RU2133830C1

RU2133830C1 - Method for isolating and extinguishing of underground fires in hard-to-reach sites of mine shafts

Info

Publication number: RU2133830C1
Application number: RU97116611A
Authority: RU
Inventors: А.Е. Чуприков; Е.А. Пантелеев; А.Н. Малахов; А.Н. Скляров; А.И. Гильденберг
Original assignee: Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела; Акционерное общество открытого типа "Шахта Зиминка"
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method involves providing mobile unit to working site; attaching hinged tubular liquid nitrogen evaporator to ground support by means of C-clamps and anchors; fastening tarpaulin web on evaporator; positioning inert foam or foamed hardening suspension generator at side adjacent to space to be isolated; supplying liquid nitrogen to evaporator or delivering liquid phase to apparatus. Method allows safety of work to be provided by utilizing fire area heat for gasifying of liquid nitrogen and due to remoteness of working processes from fire area. Method involves producing ice-rock web and snow mass. EFFECT: increased efficiency in extinguishing underground fire and improved safety of fire isolating works. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изоляции аварийных участков от действующих горных выработок. The invention relates to mining and can be used to isolate emergency sites from existing mine workings.

Известен способ возведения изолирующих перемычек в горных выработках, включающий возведение опалубки и дистанционное заполнение внутриопалубочного пространства твердеющим раствором, при этом в качестве твердеющего раствора используют вспененный гипсовый раствор (Авт. свид. СССР N 1221386, кл. E 21 F 5/00, 1986). There is a method of erecting insulating jumpers in mine workings, including erecting formwork and remotely filling the inner deck space with a hardening solution, using foamed gypsum solution as a hardening solution (Auth. Certificate. USSR N 1221386, class E 21 F 5/00, 1986) .

Известен способ изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающий возведение опалубки в горной выработке на пути движения пожара и дистанционную подачу заполнителя во внутриопалубочное пространство через скважину, пробуренную со сближенного пласта или с поверхности (Авт. свид. СССР N 1668693, кл. E 21 F 5/00, 1991). There is a method of isolating an emergency section during underground mining, including the construction of formwork in a mine along the path of a fire and the remote filing of aggregate into the interior formwork through a well drilled from a nearby formation or from the surface (Auth. Certificate. USSR N 1668693, class E 21 F 5/00, 1991).

Недостаток известного способа заключается в том, что данное техническое решение предопределяет необходимость заблаговременной установки опалубки с подводом скважины или трубопровода для подачи заполнителя. The disadvantage of this method is that this technical solution predetermines the need for early installation of formwork with the supply of a well or pipeline for supplying aggregate.

Цель изобретения - повышение эффективности тушения подземных пожаров в труднодоступных местах и безопасность работ при изоляции за счет утилизации тепла аварийного участка для газификации жидкого азота и дистанционности обеспечения техпроцессов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of extinguishing underground fires in hard-to-reach places and the safety of work during isolation due to the heat recovery of the emergency section for gasification of liquid nitrogen and the remoteness of technical processes.

Это достигается тем, что для дистанционной изоляции аварийного участка (пожара), возникающего, например, в результате взрыва газа метана и угольной пыли (как правило с обрушением участков горных выработок шахт) на ближние подступы к аварийному участку транспортируется транспортная платформа с технологическим оборудованием для обеспечения техпроцессов изоляции и подавления очага пожара, предпочтительно в верхней части выработки устанавливается устройство для получения инертной пены или вспененной твердеющей суспензии и на крепь (борта и кровлю) закрепляется навесной испаритель жидкого азота с парусной перемычкой - экраном с подключением соответственно посредством выкидных пожарных рукавов к пожарно-оросительному трубопроводу участка шахты и гибким криогенным металлорукавом к резервуару жидкого азота на возможно безопасном удалении транспортной платформы, после чего производят подачу компонентов профилактических смесей. This is achieved by the fact that for remote isolation of the emergency section (fire), resulting, for example, from an explosion of methane gas and coal dust (usually with the collapse of the mine workings), a transport platform with technological equipment is transported to the near approaches to the emergency section processes for isolating and suppressing the source of fire, preferably in the upper part of the mine a device is installed to produce inert foam or foamed hardening suspension and onto the lining (board and the roof) a mounted liquid nitrogen evaporator with a sailing bridge - a screen with a connection of the mine section and a flexible cryogenic metal hose to the liquid nitrogen tank at a safe removal of the transport platform, respectively, is connected via a fire hose to a fire-irrigation pipe, after which components of preventive mixtures are supplied .

