RU2360125C1

RU2360125C1 - Method for fire extinguishing

Info

Publication number: RU2360125C1
Application number: RU2008102508/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Толстунов (RU); Сергей Андреевич Толстунов; Сергей Петрович Мозер (RU); Сергей Петрович Мозер; Антон Сергеевич Толстунов (RU); Антон Сергеевич Толстунов
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2009-06-27

Abstract

FIELD: fire safety engineering.

SUBSTANCE: prior to erection of main and additional links, protective Y-shaped link is erected in mine with internal channel with the possibility of its overlapping with door rotating in hinges and opening to the side from fire zone. On cantilever side of door metal mesh is fixed, at that other end of mesh is fixed on link. Width of door is accepted as higher than width b, where b is width of internal channel in link, m. Expanding part of internal channel of Y-shaped link is directed to the side from fire zone. Maximum angle f of door opening relative to plane of protective link is accepted as equal to 85°. Angle of walls inclination in expanding part of internal channel of link in vertical plane is accepted as equal to 70-75°. Width b is accepted as not more than 0.25 M, where M is mine width. Length of internal channel L in link is accepted as equal to 1.31, where l is length of explosion shock wave, m.

EFFECT: increased safety of fire extinguishing in closed spaces, reduction of possible pecuniary loss.

5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к технике тушения подземных пожаров в угольных шахтах и позволяет повысить безопасность тушения пожара в замкнутых пространствах.The invention relates primarily to the technique of extinguishing underground fires in coal mines and can improve the safety of extinguishing a fire in confined spaces.

Известен способ тушения пожаров и предотвращения взрывов в подземных горных выработках (а.с. СССР №1270366, 5 E21F 5/00, опубл. 1985.05.20). Способ включает подачу огнегасительной смеси в виде аэрозоля, одним из компонентов которой является хладон, локализацию пожарной зоны путем возведения перемычки, согласно изобретению с целью повышения эффективности ингибирования пламенного горения и флегматизации взрывчатой среды за счет поддержания хладона во взвешенном состоянии, в пожарной зоне размещают устройство рециркуляции атмосферы с активатором и осуществляют принудительную турбулизацию атмосферы с активатором и осуществляют принудительную турбулизацию атмосферы в этой зоне посредством активатора. Недостатком данного изобретения является высокая опасность пожаротушения, связанная с незащищенностью устройств пожаротушения от действия ударной волны, образующейся из-за взрывания метана при соответствующей концентрации кислорода.A known method of extinguishing fires and preventing explosions in underground mines (AS USSR No. 1270366, 5 E21F 5/00, publ. 1985.05.20). The method includes supplying a fire extinguishing mixture in the form of an aerosol, one of the components of which is freon, localization of the fire zone by erecting a jumper according to the invention in order to increase the efficiency of inhibiting flame combustion and phlegmatizing the explosive medium by keeping the freon in suspension, a recirculation device is placed in the fire zone atmosphere with an activator and carry out a forced turbulization of the atmosphere with an activator and carry out a forced turbulization of the atmosphere in this th zone through the activator. The disadvantage of this invention is the high risk of fire fighting associated with the insecurity of fire extinguishing devices from the action of the shock wave generated due to the explosion of methane at an appropriate oxygen concentration.

