Состав для подавления взрывов в шахтах Советский патент 1985 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к порошковым средствам предотвраш,ения взрывов пыле-газовых смесей в шахтах.

Для локализации взрывов в шахтах применяют ряд взрывоподавляюших средств: инертная пыль, вода с добавками поверхностно-активных вещ«еТ8 ; 1 .

Известен такж -ргнетушаший порошок ПСБ-2 на основе бикарбшата натрия 2.

Однако инертная..пьдоь и порошок ПСБ-2 обладают низкими инги йруюшими свойствами и малоэффективны при подавлении взрывов метана и угольной пыли. Применение воды затруднено при отрицательных температурах, а на глубоких горизонтах при повышенной температуре приводит к обводнению выработок, создает тяжелые условия труда за счет увеличения влажности. Кроме того, вода мало эффективна при подавлении взрывов угольной пыли.

Известен ряд взрывоподавляющих составов, например, на основе хлористого натрия 3, бромистого аммония 4, сульфата кобальта 5, однако состав 3 малоэффективен, а составы 4 и 5 содержат дефицитные и дорогостояш,ие компоненты и практически не могут быть внедрены в серийное производство.

Известно также применение в качестве эффективного средства для подавления взрывов калия хлористого удобрительного, поставляюшегося в виде гранул 1-6 мм 6.

Недостатком данного средства является необходимость распыления его только взрывным способом.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для подавления взрывов в шахтах, включаюший карбамид, выпускаемый в гранулированном виде с размером частиц 2-5 мм 7.

Это вещество эффективно подавляет взрыв метана и угольной пыли только в том случае, если распыление его в зону взрыва осуществляется с помощью заряда ВВ. Это объясняется тем, что при взрывном распылении гранулы карбамида измельчаются до микронных частиц, т. е. активная ингибирующая поверхность увеличивается на несколько порядков. При этом взрывоподавляющая навеска карбамида по метану составляет 0,2 г. При пневматическом же распылении эффективность его очень мала, поскольку не происходит дополнительного измельчения гранул. Средства данного типа не пригодны для взрывоподавления при пневматическом распылении их в очаг взрыва.

Однако в шахтах возможны случаи, когда распыление взрывоподавляющего средства следует осушествлять только пневматическим способом, например, в системах автоматического взрывоподавления, установленных на-рабочем органе комбайна, в местах нахождения большого числа горнорабочих, где наличие ВВ вообще нежелательно, и др.

Эксперименты показали, что частицы размером более 40 мкм не образуют устойчивые аэрозоли; начиная же примерно с 40 мкм и ниже частицы образуют устойчивые аэрозоли, что позволяет более надежно защищать всю возможную зону возникновения и развития взрыва.

Целью изобретения является повышение эффективности подавления взрыва метана и угольной пыли при пневматическом распылении состава в очаг взрыва в шахтах.

Поставленная цель достигается тем, что состав для подавления взрывов в шахтах, включающий карбамид, дополнительно содержит хлористый калий и гидрофобизующую добавку при следующем соотношении 5 компонентов, мас.%:

Карбамид50,0-84,0

Хлористый калий15 -45

Гидрофобизующая

добавка0,5-5,0

При этом средний размер частиц предлагаемого состава должен быть не более 40 мкм.

В качестве гидрофобизующей добавки состав содержит натриевые соли жирных кислот, или кремнийорганические жидкости, 5 или аэросил.

Предлагаемый состав порошка получают путем измельчения в шаровой мельнице основных компонентов до среднего размера частиц не более 40 мкм и смешения их в определенных пропорциях с добавкой гидро0 фобизующего вещества.

При исследовании порощковых составов на их взрывоподавляющую эффективность были использованы методы, основанные на пневматическом распылении. Лучшие результаты по взрывоподавляющей эффективности 5 получены при соотношениях исходных компонентов, примеры которых приведены в табл. 1.

При экспериментальном исследовании пределов содержания КС1 в составе предлагаемого взрывоподавляющего порошка установ0 лено, что при содержании хлористого калия более 45% или менее 15% взрывоподавляющая навеска порошка возрастает, т. е. эффективность порошка падает.

Были проведены сравнительные испытания предлагаемого состава, инертной пыли, 5 гранулированных мочевин и хлористого калия, а также порошка ПСБ-2, который рекомендован в качестве взрывоподавляющего средства и принят в качестве базового объекта. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

0 Из приведенных в табл. 2 данных следует, что при подавлении взрывов метана порошок предлагаемого состава эффективнее по сравнению с инертной пылью в 7,3 раза, ПСБ-2 - в 1,6 раза, гранулированной мо-. чевиной - 1,5 раза, гранулированным КС1 - в 1,3 раза. Для подавления взрыва угольной пыли (по норме осланцевания) предлагаемый порошковый состав эффективнее инертной пыли - 2,5 раза, ПСБ-2 - в

2,1 раза, гранулированного КС1 - в 1,5.раза, а для гранулированной мочевины одинаковое. Таким образом, предлагаемый состав при пневматическом методе его распыления в

очаг взрыва эффективнее известных и может быть использован в шахте для подавления взрывов как методом пневматического распыления, так и взрывного.

Т а б л и ц а 1

1. СОСТАВ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВОВ В ШАХТАХ, включающий карбамид, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности взрывоподавления при пневматическом распылении состава в очаг взрыва, он дополнительно содержит хлористый калий и гидрофобизующую добавку при следующем соотношении компонентов, мае. %; Карбамид50,0-84,5 Хлористый калий15 -45 Гидрофобизующая добавка0,5-5,0 2.Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизующей добавки он содержит натриевые соли жирных кислот, или кремнийорганические жидкости, или аэросил. 3.Состав по п. 1, отличающийся тем, (Л что его компоненты имеют средний размер частиц не более 40 мкм. 05 оо СП 00

Карбамид Хлористый калий Аэросил

Эффективная навеска по подавлению взрыва метана, г

Эффективность по подавлению взрыва угольной пыпи (N),%

84,550 .68

0,552

0,14

0,14

0,15

34

35

Таблица2