Предложенная совокупность отличительных признаков (исполнение испарительного блока жидкого азота, многоцелевое назначение устройства для получения профилактических составов, смена приемов для осуществления техпроцессов и др. ) позволяет обеспечить дистанционную изоляцию пожарного участка на ближних подступах и подавление очага пожара путем наступательного движения на очаг пожара пенной пробки с одновременной инертизацией аварийного участка. The proposed set of distinguishing features (execution of an evaporative block of liquid nitrogen, multi-purpose device for receiving preventive compositions, changing methods for carrying out technological processes, etc.) allows for remote isolation of the fire section at the near approaches and suppression of the fire source by offensive movement of the foam plug with simultaneous inertization of the emergency site.

На фиг. 1 изображена технологическая схема для осуществления способа; на фиг. 2 - навесной замкнутый трубчатый испаритель азота с парусной перемычкой. In FIG. 1 shows a flow chart for implementing the method; in FIG. 2 - mounted closed tube nitrogen evaporator with a sailing bridge.

Система для осуществления способа содержит резервуар 1 жидкого азота, установленный на транспортной платформе 2, навесной замкнутый испаритель 3 жидкого азота, выполненный в виде рамы, закрепляемой конгруэнтно выработке на крепь горной выработки или боковые породы посредством струбцин 4 и анкеров 5 и состоящий из трубчатых отрезков 6 и соединительных гибких металлорукавов 7. В верхней части аварийной выработки установлено устройство 8 для получения инертной пены (вспененной инертной твердеющей суспензии) или массы снегообразования и содержащее коллекторы 9 и 10 с подводящими соединительными рукавами подачи компонентов соответственно низкотемпературного аэрозоля газообразного азота 11 и раствора пенообразователя 12, подачу последнего при этом обеспечивают от пожарно-оросительного трубопровода 13 путем регулирования задвижкой 14 и контроля за давлением по манометру 15. На выходе потоков сжатого низкотемпературного газа и раствора пенообразователя установлен направляющий аппарат 16 для распределения и формирования исходного профилактического средства по сечению, например, обрушенной части выработки. Для создания подпора при формировании пенной завесы (пробки) на раму испарителя 3 закрепляют парусную перемычку 17. В транспортном положении все технологическое оборудование для получения профилактического средства (испаритель, парусная перемычка, устройство для получения пены, подсоединительные рукава с направляющим аппаратом) укладывается в транспортный ящик 18. The system for implementing the method comprises a tank of liquid nitrogen 1 mounted on a transport platform 2, a mounted closed evaporator 3 of liquid nitrogen, made in the form of a frame, fixed congruently to a mine support or side rocks using clamps 4 and anchors 5 and consisting of tubular sections 6 and connecting flexible metal hoses 7. In the upper part of the emergency excavation device 8 is installed for producing inert foam (foamed inert hardening suspension) or snow formation mass and soda neighing manifolds 9 and 10 with connecting connecting arms for supplying components of a low-temperature nitrogen gas aerosol 11 and a foaming solution 12, respectively, the latter is supplied from the fire-irrigation pipe 13 by adjusting the gate valve 14 and controlling the pressure according to the pressure gauge 15. At the outlet of the compressed low-temperature flows gas and foaming agent solution, a guide apparatus 16 is installed for distributing and forming the initial prophylactic cross-sectional means, for example , collapsed part of the output. To create a backwater during the formation of the foam curtain (cork), the sailing bridge 17 is fixed on the evaporator frame 3. In the transport position, all technological equipment for obtaining prophylactic means (evaporator, sailing bridge, foam device, connecting sleeves with a guiding device) is placed in the transport box 18.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

При возникновении пожара в горной выработке 19, в условиях возможности взрыва метана в целях безопасности работ при изоляции пожара взрывоустойчивой перемычкой на безопасно ближних подступах к пожару устанавливают временную парусную перемычку 17 с ее закреплением на навесной испаритель жидкого азота, также закрепляемый посредством крепежа 4 и 5 (струбцин, анкеров, скоб и др.) на крепь горной выработки с размещением устройства 8 для получения пены или вспененной твердеющей суспензии на стороне изолируемой части выработки с его подсоединением рукавами 11 и 12 соответственно к выходному штуцеру навесного испарителя 3 жидкого азота и к пожарно-оросительному участковому трубопроводу 13. После чего транспортная платформа 2 выводится на безопасное расстояние для производства работ по генерированию инертной пены или вспененной твердеющей суспензии, или образования массы снега. Первым приемом подавления очага пожара является инертизация аварийного участка путем подачи через коллектор 10 низкотемпературного аэрозоля азота с повышенным давлением до 1,6 МПа (возможности стандартного резервуара РЦВ 0,5/1,6) с последующей подачей через выкидной рукав 12 раствора пенообразователя для генерирования инертной пены или вспененной твердеющей суспензии. В последнем случае по трубопроводу 13 к месту производства работ подают твердеющие минеральные суспензии или, как вариант, производят намораживание минеральной суспензии подачей низкотемпературного аэрозоля азота, что повышает взрывоустойчивость обрушенных пород путем создания ледопородней барьерной перемычки. In the event of a fire in the mine working 19, under conditions of the possibility of a methane explosion, for the safety of operations when isolating the fire with an explosion-proof jumper, a temporary sailing jumper 17 with its fastening to the mounted liquid nitrogen evaporator, also fixed by means of fasteners 4 and 5, is installed on the safely nearby fire approaches. clamps, anchors, brackets, etc.) on the support of the mine working with placement of the device 8 for receiving foam or foamed hardening suspension on the side of the insulated part of the working with its connection we use sleeves 11 and 12, respectively, to the outlet fitting of the mounted evaporator 3 of liquid nitrogen and to the fire-irrigation section of the pipeline 13. After which the transport platform 2 is brought to a safe distance for the production of inert foam or foamed hardening suspension, or the formation of a mass of snow. The first method of suppressing the fire source is to inert the emergency section by supplying a low-temperature aerosol of nitrogen with increased pressure up to 1.6 MPa through the collector 10 (the capabilities of a standard RCV reservoir 0.5 / 1.6), followed by supplying a foaming agent solution 12 through the discharge sleeve to generate an inert foam or foamed hardening suspension. In the latter case, hardening mineral suspensions are supplied via pipeline 13 to the place of work or, as an option, the mineral suspension is frozen by applying a low-temperature aerosol of nitrogen, which increases the explosion resistance of the collapsed rocks by creating an ice-bearing barrier lintel.