Известен способ тушения пожара и установка для его осуществления, принятый за прототип (патент РФ №2295040, 5 E21F 5/00, опубл. 10.03.2007, бюл. №7). Способ включает возведение основной перемычки, подачу огнегасительной смеси и локализацию пожарной зоны, согласно изобретению одновременно с возведением основной перемычки возводят дополнительную перемычку и фиксируют в выработке перед пожарной зоной установку для тушения пожара с авиационным двигателем, а огнегасительную смесь получают путем сжигания топлива, и подают ее за основную перемычку, причем топливо сжигают до прекращения горения в пожарной зоне. Недостатком данного изобретения является высокая опасность пожаротушения, связанная с незащищенностью устройств пожаротушения от действия ударной волны, образующейся из-за взрывания метана при соответствующей концентрации кислорода.A known method of extinguishing a fire and installation for its implementation, adopted as a prototype (RF patent No. 2295040, 5 E21F 5/00, publ. 10.03.2007, bull. No. 7). The method includes the construction of the main jumper, the supply of the extinguishing mixture and the localization of the fire zone, according to the invention, at the same time as the erection of the main jumper, an additional jumper is erected and a fire extinguishing apparatus with an aircraft engine is fixed in front of the fire zone, and the extinguishing mixture is obtained by burning fuel, and it is fed for the main jumper, and the fuel is burned until the combustion stops in the fire zone. The disadvantage of this invention is the high risk of fire fighting associated with the insecurity of fire extinguishing devices from the action of the shock wave generated due to the explosion of methane at an appropriate oxygen concentration.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности пожаротушения за счет снижения воздействия ударной волны, образующейся из-за взрывания метана при соответствующей концентрации кислорода.The technical result of the invention is to increase the safety of fire fighting by reducing the impact of the shock wave generated due to the explosion of methane at an appropriate oxygen concentration.

Технический результат достигается тем, что в способе тушения пожара, включающем возведение основной и дополнительной перемычек, фиксацию в выработке перед пожарной зоной установки для тушения пожара с авиационным двигателем, локализацию пожарной зоны, получение путем сжигания топлива огнегасительной смеси и подачу огнегасительной смеси в пожарную зону, согласно изобретению перед возведением основной и дополнительной перемычек в выработке возводят защитную Y-образную перемычку с внутренним каналом с возможностью его перекрытия вращающейся на шарнирах дверью, открывающейся в сторону пожарной зоны, с закрепленной на ее консольной стороне металлической сеткой, при этом другой конец сетки закрепляют на перемычке, а ширину двери принимают большей ширины b, где b - ширина внутреннего канала в перемычке, м, причем расширяющаяся часть внутреннего канала Y-образной перемычки направляют в сторону от пожарной зоны, максимальный угол открывания f двери относительно плоскости защитной перемычки принимают равным 85°, угол наклона стенок расширяющейся части внутреннего канала перемычки в вертикальной плоскости принимают равным 70-75°, ширину b принимают не более 0,25 В, где В - ширина выработки, а причем длину внутреннего канала L в перемычке принимают равным 1,31, где l - длина ударной волны взрыва, м.The technical result is achieved in that in a method of extinguishing a fire, including erecting the main and additional jumpers, fixing in the development of a fire extinguishing apparatus with an aircraft engine in front of the fire zone, localizing the fire zone, obtaining a fire extinguishing mixture by burning fuel and supplying a fire extinguishing mixture to the fire zone, according to the invention, before the construction of the main and additional jumpers in the development, a protective Y-shaped jumper with an internal channel is erected with the possibility of its overlapping rotation hinged door that opens towards the fire zone, with a metal mesh fixed to its cantilever side, while the other end of the mesh is fixed to the jumper, and the width of the door is taken to be wider b, where b is the width of the internal channel in the jumper, m, expanding part of the inner channel of the Y-shaped bridge is directed away from the fire zone, the maximum opening angle f of the door relative to the plane of the protective bridge is taken to be 85 °, the angle of inclination of the walls of the expanding part of the inner channel of the the tabs in the vertical plane are taken equal to 70-75 °, the width b is taken to be no more than 0.25 V, where B is the width of the mine, and the length of the internal channel L in the bridge is taken to be 1.31, where l is the length of the shock wave of the explosion, m .

Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из кирпича.The invention is also characterized in that the protective jumper is erected from brick.

Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из быстротвердеющего бетона с использованием опалубки.The invention is also characterized in that the protective jumper is erected from quick-hardening concrete using formwork.

Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из дерева.The invention is also characterized in that the protective jumper is erected from wood.

Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из бетонных блоков.The invention is also characterized in that the protective jumper is erected from concrete blocks.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить безопасность пожаротушения за счет снижения воздействия ударной взрывной волны, образующейся из-за взрывания метана при соответствующей концентрации кислорода.The application of the proposed method in comparison with the prototype can improve the safety of fire fighting by reducing the impact of the shockwave generated due to methane explosion at an appropriate oxygen concentration.

Способ тушения пожара поясняется чертежами, так на фиг.1 показана установка для тушения пожара в транспортном положении, на фиг.2 показана установка для тушения пожара в рабочем положении, на фиг.3 показан вид по стрелке А, на фиг.4 показан вид защитной Y-образной перемычки по стрелке Б, где:The fire extinguishing method is illustrated by the drawings, so Fig. 1 shows a fire extinguishing installation in a transport position, Fig. 2 shows a fire extinguishing installation in a working position, Fig. 3 shows a view along arrow A, Fig. 4 shows a protective view Y-shaped jumper in the direction of arrow B, where:

1 - авиационный двигатель;1 - aircraft engine;

2 - основная перемычка с отверстием;2 - the main jumper with a hole;

3 - компрессор;3 - compressor;

4 - дополнительная перемычка;4 - additional jumper;

5 - маслостанция;5 - oil station;

6 - генератор;6 - generator;

7 - шарнирные башмаки распорных стоек;7 - articulated shoes spacers;

8 - проушина для распорных стоек;8 - eye for spacers;

9 - трубопровод подачи;9 - supply pipeline;

10 - проем для установки распорных стоек;10 - an aperture for installation of expansion racks;

11 - изотермическая емкость с топливом, например керосином;11 - isothermal tank with fuel, for example kerosene;

12 - распорные стойки;12 - spacers;

13 - несущие стойки;13 - supporting racks;

14 - защитная Y-образная перемычка с внутренним каналом переменного сечения, возведенная из кирпича, либо бетонных блоков, либо быстротвредеющего бетона с использованием опалубки или дерева;14 - protective Y-shaped jumper with an internal channel of variable cross section, built of brick, or concrete blocks, or quick-hardening concrete using formwork or wood;

15 - дверь, вращающаяся на шарнирах, с ограниченным углом открывания f не более 85°, устанавливаемым путем изменения длины металлической сетки 16;15 - door, hinged, with a limited opening angle f not more than 85 °, set by changing the length of the metal mesh 16;

16 - металлическая сетка, предназначенная для ограничения открывания двери 15 и закрывания ее при взрыве за счет взаимодействия сетки 16 с взрывной ударной волной;16 - metal mesh, designed to limit the opening of the door 15 and closing it during the explosion due to the interaction of the mesh 16 with an explosive shock wave;

17 - шарниры двери 15;17 - door hinges 15;

f - максимальный угол открывания двери относительно плоскости защитной Y-образной перемычки;f is the maximum angle of opening of the door relative to the plane of the protective Y-shaped jumper;

b - ширина канала в перемычке, м;b - channel width in the jumper, m;

L - длина канала в перемычке.L is the length of the channel in the jumper.

Статистика тушения пожаров в подземных выработках, например в угольных шахтах показывает, что большинство случаев тушения подземных пожаров сопровождаются взрывами различной мощности. Анализ причин взрывов позволяет проследить следующий возможный механизм формирования взрывоопасной среды. При локализации очага пожара в зону горения начинает поступать все меньшее количество кислорода. При наличии в выработке метана при определенном соотношении его с кислородом происходит образования взрывчатой смеси. При взрыве этой метановоздушной смеси взрывная волна приводит к деформированию средств тушения пожара, а в ряде случаев к гибели людей. Предлагаемая Y-образная защитная перемычка 14 предназначена для гашения взрывной ударной волны и предотвращения различного рода ущербов. Гашение ударной волны происходит за счет создания "местного" механического сопротивления и частичного гашения скорости ударной взрывной волны при движении ее по внутреннему каналу перемычки, а основная часть удара приходится на дверь 15, закрывающуюся за счет воздействия взрывной волны на металлическую сетку 16, соединяющую консольную сторону двери 15 и плоскую сторону перемычки 14.The statistics for extinguishing fires in underground workings, for example, in coal mines, shows that most cases of extinguishing underground fires are accompanied by explosions of various capacities. An analysis of the causes of the explosions allows us to trace the following possible mechanism for the formation of an explosive atmosphere. With the localization of the fire, a smaller amount of oxygen begins to flow into the combustion zone. In the presence of methane in the production, at a certain ratio of it to oxygen, an explosive mixture forms. In the explosion of this methane-air mixture, the blast wave leads to deformation of the fire extinguishing means, and in some cases to the death of people. The proposed Y-shaped protective jumper 14 is designed to extinguish an explosive shock wave and prevent various kinds of damage. The shock wave is suppressed due to the creation of "local" mechanical resistance and partial damping of the speed of the shock wave when it moves along the internal channel of the bridge, and the main part of the shock falls on the door 15, which closes due to the impact of the shock wave on the metal mesh 16 connecting the cantilever side doors 15 and the flat side of the jumper 14.

