Средство для взрывоподавления метано-воздушных смесей

 

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

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3828882/22-03 (22) 25.12.84 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (71) Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г.Шевченко и Государственный макеевский ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт по без,опасности работ в горной промышпенности (72) Д.Ф,Даценко, П.А.Куприенок, В.Я.Забуга, Н.P.Øåâöîâ, А.Б.Михайлов, Б.А.Шихов и Л.Г.Семке (53) 622.817 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 977822, кл. Е 21 F 5/00, 1981.

Шохин И.Н. Технология соды. М.:

1975, с. 114-115.

„.Я0„„1244 44 А1 (51)4 Е 21 F 5/00 7/00 (54) СРЕДСТВО ДЛЯ ВЗРЫВОПОДАВЛЕНИЯ

МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ (57) Применение троны в качестве средства для взрывоподавления метано-воздушных смесей.

1244344

Таблица 1

Удельное теплопоглощение при нагревании до 1000 К,, кДж/г

Вещество

Ингибирующая эффективность, г/м

Взрывопо" давляющая эффективность, г /м3

1740,0 Не имеет

1,02 Na

593,0 143,0

1, 86.

NaHCO>

423,5 54,9

ПСБ-2 (на основе

NaHCO> ) 592,0 144,0.. (ТУ 6-18-139-78) Изобретение относится к средствам подавления взрывов метано-воздушных смесей", а именно к порошковым составам взрывоподавления в пределах зоны, ° заполненной метано-воздушной смесью, например, в шахтных выработках.

Практически доказана высокая ингибирующая эффективность порошкового метода тушения и взрывопредотвращения .газовоздушных смесей и других 10 классов пожара. В качестве порошковых . средств используют, как правило, составы на основе минеральных солей и их смесей с различными добавками, улучшающими их эксплуатационные свойства. 15

Цель изобретения — повышение взрывоподавляющей эффективности.

Для обеспечения высокой эффективности взрывоподавления в пределах зоны, заполненной метано-воздушной 20 смесью, необходимо создать порошок, " который обладал бы одновременно высокой ингибирующей способностью, высокой теплопоглощающей способностью и скоростью ее реализации, т.е. ско- 25 рость термического разложения которого бы позволила полностью реализовать термодинамически возможное теплопоглощение за небольшое время нахождения частиц порошка во фронте высоких температур., Трона является промежуточным продуктом при кальцинации сырого техни- ческого бикарбоната натрия в технологической линии получения кальциниNaz С(NaHCO> ° 2Н О 1,85 рованной соды, а также является це,левым продуктом при производстве бытовых моюще-чистящих средств iio

ТУ 6-18-10-84.

При производстве троны в целевом продукте могут быть примеси свободных компонентов — ИаНСОз,или/и Na CO> (в зависимости от условий), как по

ТУ 6-18-10-84 (троно-бикарбонатная смесь). Трона (ypao или полуторная сода) — это смесь средней и кислой угленатриевых солей, имеющая состав

NaqCO> NaHCO 2Н О. 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 рассыпчатой

НаНСО q()+Na COp(ü)+ 2Н О-"Na>COq " х ЯаНСО ° 2Н О ть + 21,9 кДж (5,24 ккал)

Для доказательства неочевидности применения моюще-чистящего средства троны для взрывоподавления метано-воздушных смесей йроанализируем определяющее свойство в прогнозировании взрывоподавляющей эффективности для исходных компонентов троны и самого соединения троны — удельное теплопоглощение при разложении — и их взрывоподавляющую и ингибирующую эффективности, полученные экспериментально на опытном штреке МакНИИ и приведены в табл. 1.

244344

Т а б л и ц а 2

Порошок

Ингибирующая эффективность, г/мэ

Взрывоподавляющая эффективность,г/мэ

Трона. ПСБ-2

423,5

592,0

675,0

282,0

54,9

144, 0

160,0

ПСБ-3

Н О

Инертная пыль.

790,0 1920,0

3 1

Ф

Как видно из приведенных данных, трона и бикарбонат натрия имеют одинаковое удельное теплопоглощение при о 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 исходным 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 ингибирующие свойства, предотвращая возникновение и развитие взрыва.

B опытном штреке МакНИИ по разработанной им методике проводились испытания по определению взрывоподавляющей эффективности троны, полученной по ТУ 6-18-10 — 84, и для сравнительного анализа — серийно выпускаемых порошков типа ПСБ (ТУ

6-18-139-78), воды и инертной пыли.

Согласно методике, .взрывоподавляющуюсреду 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 †1, которой заполняют взрывную камеру объемом 10 мэ.

Согласно методике ингибирующую (флегматизирующую) способность порошков оценивают в условиях подавления "слабого" (развивающегося) взрыва метано-воздушной смеси, возникшего от врабатывания электровоспламенителя штатного электродетонатора. Сосуд с порошком подвешивают на расстоянии 2,0 м, а фотодиод устанавливают на расстоянии 3,7 м от

5 днища штрека.

Взрывоподавляющую (теплопоглощающую) эффективность устанавливают в условиях подавления сильного" (развившегося) взрыва метано-воздушной

10 смеси, возникшего от взрыва свободно подвешенного патрона аммонита Т-19 массой 0,3 кг или 6ЖВ массой 0,25 кг, 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 табл.2.

Анализ. результатов испытаний показывает, что предлагаемый порошок

45 имеет в сочетании наиболее высокие показатели теплопоглощающей и инги.бирующей эффективности: по ингибирующей эффективности порошок троны в 3 раза, а по взрывоподавляющей эффективности 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). !

55 Применение известного моюще-чистящего вещества троны в качестве порошка для взрывоподавления в зонах, заполненных метано-воздушной смесью,!

1244344 ностей ингибирования и теплопогло щения. стало возможным благодаря совокупности высоких показателей эффективСоставитель И.Федяева

Техред О.Гортвай Корректор М.Шароши

М.

Редактор В.Ковтун

Заказ 3793/36 Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4