активный — заключается в непосредственном воздействии на пожар средствами пожаротушения (водой, огнетушителями, песком или инертной пылью, инертными газами паровоздушной смесью и т.д.).

Пассивный — заключается в полной изоляции пожарного участка от доступа воздуха, в результате чего пожар затухает через некоторое время
Комбинированный — помимо изоляции пожарного участка применяют активное воздействие на пожар водой, инертными газами, заиловкой и др.

Как правило, пожары тушат активным методом и только в крайних случаях, когда средствами активного действия не ликвидируют опасности дальнейшего распространения пожара, прибегают к пассивному и комбинированному методам тушения.

Активные способы тушения пожаров

Тушение водой.
Воду для тушения пожаров применяют в виде компактной струи и реже в распыленном состоянии. Компактной струёй вода подаётся на большее расстояние, чем в распылённом виде, хорошо сбивает пламя, разрушает горящие частицы и глубоко проникает в горящее вещество, интенсивно охлаждая его.

Вода в распыленном состоянии быстро растворяется и поэтому обеспечивает лучшую изоляцию горящих предметов от доступа воздуха, интенсивнее охлаждает воздух и более экономно расходуется.

Компактной струёй воды тушат доступные очаги пожаров, а распыленной водой тушат пожары обычно в недоступных и труднодоступных местах (в завалах, трещинах, куполах, а также в наклонных и вертикальных выработках). С этой целью применяют водоструйные пики и водоразбрызгиватели.

При тушении пожаров в стволах и шурфах водоразбрызгиватели прикрепляют к специальному канату или к подъёмному канату, а при тушении в уклонах – к передней стенки вагонетки. Водоразбрызгиватели, создавая водяные завесы, ограждают уклон от распространения на него пожара одновременно с трёх направлений.

Вода применяется также и для тушения эндогенных пожаров в начальной стадии. С этой целью воду нагнетают высоконапорными насосами через пробуренные шпуры, что приводит к охлаждению угольного массива.

После такого тушения угольные целики подлежат обязательной выемке, так как активность угля окисляться после этого значительно увеличивается и возможен рецидив пожара. Для избегания этого вместо воды применяют так называемые антипирогены. Один из лучших антипирогенов – раствор хлористого кальция, который применяется также для пропитки угольного массива в целях профилактики.

Тушение пожаров огнетушителями. В тех случаях, если нет возможности организовать своевременную подачу воды и в достаточном количестве, то огнетушители могут сыграть решающую роль в тушении пожара.

Тушение пожара огнетушителями следует начинать с места наибольшего горения. При тушении твёрдых материалов направляют струю на горящую поверхность и , сбив таким образом пламя, переводят струю на следующий нижерасположенный участок.

При тушении горящей жидкости струю пены нужно направлять под возможно меньшим углом к горящей поверхности, чтобы струя не упиралась, а скользила по ней. Тушение при этом следует производить в направлении от периферии к центру очага пожара.

Тушение пожаров песком или инертной пылью.

Для тушения пожаров в начальной стадии, особенно при загорании смазочных и обтирочных материалов, широко пользуются песком или инертной пылью. При этом горящую поверхность покрывают слоем сыпучего материала достаточной толщины, предотвращая этим доступ к ней кислорода.

Песок и инертная пыль позволяют безопасно тушить горящее электрооборудование по напряжением, а также разлитые легковоспламеняющиеся жидкости.

Выемка горящих очагов. Это один из активных способов тушения пожаров как в действующих выработках, так и в выработанном пространстве. Разведка и выемка самовозгорающегося массива угля в действующих выработках не представляет особых трудностей. Значительно сложнее с разведкой и тушением пожара в выработанном пространстве, особенно на крутых пластах. При обнаружении массива самовозгорающегося угля производят его выемку, а выработанное пространство плотно забучивают породой или глиной.

При высокой температуре выемку производят с предварительным охлаждением (тушением) его водой или огнетушителями

Тушение пожаров воздушно-механической пеной.

Производят со стороны свежей струи на расстоянии около 300 метров от пожара. Для создания завесы используется установка состоящая из смесителя, бочки, с пенообразователем, напорного шланга, распылительной насадки и наклонного металлического экрана (металлическая сетка с ячейками 12×12 мм).

