Средство для взрывоподавления метано-воздушных смесей Советский патент 1986 года по МПК E21F5/00 E21F7/00 

Изобретение относится к средствам подавления взрывов метано-воздушных смесей; а именно к порошковым составам взрыйоподавления в пределах зоны, заполненной метано-воздушной смесью, например, в шахтных выработках.

Практически доказана высокая ин- гибирующая эффективность порошкового метода тушения и взрывопредотвраще- ния .газовоздушных смесей и других классов пожара. В качестве порошковых средств используют, как правило, составы на основе минеральных солей и их смесей с различными добавками, улучшающими их эксплуатационные свойства. Цель изобретения - повышение взры- врподавляющей эффективности.

Для обеспечения высокой эффективности взрывоподавления в пределах зоны, заполненной метано-воздушной смесью, необходимо создать порошок, который обладал бы одновременно высокой ингибирующей способностью, высокой теплопоглощающей способностью и скоростью ее реализадаи, т,е скорость термического разложения которого бы позволила полностью реализовать термодинамически возможное теп- лопоглощение за небольшое время нахождения частиц порошка во фронте высоких температур..

Трона является промежуточным продуктом при кальцинации сырого технического бикарбоната натрия в технологической линии получения кальциниПСБ-2 (на основе NaHCOj)

.(ТУ 6-18-139-78)

5

0

5

0

5

рованной соды, а также является цё- ,левь1М продуктом при производстве бытовых моюще-чистящих средств По ТУ 6-18-10-84.

При производстве троны в -целевом продукте могут быть примеси свободных компонентов - ЫаНСОэ ,или/и Наг.СОд (в зависимости от условий), как .по ТУ 6-18-10-84 (троно-бика рбонатная смесь). Трона (урао или полуторная сода) - это смесь средней и кислой угленатриевых солей, имеюш;ая состав NaiCOj NaHCOj ZHaO. Образуется трона при смешивании сырого технического бикарбоната натрия с готовой горячей содой (ретурной содой). При этом гигроскопическая влага бикарбоната натрия переходит в кристаллизационную воды. Смесь получается сухой и .рассьшчатой

NaHC05(tb;+Na.,C03ftft)+ 2Hj..C05 х XNaHCOj; ZHjOTu + 21,9 кДж (5,24 ккал)

Для доказательства неочевидности применений моюще-чистящего средства троны для взрывоподавления ме- тано-воздушньК сМесей пр.оанализируем определяющее свойство в прогнозировании взрывоподавляющей эффективности для исходных компонентов троны и самого соединения троны - удельное теплопоглощение при разложении - и и х взрывоподавляющую и ингибирующую эффективности, полученные экспериментально на опытном, штреке МакНИИ и приведены в табл.1.

Таблица 1

592,0 144,0

Как видно из приведенных данньк, трона и бикарбонат натрия имеют одинаковое удельное теплопоглощение пр нагревании до 1000 к. Следовательно логично было бы ожидать одинаковую взрывоподавляющую и судя по химической природе ингибирующую эффективности. Более того, логично было бы ожидать некоторое снижение этих показателей для троны из-за наличия в ней низкоэффективного по указанным параметрам карбоната натрия. Однако, было обнаружено, что для.троны резко возрастают показатели не только по взрывоподавлению, но и по ингибированию метано-воздушной смеси по сравнению с лучшим ее исходны компонентом - бикарбонатом натрия - соответственно в 1,4-2,5 раза.

Таким образом, анализ приведенных данных показывает, что предложенное применение троны, получаемой по ТУ 6-18-10-84 без дополнительных обработок в качестве эффективного взрывоподавляющего порошка не вытекает с очевидностью из известных ее свойств.

Работает предлагаемый порошок по механизму подавления взрыва в тепловом режиме, перевода процесса взрыва в режим цепных химических реакций, в котором реализуется его ингибирую- щие свойства, предотвращая возникновение и развитие взрыва.

В опытном штреке МакНИИ по разработанной им методике проводились испытания по определению взрывопо- давляющей эффективности троны, полученной по ТУ 6-18-10-84, и для сравнительного анапи за - серийно выпускаемых порошков типа ПСВ (ТУ 6-18-139-78), воды и инертной пыли. Согласно методике, .взрывоподавляющую среду создают взрывным распылением порошка из полиэтиленовых сосудов патронами ПВП-1-У. Регистрацию факта подавления очага воспламенения осуществляют фотодиодом ФД-2. В качестве взрывоопасной смеси используют метано-воздушную смесь с концентрацией 9-10%, которой заполняют взрывную камеру объемом 10 м.

Согласно методике ингибирующую (флегматизирующую) способность порошков оценивают в условиях подавления слабого (развивающегося) взрыва метано-воздушной смеси, возникшего от врабатывания эл актровос

пламенителя штатного электродетонатора. Сосуд с порошком подвешивают на расстоянии 2,0 м, а фотодиод устанавливают .на расстоянии 3,7 м от 5 днища штрека.

Взрывоподавляющую (тепл.опогло- щающую) эффективность устанавливают в условиях подавления сильного (развившегося) взрыва метано-воздушной 10 смеси, возникшего от взрыва сво бодно подвешенного патрона аммонита Т-19 массой 0,3 кг или бЖВ массой 0,25кг.

В этом эксперименте пламягасящую среду создают распылением порошка 15 из четырех сосудов, рассредоточенных вдоль штрека через каждые 1,5 м. Фотодиод располагают на расстоянии 9,5 м от днища штрека.

Результаты испытаний сведены в 20 табл.2.

Т а б.л и ц а 2

25

30

35

40

Анализ, результатов испытаний показывает, что предлагаемый порошок

имеет в сочетании наиболее высокие показатели теплопоглощающей и инги- :бирующей эффективности: по ингиби- рующей эффективности порошок троны в 3 раза, а по взрывоподавляющей эффе ктнвности в 1,49 раза эффективнее ПСБ-3 и соответственно в 14 и в 4,5 раза эффективнее применяемой в настоящее время на шахтах инертной пыли

(прототип).

Применение известного моюще-чистя- щего вещества троны в качестве порошка для взрывоподавления в зонах, аполненных метано-воздушной смесью,)

S12443446

стало возможным благодаря совокуп-ностей ингибирования и теплопогло ности высоких показателей эффектив- щения.

Применение тролы в качестве средства для взрывоподавления мета- но-воздушных смесей. (Л to 4 41М Cpi