Система пожаровзрывозащиты горных выработок угольных шахт



Система пожаровзрывозащиты горных выработок угольных шахт
Система пожаровзрывозащиты горных выработок угольных шахт

Владельцы патента RU 2712387:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Шахтпожсервис" (RU)

Изобретение относится в горной промышленности, в частности к устройствам снижения поражающих факторов взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара в подземных выработках угольных шахт с целью сохранения жизни и здоровья людей и материальных ценностей. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы заявляемой системы. Технический результат достигается тем, что в заявляемой системе определено количество перегородок в лабиринтной преграде, определено взаимное расположение водяной завесы и лабиринтной преграды, предусмотрена возможность управления перегородками лабиринтной преграды, включены в состав заявляемой системы датчики контроля показателей угрозы внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара, а также емкости с огнетушащим веществом. Заявляемая система включает датчики контроля рудничной атмосферы и горного массива, передающие сигналы измеряемых значений в вычислительное устройство, которое, при регистрации по меньшей мере одним из датчиков показателя угрозы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара, выдает команду на включение активного заслона, снижающего поражающие факторы аварии. Активный заслон представляет собой водяную завесу и стационарную или подвижную лабиринтную преграду. В заявляемой системе предусмотрен пассивный заслон, представляющий собой емкости с огнетушащим веществом в сочетании со стационарной лабиринтной преградой, который снижает поражающие факторы при уже начавшейся аварии. Заявляемая система включает также устройства контроля и узел предупредительной сигнализации взрывоопасности по сети горных выработок и на устройства горного диспетчера. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится в горной промышленности, в частности к устройствам снижения поражающих факторов взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара в подземных выработках угольных шахт с целью сохранения жизни и здоровья людей и материальных ценностей.

В соответствии с нормативными документами в горных выработках применяют средства локализации взрывов - взрыволокализующие заслоны. Под локализацией понимается предотвращение распространения пламени и высокотемпературных продуктов горения посредством специальных технических устройств. Но результаты расследования аварий показали, что большинство горнорабочих погибают при воздействии на них не только пламени взрыва, имеющего наименьшую область распространения, а от других поражающих факторов взрыва: ударная волна, разлетающиеся осколки и предметы, наличие в рудничной атмосфере продуктов взрыва. Таким образом, необходимо снижать все поражающие факторы взрыва, то есть обеспечивать взрывозащиту для сохранения жизни и здоровья людей и материальных ценностей. Требования к взрывозащите приведены в пунктах 5.4, 6.1 ГОСТ 31438.2-2011 и пунктах 1.2, 1.8 ГОСТ 12.1.010-76. Устройства снижения поражающих факторов взрыва обеспечивают гашение пламени, снижение давления ударной волны, улавливание разлетающихся осколков и предметов, снижение содержания в рудничной атмосфере продуктов взрыва.

При разработке устройств снижения поражающих факторов взрыва необходимо учитывать режим распространения горения (взрыва) пылегазовоздушных смесей, который может меняться от дефлаграции до детонации. В зависимости от различных факторов его параметры изменяются в широком диапазоне (скорость ударной волны от 340 до 1800 м/с, скорость пламени от 0,4 м/с до 1800 м/с).

Известен автоматический взрыволокализующий заслон (патент РФ на изобретение №2613393, дата приоритета 18.12.2015 г., дата публикации 16.03.2017 г. в бюл. №8, класс МПК E21F 5/14), который включает блок управления, соединенный линией связи с диспетчером, с баллонами, заполненными огнегасящим веществом, с блоками распыления жидкости и ингибитора, с датчиками. Блоки распыления жидкости закреплены по периметру в выработке, расположены в последовательности: первый блок распыления газообразного ингибитора, подключенный к баллонам с ингибитором, и второй блок распыления жидкости, подключенный одновременно к стационарной и автономной системам водоснабжения. Используют разные по функциональному назначению заслоны: газообразный ингибитор создает инертную атмосферу при прохождении ударной волны, а жидкость снижает температуру и гасит реакцию горения. Дублирование защитной преграды направлено на реализацию следующей задачи: создание огнетушащей среды с заданными параметрами на пути распространения фронта пламени внезапно возникшего взрыва пылегазовоздушной смеси для его гашения.

Недостатком указанного заслона является то, что, несмотря на дублирование распылительных блоков, различных по функциональному назначению, принцип их срабатывания не отличается. Заслон срабатывает от сигналов, полученных от датчиков, регистрирующих уже начавшийся взрыв. При этом не исключаются инерционность и зависимость работы заслона от режима распространения горения (взрыва) пылегазовоздушных смесей. В связи с этим, заслон является ненадежным ввиду отсутствия резервирования независимых устройств в его составе, имеющих различный принцип срабатывания. Еще одним недостатком заслона является то, что его принцип действия направлен только на локализацию взрыва, то есть на гашение пламени. Распыление жидкости может снижать запыленность и задымленность, что относят к продуктам взрыва, но заслон никак не может повлиять на ударную волну и разлетающиеся осколки и предметы. Также в заслоне не рассмотрены взаимное расположение и работа устройств в его составе для снижения всех поражающих факторов взрыва.

