Способ хранения пожарных рукавов в горных выработках и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к средства борьбы с подземными пожарами в горных выработках шахт и направлено на защиту шахтных пожарных рукавов от механических повреждений и отрицате ного воздействия шахтной агрессивно среды при размещении их в подземных передвижных или стационарных против пожарных пунктах. В соответствии с действующими Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах в состав оборудо ния противопожарных пунктов входят скатки пожарных рукавов по 20 м, из готовленные из льна. Известен способ защиты скаток шахтных пожарных рукавов от воздейс вия окружающей среды в горных выработках, заключающийся в том что их изолируют от воздействия воздушной струи, движущейся по выработке. Уст ройство для осуществления указанного способа выполнено в виде полиэти леновой емкости, в которую помещают скатку рукава Ct3. Полиэтиленовая пленка предохраня ет шахтньш пожарньй рукав от прямог воздействия струи рудничного воздуха, обладающей ярко выраженными агрессивными свойствш 1И. Однако такая защита от механических повреждений неэффективна (частые случаи проколо пленки и рукава падающими или движущимися предметами). Рукав быстро разрушается или теряет свои прочностные свойства вследствие воздейс ВИЯ На него гнилостных бактерий, так как внутри емкости создаются благоприятные условия для их развития (быстрьй рост влагосоде1жания рукава и воздуха, застойная среда, оптимальная температура и т.д.). В результате через 3-5 мес. шахтный пожарный рукав теряет до 60 своей прочности и не может эксплуатироваться, т.е. подлежит замене. Известны случаи, когда полностыо изолировали пожарньй рукав от окружающей среды путем герметичной запайки емкости, однако это также не дало желаемого эффекта, так как внутри емкости создавался эффект те мостата, конденсировалась влага и процесс разрушения рукава ускорялся Известен способ защиты шахтного пожарного рукава, заключающийся в том, что пожарные рукава помещают в жесткую емкость, внутри которой формируется газовоздушая среда, оди-, наковал с наружной, причем емкость размещают на воздухоподающей или воздуховьщающей выработке с интенсивным воздухообменом 2. Устройство для защиты шахтного пожарного рукава по данному способу представляет собой емкость, выполненную в виде прямоугольного деревянного ящика с крьщ1кой. Теоретерической основой известного способа является влагообмен между материалом, из которого изготовлен рукав, и потоком воздуха. Предполагается, что часть влаги из рукава будет выпариваться. В действительности процесс в шахте носит обратный характер, так как относительная влажность рудничного воздуха очень высокая (8b-tOO%), а возможность рукава забирать влагу на порядок выше, чем у воздуха. Например, при 25°С, барометрическом давлении 760 мМ рт.ст. и относительной влажности воздуха 70% влагосодержание шахтного пожарного рукава составляет 71 г/кг, а воздуха 13,9 г/кг. Такмч образом, по известному способу после установки пожарного рукава в подземном противопожарном пункте за счет отрыва влаги из воздуха происходит насыщение его до величины абсолютного влагосодержания при данных параметрах рудничной атмосферы и дальнейшее колебание этих параметров не оказывает существенного влияния на влажность рукава как вследствие указанной выше большой разницы влагосодержания, так и вследствие того, что вмещающие горную вьфаботку породы имеют большие запасы влаги и необходимое насыщение ею воздуха происходит еще до подхода к противопожарному пункту. Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является низкай эффективность защиты от воздействия на пожарный рукав агрессивной рудничной а.тмосферы, в связи с чем срок службы пожарных шахтных рукавов не превышает 3-5 мес. после чего необходимо производить их замену. Цель изобретения - повышение срока СЛУЖЙ11 пожарньк рукавов путем обеспечения их защиты от щахтной агрессивной среды. Поставленная цель достигается тем что согласно способу хранения пожарных рукавов в горных выработках, заключающемуся в укладке пожарных рукавов в герметичную емкость, перед укладкой пожарных рукавов в герметич ную емкость из пожарных рукавов удаляют механически связанную влагу, а после их укладки герметичную емкость заполняют.воздухом с влагосодержанием, определяемым из математического выражения: 0 - пр ; где dp - влагосодержание воздуха, заполняющего герметичную - емкость, кг/кг; предельное содержание воздуха при температуре и давл нии в шахте в месте установ ки пожарных рукавов при относительной влажности 100% кг/кг, Кроме того, герметичную емкость с уложенными в нее рукавами помещают в дополнительную герметичную емкость с давлением воздуха меньшим,чем в основной герметичной емкости и осуществляют контроль давления и влажности воздуха в дополнительной герметичной емкости. Устройство для хранения пожарных рукавов в горных выработах, включающее герметичную емкость, снабжено дополнительной герметичной емкостью состоящей из корпуса и.крышки со шту цером и клапаном, при этом основная герметичная емкость выполнена из эластичного материала и снабжена режущей нитью, запаянной внутри, концы которой вьшедены за пределы емкости Сущность способа заключается в том, что перед оборудованием подземного противопожарного пункта в месте установки пожарного измеряют температуру и давление рудничной атмосферы и по этим данным определяют предельное влагосодержание воздуха (dnp) при относительной влажности 100%. Если место колебания измеряемых параметров, то за исходные принимаются минимальная температура и максимальное барометрическое давление . Рудничная атмосфера характеризуется высокой степенью влажности (около 100%) независимо от времени года, положительной температурой и небольшими колебаниями ее вследствие интенсивного тепло- и массообме-j на между потоком поступающего воздуха и горньми породами и высоким содержанием кислорода (18-21%). Эти условия наиболее являются благоприятными для развития агрессивной бактериологической среды. Исследованиями установлено, что одним из самых доступных и дешевых способов защиты от агрессивной среды в шахте является регулирование влажности воздуха в местах установки пожарных рукавой. При отстутствии свободной влаги независимо от температуры и высокого содержания кислорода бактериологическая среда не развивается. Кроме воздуха, большим аккумулятором влаги является пожарный рукав. .Различают три типа связи влаги с материалом рукава: химическая, физико-химическая и механическая. Наибольшую опасность представляет механически связанная вода (связь в микрокапиллярах и макрокапкплярах и влага смачивания), так как при других видах связи влага, в основном, входит в состав молекул и структур, т.