Для образования снеговой массы через кольцевой коллектор 9 производят подачу низкотемпературного аэрозоля жидкого азота, а через коллектор 10 обеспечивают подачу воды, при этом получается снеговая масса (как впрочем и пена), распределяемая по горной выработке посредством винтокрылого направляющего аппарата 16 с образованием плотной снежной (пенной) пробки (завесы) на пути движения пожара с нарастающим поступательным движением в аварийный участок. С целью обеспечения снарядного импульсного движения снежной пробки в начальный период идет техпроцесс накопления снеговой массы с последующим перекрытием подачи воды и резким увеличением производительности (рабочего давления) нагнетания газообразного снарядного потока для транспортирования снегового потока встречно движению пожара, что обеспечивает повышение эффективности активного подавления очага пожара за счет увеличения дальности транспортирования. При этом газификация жидкого азота обеспечивается путем теплосъема испарителя 3 с вмещающих пород и окружающего рудничного воздуха аварийного участка. To form a snow mass, a low-temperature aerosol of liquid nitrogen is supplied through the annular collector 9, and a water supply is provided through the collector 10, whereby a snow mass (as well as foam) is obtained, distributed over the mine by a rotorcraft 16 to form a dense snow (foam) ) traffic jams (curtains) in the path of fire with increasing progressive movement to the emergency section. In order to ensure the projectile pulsed movement of the snow cork in the initial period, there is a technical process of accumulating snow mass with a subsequent shutdown of the water supply and a sharp increase in the productivity (working pressure) of injecting the gaseous projectile flow to transport the snow flow counter to the fire movement, which increases the efficiency of active suppression of the fire source beyond by increasing the transportation distance. In this case, gasification of liquid nitrogen is provided by heat removal of the evaporator 3 from the surrounding rocks and the surrounding mine air of the emergency section.

Одним из вариантов исполнения транспортной платформы предусмотрено дистанционное возведение парусной перемычки 17 и раскрытия испарителя 3 по сечению выработки посредством установленного на платформе 2 пневмоисточника (не показаны) при этом на выходной штуцер испарителя устанавливают эжекторный генератор инертной пены или вспененной твердеющей суспензии. One embodiment of the transport platform provides for the remote erection of the sailing bridge 17 and the opening of the evaporator 3 along the production cross section by means of a pneumatic source (not shown) installed on the platform 2, and an ejector generator of inert foam or foamed hardening suspension is installed on the outlet nozzle of the evaporator.

Предлагаемый способ позволит повысить безопасность и сократить материальные и трудовые затраты на изоляцию и подавление пожаров в труднодоступных местах на метанообильных шахтах в условиях опасности взрыва. The proposed method will improve safety and reduce material and labor costs for isolation and suppression of fires in hard-to-reach places in methane-rich mines in conditions of explosion hazard.

Claims

A method of isolating and extinguishing underground fires in hard-to-reach places of mines, including isolating the emergency section with a jumper with subsequent supply of inert foam to the isolated space, characterized in that a device for producing inert foam or snow formation is installed at the near approaches to the emergency section in the excavation, and the sides of the existing workings congruent to the mine workings fix a closed tubular liquid nitrogen evaporator in the form of a fastening mounted on a support or side rocks the frame on which the sailing jumper-screen is mounted, the tubular evaporator is connected to the foam receiving device and the liquid nitrogen tank and components of liquid nitrogen and a solution of foaming agent or water are supplied, and the snow mass is transported to the emergency section impulsively.