Способ тушения пожара осуществляют следующим способом. При обнаружении очага пожара перед возведением основной и дополнительной перемычек в выработке возводят защитную Y-образную перемычку 14 с внутренним каналом. Со стороны пожарной зоны навешивают свободно вращающуюся на шарнирах 17 дверь 15. Дверь 15 открывается в сторону пожарной зоны. На консольной стороне двери 15 закрепляют металлическую сетку 16. Другой конец металлической сетки 16 закреплен на плоской стороне Y-образной защитной перемычке 14. Ширину двери принимают большей ширины b, где b - ширина внутреннего канала в перемычке 14, м, для обеспечения полного перекрытия внутреннего канала перемычки при взрыве. Расширяющаяся часть внутреннего канала Y-образной перемычки направлена в сторону от пожарной зоны. За счет резкого расширения происходит гашение скорости взрывной ударной волны. Для обеспечения надежного закрывания двери 15 максимальный угол открывания двери f принимают равным 85°. Угол наклона в вертикальной плоскости стенок внутреннего канала Y-образной перемычки 14 принимают равным 70-75° для обеспечения эффективного гашения ударной взрывной и воздушной волн. Ширину b внутреннего канала перемычки 14 принимают не более 0,25 В, где В - ширина выработки. За счет этого обеспечивают необходимую устойчивость перемычки при воздействии взрывной ударной волны. Длину выдержанного внутреннего канала L в перемычке 14 принимают равным 1,3l, где l - длина ударной волны взрыва, м. Определением длины внутреннго канала по вышеуказанной формуле достигают наиболее эффективное взаимодействие стенок внутреннего канала перемычки с взрыной ударной волной. Длину ударной волны взрыва определяют ориентировочно в зависимости от концентрации метана и его объема в пожарной зоне. В зависимости от наличия материалов для возведения защитной перемычки используют либо кирпич, либо быстротвердеющий бетон с использованием опалубки, либо дерево, либо бетонные блоки.The method of extinguishing a fire is as follows. If a fire is detected, a protective Y-shaped jumper 14 with an internal channel is erected before the construction of the main and additional jumpers in the mine. From the side of the fire zone, a door 15 is freely rotated on hinges 17. The door 15 opens toward the fire zone. On the cantilever side of the door 15, a metal mesh is fixed 16. The other end of the metal mesh 16 is fixed on the flat side of the Y-shaped protective jumper 14. The width of the door is taken to be of greater width b, where b is the width of the internal channel in the jumper 14, m, to ensure complete overlap of the internal jumper channel during explosion. The expanding part of the inner channel of the Y-shaped bridge is directed away from the fire zone. Due to the sharp expansion, the speed of the blast shock wave is damped. To ensure reliable closing of the door 15, the maximum opening angle of the door f is taken equal to 85 °. The angle of inclination in the vertical plane of the walls of the inner channel of the Y-shaped jumper 14 is taken equal to 70-75 ° to ensure effective damping of shock and air waves. The width b of the internal channel of the jumper 14 take no more than 0.25 V, where B is the width of the output. Due to this, they provide the necessary stability of the jumper when exposed to an explosive shock wave. The length of the sustained internal channel L in the jumper 14 is taken equal to 1.3 l, where l is the length of the shock wave of the explosion, m. By determining the length of the internal channel according to the above formula, the most effective interaction of the walls of the internal channel of the jumper with the blast shock wave is achieved. The length of the shock wave of the explosion is determined approximately depending on the concentration of methane and its volume in the fire zone. Depending on the availability of materials, either a brick, or quick-hardening concrete using formwork, or wood, or concrete blocks are used to erect a protective bridge.