Вода под давлением 0,6-0,8 МПа, проходя через смеситель, увлекает из бочки пенообразователь, который образует с ней пенную эмульсию.

При попадании эмульсии на экран появляются плёнки в каждой ячейке металлического экрана, которые, отрываясь, образуют завесу из воздушно-механической пены. Протяжённость завесы достигает длины 200-300 м и более. Завеса охлаждает очаг горения и изолирует его от притока кислорода.
Тушение пожаров инертной парогазовой смесью.

При возникновении пожара в выработке, по которой проходит воздушная струя, поступающая к очагу пожара, устанавливают генератор парогазовой смеси. Его производительность должна быть равна расходу воздуха в выработке, т. е. весь воздух, идущий к очагу пожара, должен быть заменён инертной газовой смесью.
На оснащении ВГСЧ имеется парогазовый генератор ГИГ-4.

он представляет собой агрегат, состоящий из пульта управления, турбогенераторного двигателя, камеры зажигания, камеры охлаждения, и агрегатов, обеспечивающих работу генератора; фильтров очистки воды, топливного насоса с блоками фильтров и топливной ёмкостью.

Генератор ГИГ-4 работает по схеме: турбореактивный двигатель нагнетает газовоздушную смесь, имеющую температуру 400˚С, в камеру зажигания, куда поступает топливо в парообразном состоянии из топливного коллектора.

При горении в камере дожигания происходит снижение кислорода в газовоздушной среде до 1%. Затем газовая смесь поступает в камеру и охлаждается мелкораспылённой водой до 80˚С.

Пассивный способ тушения пожаров.

При пожарах от самовозгорания угля в выработанном пространстве изоляция пожара обычно является единственно возможным средством его ликвидации.

Успешность тушения пожара пассивным способом зависит от качества изоляции, объёма изолируемого пространства и своевременности изоляции. Изолирующие перемычки следует располагать возможно ближе к участку выработок охваченному пожаром, с учётом воздействия огня на перемычки.

По мере изоляции пожарного участка должен быть организован непрерывный контроль за составом рудничного воздуха в метах ведения горноспасательных работ. Места и порядок отбора проб воздуха и замер температуры устанавливаются ответственным руководителем работ по ликвидации аварии.

При наличии опасных отложений по взрыву угольной пыли необходимо обильно смочить водой все прилегающие к очагу пожара выработки и смыть пыль.

Практика тушения пожаров в шахтах опасных по газу, показывает, что независимо от последовательности возведения перемычек возможность взрыва газов в изолируемом участке не исключается.
Поэтому изоляция должна сопровождаться заполнением пожарного участка инертными газами (обычно углекислым газом или азотом).

Комбинированный способ тушения пожаров.

При этом способе тушения пожаров перемычки могут играть основную или вспомогательную роль.
В первом случае перемычки устанавливаются на все время тушения пожара и вскрываются лишь при полной уверенности в том что, пожар потушен. Очаги пожара в этом случае ликвидируются полным или частичным заиливанием пожарного участка, заполнением его водой или инертными газами.

Такой способ тушения пожара применяется тогда, когда место возникновения пожара недоступно для непосредственного воздействия на него подручными средствами или пожар принял угрожающие размеры.

Во втором случае тушение пожара имеет наступательный характер: пожар в пространстве за перемычкой тушат всеми имеющими подручными средствами активного воздействия на него.

При этом в зависимости от размеров очага пожара, его характера и доступности может быть применён один из следующих тактических приёмов:
Вначале пожар изолируют, а затем после некоторого затухания и снижения температуры воздуха перемычки вскрывают и тушат активным способом;
Отдельные недоступные очаги пожара в пространстве за перемычкой заиливают, а доступные очаги после вскрытия перемычек ликвидируют активным способом;

Постоянно сокращают объём выработок, охваченных пожаром, путём периодической переноски перемычек и тушения пожара активным способом в пространстве между ними.

При применении указанных приёмов тушения пожаров помимо всего прочего должны быть организованы тщательный контроль за составом рудничного воздуха в пожарном участке, быстрое и надежное маневрирование вентиляционной струёй и своевременное заполнение выработок инертными газами.

Источник