Способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предупреждения рудничных пожаро и борьбы с ними. Известен способ определения температуры очага эндогенного пожара, по которому в исходящей из пожарного участка струе последовательно отбирают пробы газа, затем определя ют в них концентрации этилена и , ацетилена и по их соотношению судят о температуре угля 1. Однако использование данного спо соба для определения температуры очага экзогенного пожара не дает достоверного результата, так как экзогенный пожар характеризуется средней по сеченню температурой газовоздушного потока, а эндогенный температурой в точке самовозгорания угля. Известен также способ определения температуры очага экзогенного подземного пожара, включакиций отбор проб в исходящей из очага пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа 2 Недостатком известного способа является его более высокая относительная погрешность определения тем пературы очага экзогенного подземно го пожара и большая трудоемкость, так как требуются измерения концент рации нескольких индикаторных газов Целью изобретения является повышение достоверности определения тем пературы очага экзогенного пожара путем учета теплопоглЛцения горного массива на юбoй стадии развития эк зогенного пожара. Поставленная цель достигается те что по способу определения температ ры очага экзогенного подземного пож ра , включающему отбор проб в исходящ из очага пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа, определяет температуру поступающего в очаг пожара воз душного потока и концентрацию в нем индикаторного газа, а в качестве ин дикаторного газа используют кислоро при этом температуру очага экзогенного подземного пожара определяют по формуле где t - температура очага экзогенного поДземмоЪо пожара. С tp -.температура воздушного потока,, поступающего в очаг пожара, С; - эмпирический коэффициент, учитывающий теплопоглощение массива горных пород на любой стадии экзогенног пожара; Ср - концентрация кислорода, поступающего в очаг пожара воздушного потока, %; С - концентрация кислорода в пробе газа, отобранной в исходящей из очага пожара струе, %. Способ определения температуры очага экзогенного подземного похсара основан на известном из теории горения утверждении, что между концентрацией кислорода в исходящей струе и температурой в очаге горения существуетвполне определенная взаимосвязь. Она основана на том, что количество сгораемого вещества . зависит от потери кислорода в очаге, в результате чего выделяется вполне определенное количество тепла, которому соответствует определенное значение температуры очага пожара. Пример. В лаве пласта т при возникновении экзогенного пожара на шахте определяют температуру в очаге горения. С этой це;1Ью на вентиляционном штреке нэ расстоянии 750 м от очага пожара отбирают в 5 ч 15 мин и в 6 ч 30 мин 2 пробы газа. Лабораторный анализ этих проб показал наличие в них концентраций кислорода ,2% и ,6% соответственно. Измеряют температуру на входе в лаву, которая составляет . Используя приведенную формулу, рассчитывают температуру в очаге пожара . На время 5 ч 15 мин она составилаt 25+221+-j20, 5-11, °С. На время 6 ч 30 мин: t 25+22lH20 , 5-10, 6 720°С . Эмпирический коэффициент К, входящий в расчетную формулу, получен на основании экспериментальных исследований на опытно-экспериментальном полигоне. Проведено 24 огневых эксперимента по исследованию динамики nomat a в проветриваемой горной выработке 165 м и сечением 4,2 м На основании измерений получены порядка 750 пар данных значений температуры в очаге горения и концентраций кислорода в исходящей струе. В результате обработки данных с помощью аппарата математической статистики и использования ЭВМ получено числовое значение эмпирического коэффициента К., На основании использования теории корелляции температура очага пожара получена в виде следукяцего уравнения регрессии: t,to+22lVc. Коэффициент корелляции такой зависимости составил ,96, что говорит о тесной связи между температурой очс1га пожара и содержанием кислорода в исходящей струе. Среднеквадратическое отклонение фактических значений температуры очага и значений, полученных расчетным путем, составилоб 0,07. Таким образом, зависимость температуры очага горения от концентрации кислорода в исходящей струе, связанная через эмпирический коэффициент , с достаточно высокой степенью точности мэжет быть использована дл определения температуры очага экзогенных подземных пожаров. Пример2. На опытно-экспери ментальной штольне проводят огневой эксперимент. На исходящей струе за Ьчагом пожара отбирают пробы пожарцвх газов, а затем определяют хрома тографическим способом их химический состав. С помощью термопар измеряют температуру воздуха, поступающего в очаг пожара, по длине горящей выработки. , В момент времени 15 ч 40 мин концентрация кислорода в исходящей струе составила ,7%, а суммарная концентрация углеродосодержащих газов ,32%. Температура поступающего в очаг пожара воздуха составила t 26c. Расчет температуры очага пожара по известному способу составит: 1- -7 ;nfi« 30 0,4 ,..., 30 Д4 (1ПзогсГ) 760(1п5оГ9;з2 441°С. По предлагаемому способу; to 20+22Н20 ,5-11, . Фактическое значение температуры очага, полученное с помощью термопар, составило t 65C°C. Сравнение приведенных результатов расчета показывает, что по известному способу расчетная температура ниже фактической на , а по предлагаемому способу определения температуры очага экзогенного подземного пожара погрешность определения температуры очага пожара составляет 12°С. Относительная погрешность определения температуры, очага пожара 9° тавляет ,8%, в то время как по известному способу она сос219тавляет | «100% 33,7%.. Температура очага пожара является основным фактором, от которого зависит формирование в пожарной выработке тепловой депрессии и выбор эффективного аварийного вентиляционного режима. Повышение надежности определения температуры очага пожара позволяет повысить надежность правильного выбора аварийного вентиляционного режима и,соответственно, обеспечить большую безопасность ведения горноспасательных работ. Кроме того, по предлагаемому способу в качестве индикаторного газа берется один газ (кислород), что уменьшает длительность анализа пробы газа и длительность расчетов, при этом кислород практически не поглодаетея горными породами и шахтными водами.Таким образом/ предлагаемый способ определения температуры эчага экзогенного подземного пожара позволяет контролировать воздействия огнетушащих средств на очаг пожара, повысить безопасность работ при управлении вентиляцией в процессе ликвидации подземных пожаров.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУШ ОЧАГА ЭКЗОГЕННОГО ПОДЗЕМНОГО: Л ПОЖАРА, включаксаий отбор проб в исходящей из очага пожара струе газов и определение в пробах концентрации индикаторного газа, отличающийся тем, что, с целью повьвиёния достоверности определения температуры очага экзогенного пожара путем ,учета теплопоглощения горного массива 1на любой стадии развития экзогенного пожара, дополнителвно определяют температуру поступающего в очаг пожара воздушного потока и концентрацию в нем индикаторного газа, а в качестве индикаторного газа используют кислород, при этом температуру очага экзогенного подземного пожара определяют по формуле bto+k fc T, где t температура очага экзогенного подземного йожара,°С; ,температура воздушного потока, поступающего в очаг пожара, °С; К 221- эмпирический коэффициент, учитывгиощий теплопоглощение kn массива горных пород на любой стадии экзогенного пожара; С Соконцентрация кислорода, поступающего в очаг пожара воздушного потока, %; С концентрация кислорода в пробе газа, отобранной в исходящей из очага струе,% Ч об о :D