Основную перемычку 2 возводят одновременно с возведением дополнительной 4 перемычки. Установку для тушения пожара перед запуском фиксируют перед пожарной зоной с помощью распорных 12 и несущих 13 стоек и локализуют пожарную зону путем установки основной 2 перемычки с отверстием и дополнительной 4 перемычки. Огнегасительную смесь, состоящую в основном из углекислого газа, получают путем сжигания топлива, например керосина, и подачи продуктов сгорания топлива за перемычку 2 с отверстием. Топливо сжигают до получения в пожарной зоне атмосферы, не поддерживающей горение за счет вытеснения углекислым газом воздуха и инертизации и флегматизации атмосферы (до прекращения горения в пожарной зоне).The main jumper 2 is erected simultaneously with the construction of an additional 4 jumpers. The installation for extinguishing a fire before starting is fixed in front of the fire zone using spacer 12 and supporting 13 racks and localize the fire zone by installing the main 2 jumpers with a hole and an additional 4 jumpers. An extinguishing mixture, consisting mainly of carbon dioxide, is obtained by burning fuel, such as kerosene, and supplying the products of fuel combustion through a jumper 2 with an opening. Fuel is burned until an atmosphere is obtained in the fire zone that does not support combustion due to displacement of carbon dioxide by air and inertization and phlegmatization of the atmosphere (until combustion ceases in the fire zone).

Установка для тушения пожара включает три платформы на колесно-рельсовом ходу, соединенные между собой (на чертеже условно не выделены). На первой платформе жестко закрепляют кузов без бортов, внутри которого жестко закрепляют авиационный двигатель 1, связанный через генератор 6 с маслостанцией 5 и компрессором 3. Компрессор 3 связан воздуховодами (на чертеже условно не показаны) с основной 2 и дополнительной 4 перемычками. Авиационный двигатель 1 связывают трубопроводом подачи 9 с изотермической емкостью 11 с топливом, например керосином. Емкость 11 выполнена изотермической для обеспечения возможного перегрева топлива. Зазор между емкостью с топливом заполнен негорючей жидкостью, например водой. На кузове первой платформы закреплена перемычка 2 с отверстием, совпадающим с местом выхода продуктов сгорания, закрепленная со стороны выхода продуктов сгорания и установленную перед очагом пожара. В средней части первой платформы закреплена до основной 2 перемычки с отверстием дополнительная перемычка 4, выполненная, например, из резинокорда для надежной изоляции очага пожара и предотвращения утечек огнегасительной смеси. Вторая платформа, служащая в основном для перемещения стоек, включает раму с проемом 10, достаточным для монтажа несущих 13 и распорных 12 стоек с шарнирными башмаками 7, предназначенными для надежного раскрепления установки в выработке перед пожарной зоной. Третья платформа установки включает кузов с закрепленной на нем емкостью 11, выполненную изотермической для предотвращения перегрева топлива.The fire extinguishing installation includes three platforms on a wheel-rail course, interconnected (not conventionally highlighted in the drawing). A body without boards is rigidly fixed on the first platform, inside which the aircraft engine 1 is rigidly fixed, connected through a generator 6 to the oil station 5 and compressor 3. The compressor 3 is connected by air ducts (not shown conventionally in the drawing) to the main 2 and additional 4 jumpers. The aircraft engine 1 is connected by a supply pipe 9 with an isothermal tank 11 with fuel, for example kerosene. The tank 11 is isothermal to ensure possible overheating of the fuel. The gap between the fuel tank is filled with a non-combustible liquid, such as water. On the body of the first platform, a jumper 2 is fixed with an opening that coincides with the place of exit of the products of combustion, fixed on the side of the exit of the products of combustion and installed in front of the fire. In the middle part of the first platform, an additional jumper 4 is fixed to the main 2 jumpers with a hole, made, for example, of rubber cord to reliably isolate the fire and prevent leakage of the extinguishing mixture. The second platform, which serves mainly to move the uprights, includes a frame with an opening 10 sufficient for mounting the supporting 13 and the spacer 12 uprights with hinged shoes 7, designed to reliably unfasten the installation in the mine in front of the fire zone. The third installation platform includes a body with a capacity of 11 fixed on it, made isothermal to prevent overheating of the fuel.

