PL213909B1

PL213909B1 - Mixture for fighting fires of mining waste dumps

Info

Publication number: PL213909B1
Application number: PL392753A
Authority: PL
Inventors: Jacek Laczny; Henryk Świnder; Krzysztof Gogola; Andrzej Bajerski; Maciej Fersztorowski; Wojciech Węzik; Aneta Angerstein; Piotr Pawlik; Michał Glados
Original assignee: Glowny Instytut Gornictwa
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2013-05-31
Also published as: PL392753A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina do likwidacji pożarów hałd odpadów powęglowych, zawierająca uboczne produkty spalania i wodę.The present invention relates to a coal waste heap fire suppression mixture containing combustion by-products and water.

Zasadniczym składnikiem znanych mieszanin gaśniczych są uboczne produkty spalania typu popiołów, żużli piecowych, zazwyczaj z mineralnymi dodatkami typu cementów, gipsów lub gliny. W większości przypadków zatłacza się do bryły składowiska odpadów powęglowych mieszaniny popiołowo-wodne. Stosowanie tych mieszanin ogranicza wzrost temperatury w otoczeniu źródła pożaru i utrudnia dostęp powietrza do bryły hałdy, a tym samym ogranicza propagację i rozwój ognisk pożarowych.The essential component of known extinguishing mixtures are by-products of combustion of the type of ashes, furnace slags, usually with mineral additives such as cements, gypsum or clay. In most cases, ash-water mixtures are injected into the coal waste dump. The use of these mixtures limits the temperature increase in the vicinity of the fire source and impedes the access of air to the heap body, thus limiting the propagation and development of fire centers.

Zakres stosowania mieszanin gaśniczych na bazie zawiesin popiołowo-wodnych i ich często ograniczona skuteczność wynika z braku możliwości uzyskania odpowiedniego zagęszczenia substancji stałych, koniecznego do maksymalnego wypełnienia pustek międzyziarnowych w bryle hałdy. Stężenie frakcji stałych w stosowanych mieszaninach do iniekcji gaśniczej nie przekracza zazwyczaj 1000 g na litr wody. Przy większej zawartości substancji stałych w mieszaninie, nie jest bowiem możliwe uzyskanie wymaganych właściwości Teologicznych, niezbędnych do optymalnej penetracji w strukturę zwałowiska, a ponadto występują problemy techniczne z procesem jej zatłaczania.The scope of application of extinguishing mixtures based on ash-water suspensions and their often limited effectiveness results from the inability to obtain an appropriate concentration of solids, necessary for the maximum filling of inter-grain voids in the heap body. The concentration of the solids in the firefighting injection mixtures used does not usually exceed 1000 g per liter of water. With a higher solids content in the mixture, it is not possible to obtain the required rheological properties necessary for optimal penetration into the structure of the dump, and there are also technical problems with the injection process.

Mieszanina do likwidacji pożarów hałd odpadów powęglowych, zawierająca od 0,1 do 50 części wagowych ubocznych produktów spalania z kotłów fluidalnych oraz wodę w ilości od 30 do 100 części wagowych w stosunku do ilości substancji stałych, według wynalazku, zawiera od 0,1 do 50 części wagowych drobnoziarnistych odpadów powęglowych o zawartości frakcji poniżej 1 mm co najmniej 95%, od 0,1 do 10 części wagowych dodatku zwiększającego rozlewność, na bazie pochodnych kwasu akrylowego i/lub związków lignosulfonowych i/lub soli kwasów hydroksykarboksylowych i/lub nonylofenyli oksyetylowanych i/lub modyfikowanych żywic melaminowo-formaldehydowych i/lub naftaleno-formaldehydowych i/lub sulfonianów melaminowo-naftalenowych oraz od 0,1 do 50 części wagowych dodatku antypirogennego, na bazie nieorganicznych fosforanów i/lub modyfikowanych żywic fenolowo-formaldehydowych i/lub metakrzemianu sodu i/lub mieszaniny krzemianów i szkieł krzemianowych metali ziem alkalicznych z nieorganicznymi i organicznymi modyfikatorami reologii.A mixture for suppressing fires of coal waste heaps, containing from 0.1 to 50 parts by weight of combustion by-products from fluidized bed boilers and water in an amount of 30 to 100 parts by weight relative to the amount of solids, according to the invention, contains from 0.1 to 50 parts by weight of fine coal waste with a fraction content below 1 mm of at least 95%, from 0.1 to 10 parts by weight of a flow aid based on acrylic acid derivatives and / or lignosulfonic compounds and / or salts of hydroxycarboxylic acids and / or oxyethylated nonylphenyls, and / or modified melamine-formaldehyde and / or naphthalene-formaldehyde resins and / or melamine-naphthalene sulfonates and from 0.1 to 50 parts by weight of an anti-pyrogenic additive based on inorganic phosphates and / or modified phenol-formaldehyde resins and / or sodium metasilicate, and / or mixtures of alkaline earth metal silicate glasses and silicate glasses with inorganic and organic rheology modifiers.

