Способ огнезащиты твердых горючих ископаемых Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

-, Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при борьбе с эндогенными и экзогенными пожарами при открытой и подземной разработке, транспортировке и хране шш твердых горючих ископаемых. Известен способ профилактики эндогенных пожаров сульфидных руд за счет снижения их химической актив.нести путем обработки 5-10%-ным рас твором сульфитно-спиртовой барды (сев) i. Недостатками этого способа являются слабые огнезащитные свойства и плохая прилипабмость (адгезия) анти пирогена к вертикальным поверхностям. Наиболее близким к изобретению является способ огнезащиты твердых горючих ископаемых путем последовательной обработки пожарных и пожаро опасных участков а 1типирогеном, сос тоящим из нейтрализованного черного контакта и водного раствора хлорйстого кальция Т2 , Недостатком известного способа являются неудовлетворительные огнезащитные свойства антипирогена, не создающего, вследствие протекания о&4енных реакций между составляющими антипирогена, прочного покрытия, про тивостоящего действию огня и высоких температур. Цель изобретения - повьшение степени огнезав№ ты объекта и адгезии антипирогенов. Поставленная цель достигается тем что согласно способу огнезащиты твер дых горючих ископаемых, включающему их последовательную обработку анти- пирогенами, в качестве антипирогенов используют раствор жидкого стекла в концентрации 25тЗО% и смесь ССБ, хлористого кальция и глицерина в соотношении от 7,5:10:1 до 10:12,5;, причем смесь наносят на защищаемую поверхность после высыхания жидкого стекла. Способ осуществляют следующим образом. На поверхность защищаемого объекта сначала наносят раствор жидкого стекла, а после его высыхания с образованием пленки наносят смесь ССБ хлористого кальция и глицерина, об :разующих вторую пленку. В результате такой обработки на защищаемой поверх ности формируется двухслойная защит;ная пленка. При воздействии на эту пленку огня или высоких температур, нозникаюищх при горении твердых горючих ископаемых, на начальной стадии происходит выделение кристаллогидратнойоводы из хлористого кальция и разложение жидкого стекла также с выделением воды. Эти процессы вмесет с испарением выделивтейся воды сопровождаются поглощением большого количества тепла, что препятствует возгоранию защищаемого объекта. При длительном воздействии огня иливысоких температур обезвоженные пленки образуют прочный обуглероженный термостойкий слой. Выбор в качестве первого антипирог ена жидкого стекла обусловлен также его повышенными клеящими свойствами, а в качестве второго антипирогена - смеси ССБ, хлористого кальция и глицерина - хорошими поверхностноактивными свойствами ССБ и высокой гигроскопичностью хлористого кальция и глицерина. Введение глицерина в состав антипирогенов обусловлено, кроме того, необходимостью создания эластичной пленки, не подверженной растрескиванию. Порядок нанесения антипирогенов обусловлен тем, что при нанесении смеси ССБ, хлористого кальция и глицерина до высыхания жидкого стекла происходят обменные реакции между жидким стеклом и ССБ, а также между жидким стеклом и хлористым кальцием с выпадением нерастворимого осадка силиката кальция (CaSIOj). В результате этого на поверхности защищаемого объекта не образуются сплошные защитные пленки. Нельзя также наносить вначале смесь антнпирогенов, а затем раствор жидкого стекла из-за больщой гигроскопичности хлористого кальция и глицерина, вследствие чего смесь не высыхает и при нанесении на нее жидкого стекла происходят те же реакции, что и fe первом случае (спломное покрытие не образуется). Выбор концентрации жидкого стекла, последовательности нанесения и соотношения компонентов антипирогенов определяется в лабораторных условиях путем сжигания при температуре образцов угля, обработанных различными антипирогенами (см. таблицу),

Примечание

СПОСОБ ОГНЕЗАЩИТО ТВЕРДЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включакяций их последовательную обработку антитфогенами, отличающийся тем, что, с целью повышения степеин огнезащиты объекта и адгезии антипирогенов, используют в. качестве антипирогенов раствор жидкого стекла в кои- центрации .25-30% и смесь сульфитноспиртовой барды, хлористого кальция и глицерина в соотношении от7,5: : 1.0:1 до 10:12,5:1, причем смесь наносят на защищаемую поверхность после высыхания жидкого стекла. 8

Исходный уголь Нейтрализованный

0,9

5

. 2,7

10,7 Прочная пленка

;3,0

18,5 . Прочная пленка

19,2 Прочная пленка

1,3

2,8

Неполное растворение CaCt

3,3

1,9

Плохое растворение СаСи

Полное растворение

Полное растворение CaCl2,

2,5 непрочная пленка

Продолжение таблицы

Как видно из таблицы, оптимальными концентрациями жидкого стекла, обеспечивающими создание прочной, хорошо прилипающей к поверхности пленки, являются 25-30%. Увеличение кон- 5 центрации жидкого стекла, (начиная уже с 25%) не приводит к существенному увеличению адгезии и прочности пленки, а превышение уровня 30% ведет к росту вязкости и удорожает 10 антипироген.

Полнота растворения хлористого кальция в смеси ССБ и СаС1я достигается при соотношении этих компонентов от 7,5:10 до 10:12,5, а добавка tSглицерина приводит к повьшению адгезии прочности и эластичности защитной пленки. Снижение содержания гли- церина менее 2% приводит к растрескиванию защитного слоя, образованного 20 смесью ССБ, хлористого кальция и глицерина. Увеличение концентрации выше 2% нецелесообразно из-за удорожания антипирогена.

Как видно из полученных дaнныxJ 25 одновременное нанесение двух антипирогенов (в виде смеси) на защищаемую

поверхность, хотя и приводит к некоторому повытению адгезии (до 5,2

10 Н/м) , однако на время возгора-зо ия образца никакого влияния не окаьгоает,

Наконец, нанесение смеси ССБ, CaClj и глицерина в соотношении от 7,5:10:1 до 10:12,5:1 после высыхания пленки жидкого стекла приводит к резкому увеличению адгезии, образованию прочной, эластичной пленки и полной защите образцов от возгорания.

Увеличение концентрации компонентов смеси выше оптимальных является нецелесообразным вследствие удорожания состава и значительного увеличения вязкости антипирогена, что сильно затрудняет его практическое применение.

Предлагаемый способ Ьгнезащиты позволяет предотвратить возгорание твердых горючих ископаемых от внешних источников тепла, а при длительном воздействии высоких температур увеличить время до их. возгорания. При локализации .очагов пожаровпредлагаемый способ позволяет либо полиостью предотвратить распространение очагов, либо значительно снизить скорость их распространения. Кроме этого, пленки, образукициеся от последовательно нанесенных аитипирогенов, обладают хорошими воздухоизоляционными свойствами, что позволяет замедлить процесс самонагревания в защищаемом объекте.