Установка для тушения пожара работает следующим образом. Установку фиксируют перед пожарной зоной с помощью распорных 12 стоек с шарнирными башмаками 7, вставленных в проушину 8 и несущих стоек 13. После этого подают топливо из изотермической емкости 11 и с помощью пускателя (на чертеже условно не показан) запускают авиационный двигатель 1. С помощью компрессора 3 заполняют основную 2 и дополнительную 4 перемычки воздухом. Маслостанция 5 необходима для подачи масла и смазки движущихся частей двигателя, а генератор 6 для выработки электричества. Затем подают продукты сгорания топлива за перемычки 2 и 4 в пожарную зону до практически полного вытеснения ими воздуха из выработки и прекращения горения.Installation for extinguishing a fire works as follows. The installation is fixed in front of the fire zone using 12 spacer racks with hinged shoes 7 inserted into the eye 8 and load-bearing racks 13. After that, fuel is supplied from the isothermal tank 11 and the aircraft engine 1 is started using the starter (not shown), using compressor 3 fill the main 2 and additional 4 jumpers with air. Oil station 5 is needed to supply oil and lubricate the moving parts of the engine, and generator 6 to generate electricity. Then, the products of combustion of fuel are fed through jumpers 2 and 4 into the fire zone until they almost completely displace air from the exhaust and stop burning.

Применение предлагаемого способа тушения пожара обеспечивает следующие преимущества:The application of the proposed method of extinguishing a fire provides the following advantages:

- повышение безопасности пожаротушения;- increasing the safety of fire fighting;

- снижение возможного материального ущерба.- reduction of possible material damage.

Claims

1. The method of extinguishing a fire, including the construction of the main and additional jumpers, fixing in the development in front of the fire zone of a fire extinguishing installation with an aircraft engine, localizing the fire zone, obtaining a fire extinguishing mixture by burning fuel and supplying a fire extinguishing mixture to the fire zone, characterized in that before the construction of the main and additional jumpers in the construction of the erected a protective Y-shaped jumper with an internal channel with the possibility of its overlapping by a hinged door that opens in the side of the fire zone, with a metal mesh fixed to its cantilever side, with the other end of the mesh being fixed to the jumper, and the width of the door being taken to be larger than b, where b is the width of the inner channel in the jumper, m, and the expanding part of the inner channel of the Y-shaped jumper sent away from the fire zone, the maximum opening angle f of the door relative to the plane of the protective bridge is taken equal to 85 °, the angle of inclination of the walls of the expanding part of the internal channel of the bridge in the vertical plane is taken to be 70-75 °, the width b is taken to be no more than 0.25 V, where B is the width of the mine, and the length of the internal channel L in the bridge is taken equal to 1.3 l, where l is the length of the shock wave of the explosion, m.

2. The method according to claim 1, characterized in that the protective jumper is erected from brick.

3. The method according to claim 1, characterized in that the protective jumper is erected from quick-hardening concrete using formwork.

4. The method according to claim 1, characterized in that the protective jumper is erected from wood.

5. The method according to claim 1, characterized in that the protective jumper is erected from concrete blocks.