W mieszaninie według wynalazku udało się zwiększyć zawartość części stałych przy zachowaniu wymaganych własności reologicznych. Mieszanina wykazuje efekt gaśniczy i nieoczekiwanie wiąże gazy pożarowe, w szczególności dwutlenek węgla, co pozwala na uzyskanie trwałego i skutecznego efektu ugaszenia pożaru na składowisku odpadów powęglowych, a także ograniczenia emisji do atmosfery szkodliwych gazów pożarowych. W trakcie procesu gaszenia zachodzi wzajemne oddziaływanie gazów pożarowych, w szczególności dwutlenku węgla, ze składnikami mieszaniny gaśniczej, w skutek czego ulega ona zestaleniu w bryle zapożarowanej hałdy. Proces ten ma również wpływ na wzrost stabilności mechanicznej i zagęszczenia gruntu hałdy, co w znaczący sposób redukuje zjawiska pożarowe i ogranicza możliwość wtórnego zapłonu składowiska odpadów powęglowych, a także polepsza właściwości mechaniczne gruntu. Synergiczne właściwości składników otrzymanej mieszaniny pozwalają na wytworzenie stabilnego fizycznie i chemicznie układu gaszącego i ograniczającego emisje gazów pożarowych w zależności od warunków fizykochemicznych zapożarowanego składowiska odpadów powęglowych. Mieszanina wykazuje również korzystne działanie na zwałowiskach niezapożarowanych, gdzie może być stosowana prewencyjnie, jako materiał polepszający właściwości fizykomechaniczne gruntu i doszczelniający strukturę hałdy, a tym samym zmniejszający zagrożenie powstawaniem pożarów endogenicznych.The mixture according to the invention has managed to increase the solids content while maintaining the required rheological properties. The mixture has an extinguishing effect and unexpectedly binds fire gases, in particular carbon dioxide, which allows obtaining a permanent and effective fire extinguishing effect in a coal waste landfill, as well as reducing the emission of harmful fire gases into the atmosphere. During the extinguishing process, the interaction of fire gases, in particular carbon dioxide, with the components of the extinguishing mixture occurs, as a result of which it solidifies in the body of the fire heap. This process also increases the mechanical stability and compaction of the soil of the heap, which significantly reduces fire phenomena and reduces the possibility of reignition of the coal waste dump, as well as improves the mechanical properties of the soil. The synergistic properties of the components of the obtained mixture allow for the creation of a physically and chemically stable extinguishing system and limiting the emission of fire gases depending on the physicochemical conditions of the coal-fired landfill. The mixture also has a beneficial effect on non-fire dumps, where it can be used preventively as a material improving the physical and mechanical properties of the soil and sealing the heap structure, thus reducing the risk of endogenous fires.

Przykładowy skład mieszaniny zawiera tabela poniżej.An exemplary composition of the mixture is shown in the table below.

Lp. No. Składniki Components Udział [cz.wag.] Participation [part of weight] Uwagi Comments 1. 1. Uboczne produkty spalania z kotłów fluidalnych Combustion by-products from fluidized bed boilers 50 50 Właściwości mieszaniny: • gęstość 1340 [kg/m³] • rozlewność 265 [mm]Properties of the mixture: • density 1340 [kg / m ³ ] • fluidity 265 [mm] 2. 2. Drobnoziarniste odpady powęglowe o zawartości frakcji poniżej 1 mm co najmniej 95% Fine coal waste with a fraction less than 1 mm at least 95% 50 50 3. 3. Dodatek zwiększający rozlewność na bazie pochodnych kwasu akrylowego A flow-enhancing additive based on acrylic acid derivatives 0,88 0.88 4. 4. Dodatek antypirogenny na bazie modyfikowanej żywicy fenolowo-formaldehydowej Anti-pyrogenic additive based on a modified phenol-formaldehyde resin 1,5 1.5 5. 5. Woda Water 80 80

PL 213 909 B1PL 213 909 B1

Wytwarzanie mieszaniny prowadzi się w aparacie zapewniającym właściwe wymieszanie składników i uzyskanie jednorodnej konsystencji zawiesiny.The mixture is prepared in an apparatus ensuring proper mixing of the ingredients and obtaining a homogeneous consistency of the suspension.

Claims

A mixture for suppressing fires of coal waste heaps, containing from 0.1 to 50 parts by weight of combustion by-products from fluidized bed boilers, and water in an amount of 30 to 100 parts by weight in relation to the amount of solids, characterized in that it contains from 0.1 to 50 parts by weight of fine coal waste with a fraction content of less than 1 mm at least 95%, from 0.1 to 10 parts by weight of a flow aid based on acrylic acid derivatives and / or lignosulfonic compounds and / or salts of hydroxycarboxylic acids and / or oxyethylated nonylphenyls and / or modified melamine-formaldehyde resins and / or naphthalene-formaldehyde resins and / or melamine-naphthalene sulfonates, and 0.1 to 50 parts by weight of an anti-pyrogenic additive based on inorganic phosphates and / or modified phenol-formaldehyde resins and / or sodium metasilicate, and / or mixtures of alkaline earth metal silicate glasses and silicate glasses with inorganic and organic and rheology modifiers.