е. отсутствует в свободном виде. Необходимым условием для защиты рукава является удаление механически связанной (свободной) влаги и создание таких параметров среды, чтобы исклочить возможность конденсации влаги из воздуха в рукав в процессе службы. Для этого, после удаления свободной влаги из рукава его помещают в герметичную емкость и заполняют воздухом с влагосодержанием d, не превьшающим предельное влагосодержание d пр воздуха в условиях эксплуатации пожарного рукава. При этом условии относительная влажность воздуха в емкости в процессе службы в шахте не может превысить 100% и поэтому не будет происходить конденсации влаги, а между воздухом в емкости и рукавом установится равновесное влагосодержание с недостатком влаги для полного насыщения взаимодействующих сред. Для обеспечения контроля состояния защиты емкость для рукава выполнена из эластичного материала. Емкость, имеющая высокую герметичность, помещена в дополнительную емкость, заполненную воздухом под давлением меньшим, чем в основной из эластичного материала емкости.Эластичная емкость обладает малым весом, легко поддается проверке герметичности швов и за счет упругой деформации позволяет создавать перепад давления относительно дополнительной емкости. При разрежении эластичная емкость принимает форму упакованного в нее рукава, что снижает количество воздуха в емкости, а емкость с рукавом имеет минимальные размеры Для контроля за герметичностью устройства к штуцеру с клапаном подсоединяют V-образный депрессиометр залолненный спиртом или микроманометр ММН-1. Если устройство герметично, то приборы будут показывать давление вьппе или ниже, чем давление окружающего рудничного воздуха, а если устройство не герметично, то мениск спирта будет в приборе оставаться на нуле. Контроль состояния защиты по зам кнутому объему не требует разгерметизации емкости с рукавом, что так же увеличивает срок службы. На фиг. 1 показано устройство, общий вид, на фиг. 2 то же, вид сбо ку, на фиг. 3 - эластичная емкость на фиг. 4 - узел I на фиг. 1. Пример 1. Пожарньй рукав необходимо установить в противопожарном пункте, оборудованном в околоствольном дворе, где температура рудничной атмосферы изменяется в за висрмости от времени года в предела 10-20С, а давление 760-900 мм рт.с Для защиты пожарного рукава от воздействия-агрессивной среды испол зуется устройство, состоящее из кор пуса 1, крышки 2 и эластичной емкое ти 3. Корпус по периметру имеет V-о разньй паз 4, в которьй заходит кры ка. Крьапка с корпусом соединяется с помощью кольца 5 и затвора 6 рьгчажного типа. В крышке имеется штуцер 7 с клапаном для подключения контрольно-измерительных приборов. На корпусе имаотся ручки 8 для пере носа устройства и кроншнейн 9 для З становки его в противопожарном пункте. Эластичная емкость 3 изгото лена из полиэтиленовой пленки и пос ле укладки в нее рукава герметизируется путем запайки торца. Внутри емкости пропущена и запаяна режущая нить 10, например, из капрона диаметром 1,0 мм. Концы режущей нити выведены за пределы эластичной ем77кости и снабжены для удобства разрезки кольцами 11. Пожарный рукав 12 изготовлен из льняного полотна и разрезан на скатки по 20 м длргаой. Перед укладкой скатки со стволом 13 в емкость 3 ее предварительно просушивают при 607О С в течение 3-4 ч до постоянного веса, что соответствует потере механически связанной влаги. Если, например, влагосодержание рукава при 24 С и относительной влажности 70% было 0,071 кг/кг, то после потери механически связанной воды влажность его будет определяться только связанной влагой и составит 0,0325 кг/кг (см. Никитина П,11. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М., Энергия, 1968, с, 236-237). После укладки скатки емкость 3 заполняют воздухом, влагосодержание которого определяют из соотношения do d о лрИзвестно (Свойства влажного воздуха при давлениях 500-1000 мм рт.ст. Таблицы и диаграммы. Справочник. М., Недра, 1960, приложение XI), что при и 900 мм рт.ст. 6,5 г на 1 кг сухого воздуха. Таким образом, эластичная емкость 3 заполняется воздухом, влагосодержание которого не выше 6,5 г/кг. Этому условию соответствует, например, воздух при 20°С и относительной влажности W 50%, при 15°С и W 65%, при и W 70% м т.д. Перед заполнением емкости 3 ее частично запаивают, через съемные штуцера подают внутрь воздух, производят окончательную герметизацию, а затем ..удаляют съемные штуцера. Внутри емкости создают избыточное давление 15 20 мм рт.ст. После этого крышка 2 устанавливается в V-образном пазу 4 корпуса, фиксируется затвором 6 и паз 4 заливается твердеющим герметиком, в результате чего образуется герметичное соединение корпуса с крьш1кой. Устройство доставляется в шахту и устанавливается в противопожарном пункте. Через 3 мес. проводится контрольный осмотр и проверка герметичности устройства, для чего к штуцеру 7 подключают измерительную аппаратуру и замеряют давление воздуха внутри корпуса. Если давление выше или ниже, чем давление рудничной атмосферы, то герметичность сохранена, если эти давления равны, то герметичность нарушена и устройство выдают на поверхность для вьмвления и устранения причины. При возникновении пожара затвор вьшодят из соединения с корпусом 1, снимают крышку 2, захватьшают режущую нить 10 за кольца 11 и разрезают эластичную емкость 3, после чего вьмимают рукав 12 со стволом 13. По ле использования рукава все устройство вьщают на поверхность для повторной сборки. Пример 2. Пожарньй рукав необходимо установить в противопожарном пункте, оборудованном в учас ковом квершлаге, где температура рудничной атмосферы изменяется в пр делах 15-17с, а давление от 740 до 780 мм рт.ст. Для зшциты используется предлагаемое устройство. Пре дельное влагосодержание (dnp) воздуха для данных условий (15С;Р 780 мм рт.ст., W 100%) составит 10,5 г/кг. 778 Исходя из соотношения d d емкость необходимо заполнить.воздухом с влагосодержанием не более 10,5 г/кг. Этому условию соответствует воздух при 20С, Р 780 мм рт.ст, W 35% (do 4,5 г/кг); , Р 780 мм рт.ст., W 85% (d 6,4 r/Kr)j 5С, Р 788 мм рт.ст., W 80% (d 4,2 г/кг), , Р 800 мм рт.ст., W 80% (d 8 г/кг) и т.д. Дальнейшая подготовка и работа устройства не отличается от примера 1. Предложенный способ и устройство имеет существенный положительный эффект, заключающийся в том, что срок службы пожарного рукава зшеличивается до 5 лет вместо 6 мес.,что позволяет сократить расход рукавов в 10 раз. Промьшшенные испытания показали, что в течение более двухлетнего срока службы пожарные рукава не потеряли несущей способности и даже наблюдался ее рост вследствие потери влаги.

