Состав для предупреждения эндогенных пожаров и огнезащиты горных выработок Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к профилактике подземных пожаров.

Целью изобретения является повышение эффективности огнезащиты объектов.

Состав для предупреждения эндогенных пожаров и огнезащиты горных выработок содержит цемент или алебастр или другие вяжущие вещества (80 - 95 мас.%) с добавлением в качестве антипирогена бишофита в количестве 5-20 мас.%.

Вяжущее с добавкой бишофита может быть использовано в виде порошкового состава. Если добавим некоторое количество воды, получим твердеющий материал для сооружения перегородок и производства облицовок. При добавлении большего количества воды получим пульпу для нагнетания в горную массу и

выработанное пространство горных выработок. Таким образом, область применения вяжущего с добавкой бишофита значительно шире по сравнению с аналогом и прототипом.

Повышение степени огнезащиты обьек- тов обеспечивается тем, что бишофит является одновременно и хорошим теплопоглотителем и отрицательным катализатором, задерживающим воспламенение.

Немаловажную роль играет и то, что бишофит придает составу свойство высокой гигроскопичности (бишофит интенсивно поглощает влагу из воздуха). При повышении температуры (например, при приближении фронта подземного пожара к перегородке, содержащей бишофит) гигроскопичность не уменьшается, а, наоборот, возрастает. Это связано с тем, что при повышении темпераО

ел о о

V4 Ы

туры бишофит выделяет в свободное состояние собственную кристаллизационную воду. При температуре 120°С отщепляются 4 молекулы воды:

MqCl2 6H20- MqCl2 2H20 + 4H20. При температуре 150°С отщепляются еще две:

MgCl2 2H20- MgCl2 + 2H20. По этой же причине рыхлый состав (порошок) приобретает сцепление, упрочняется, так как вяжущее начинает активно реагировать с высвободившейся кристаллизационной водой.

Из приведенных реакций, видно, что при дегидратации на 95 г MgCl2 выделяется 108 г Н20 или на 100 г бишофита выделяются 53 г воды.

Немаловажно и то, что бишофит - комплексный антипироген, главные его составляющие - эффективный пламегаситель MgCl2 и Н20. Кроме того, он содержит в виде примесей сильные ингибиторы пламени - соли брома, йода и другие соединения.

Регулирование процесса твердения состава осуществляют варьированием содержания бишофита; чем выше его содержание, тем медленнее протекает процесс твердения.

Преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с известными способами подтверждены экспериментально.

В качестве известных технических решений испытывались составы, приведенные в табл.1.

Для определения гигроскопичности составы 1 и 2 использовались без добавления воды (в воздушно-сухом состоянии).

Результаты определений гигроскопичности приведены в табл.2 (гигроскопичность определялась при относительной влажности воздуха 55% и температуре 20°С).

Таким образом, при содержании бишофита 5 и более мас.% составы-с его примесью по величине гигроскопичности превосходят известные технические решения: в 1,2 - 2,5 раз по сравнению с составом 1 (аналог) и в 2 - 4 раза по сравнению с составом 2 (прототип).

Для установления верхнего оптимального предела содержания бишофита определялись время твердения составов, а также их прочностные характеристики (табл.3).

Из рассмотрения данных табл.3 видно, что примесь бишофита в количестве 5 мае. %

приводит к некоторому повышению прочности на сжатие при незначительном увеличении времени твердения состава. Дальнейшее увеличение доли бишофита удлиняет время твердения практически по экспоненте. Однако примесь бишофита в количестве свыше 20 мас.% приводит к резкому снижению прочности затвердевшего состава, а состав с примесью бишофита 30

и более мас.% вообще не твердеет.

П р и м е р. В металлических противнях диаметром 0,5 м и высотой 0,4 м в центре их днища размещались термитные патроны массой 500 г с злектровоспламенитёлями.

Затем в каждый противень загружалось по 40 кг каменноугольной массы. После того в первый противень добавлялось 10 кг состава 1, во второй - такое же количество состава 2, в третий - 5 кг состава по заявленному

способу (90мас.% алебастра 10 мас.% бишофита) и 5 л воды. В каждом противне угольная масса и составы перемешивались; после часовой выдержки для затвердения поджигалась термитная смесь. Через сутки

после выгорания части угля и остывания массы производилось ее взвешивание и определялась доля суммарных потерь при выгорании. Результаты экспериментов приведены в табл.4.

Примечание: исходный вес состоит из

веса угля, раствора и термопатрона.

Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что предложенный состав пред- стваляет собой весьма эффективную

огнезащитную технологию горючих объектов. Даже при наличии такого сильного очага горения как термитная смесь предложенная технология в 4 - 5,5 раза снижает степень выгорания угольной массы (по

сравнению с известными технологиями).

Формула изобретения

1.Состав для предупреждения эндоген- ных пожаров и огнезащиты горных выработок, включающий вяжущее и антипироген, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности огнезащиты, в качестве антипирогена он содержит бишофит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вяжущее80 - 95;

Бишофит5 - 20.

2.Состав по п. 1,отличающийся е тем, что в качестве вяжущего он содержит

цемент или алебастр.

Таблица 2

Изобретение относится к горному делу и предназначено для профилактики подземных пожаров. Цель - повышение эффективности огнезащиты. Состав содержит следующие компоненты мас.%: вяжущее 80 - 95; в качестве антипирогена - бишофит 5 - 20. В качестве вяжущего используют цемент или асбест. Компоненты могут быть использованы в виде порошка Если в этот порошок добавить воду, то полученный материал пожет быть использован для сооружения перегородок и производства облицовок Бишофит придает составу свойство высокой гироскопичности Использование данного состава при горении термитной смеси позволяет снизить степень выгорания угольной массы в 4 - 5,5 раза. 1 з.п ф-лы, 4 табл

Характеристика составов по аналогу

Таблица 2

Результаты определения гигроскопичности воздушно-сухих составов

Состав

Известный, 13,3

То же, 22,1

Предлагаемый при соотношении компонентов - цемента и бишофита, мас.%:

99:11,5

97:33,0

95:54,1

90:105,5

. 85:156,7

80:20-8,1

Гигроскопичность.

16596738

Таблица

Характеристика физико-механических свойств составов

ос

Табл

Результаты экспериментального определения огнезащитных составов

Примечание Исходный вес состоит из веса угля, раствора и термопатрона.