1. Способ хранения пожарных рукавов в горных вьфаботках, заключающийся в укладке пожарных рукавов в герметичную емкость, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты от шахт-, ной агрессивной среды, перед укладкой пожарных рукавов в герметичную емкость из пожарных рукавов удаляют механически связанную влагу, а после их укладки герметичную емкость заполняют воздухом с влагосрдержа- нием, определяемьм из математического выражения: etc (пр где dp - влагосодержание воздуха, заполняющего герметичную емкос-ть, кг/кг; dpp - предельное содержание воздуха при температуре и давлении в шахте в месте установки пожарных рукавов при относительной влажности 100%, кг/кг. 2.Способ по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что герметичную емкость .с уложенными в нее пожарными рукавами помещают в дополнительную герметичную емкость с давлением воздуха меньшим, чем в основной герметичной емкости, и осуществляют (Л контроль давления и влажности в дополнительной герметичной емкости. 3.Устройство для хранения пожарных рукавов в горных выработках, включаюн1е е герметичную емкость, о тличающееся тем, что, с целью повышения срока слзгжбы пожарных рукавов путем обеспечения их защиты сд от шахтной агрессивной среды, оно о снабжено дополнительной герметичной 00 емкостью, состоящей из корпуса и sj крышки со штуцером и клапаном, при |этом основная герметичная емкость вьтолнена из эластичного материала и снабжена режущей нитью,запаянной . внутри, концы которой выведены за пределы емкости.

j

Фиг. 2

//

w

//

10

Фиг.Ъ I

Фиг Л