Известна многофункциональная автоматическая система локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках и входящие в нее устройства локализации взрывов (патент РФ на изобретение №2658690, дата приоритета 14.04.2017 г., дата публикации 22.06.2018 г. в бюл. №18, класс МГЖ E21F 5/14). Указанная система содержит группу датчиков состояния шахтной атмосферы, состоящую из датчиков, реагирующих на параметры взрыва и вспышки (ударную воздушную волну и излучение воспламенения метана), и устройства локализации взрыва. При этом устройство локализации взрыва выполнено в виде автоматического устройства, формирующего в шахтной атмосфере взрывоподавляющее облако из огнетушащего порошка энергией сжатого газа высокого давления для гашения пламени взрыва по сигналу от датчика или диспетчера.

Недостатком известной системы локализации взрывов является то, что эффективность гашения пламени взрыва зависит от режима распространения горения (взрыва) пылегазовоздушных смесей, так как известная система срабатывает только при уже начавшемся взрыве. Отсутствие резервного устройства гашения пламени, имеющего другой принцип срабатывания, снижает надежность известной системы. Между тем, известная система не оказывает влияния на распространение ударной волны, которая свободно проходит через устройство локализации, может распространяться на значительные расстояния и приводить к разрушениям и травмированию людей. Более того, при больших скоростях распространения взрывного процесса ударная волна может самостоятельно воспламенять взрывоопасную смесь, располагаемую за устройством локализации, например, взметанную ударной волной пылевоздушную смесь или вынесенную ударной волной метановоздушную смесь. Известная система не оказывает влияния на продукты взрыва, которые распространяются на большие расстояния и приводят к удушью, напротив, выбрасываемый устройством локализации порошок усугубляет тяжелую газовую обстановку. Таким образом, известная система не обеспечивает эффективное снижение поражающих факторов взрыва, взаимное расположение устройств в ее составе не направлено на выполнение этой задачи.

Еще одним недостатком известной системы является ее неэффективность при подаче команды на срабатывание устройства локализации от диспетчера. Диспетчеру невозможно определить, когда произошел взрыв, тем более успеть подать управляющую команду на срабатывание устройства локализации, если взрыв произошел. Предварительная подача команды на срабатывание приведет к тому, что облако огнетушащего вещества может осесть на почву выработки до возникновения взрыва. А когда взрыв все-таки произойдет, устройство локализации будет уже без порошка и окажется бесполезным.

За прототип настоящего изобретения принята система локализации и подавления взрывов метановоздушных смесей и/или угольной пыли в сети горных выработок (патент РФ на изобретение №2400633, дата приоритета 15.06.2009 г., дата публикации 27.09.2010 г. в бюл. №27, класс МПК E21F 5/00). Система-прототип включает датчики контроля рудничной атмосферы (датчики метана, датчики окиси углерода, датчики водорода, датчики кислорода, датчики пыли, датчики температуры) вычислительное устройство, узел управления, заслон, устройства контроля, узел предупредительной сигнализации. Вычислительное устройство запрограммировано по каждому каналу датчиков на определенные показатели атмосферы таким образом, что при подходе хотя бы одного показателя к заданному нижнему пределу взрываемости, т.е. при угрозе взрыва, оно выдает команду на узел управления, который подключен к сети пожарооросительного водоснабжения шахты и к заслону. Заслон представляет собой водяную завесу, выполненную в виде труб с оросителями, которая может быть дополнена лабиринтной преградой в виде лабиринтно-тканевой завесы или лабиринтно-сетчатых перегородок. По команде от вычислительного устройства вода поступает из сети пожарооросительного водоснабжения шахты через узел управления в водяную завесу и распыляется по всему поперечному сечению горной выработки и в местах установки лабиринтной преграды. Устройства контроля заслоном присоединены к вычислительному устройству, которое передает информацию о состоянии заслона на поверхность на устройства горного диспетчера. Узел предупредительной сигнализации передает сигнал взрывоопасности по сети горных выработок и на устройства горного диспетчера.

Поскольку водяная завеса срабатывает до возникновения взрыва, то требования к таким параметрам, как инерционность (или быстродействие) и зависимость от режима распространения горения (взрыва) пылегазовоздушных смесей, к ней не применимы. Датчики и вычислительные устройства, способные выполнять сложные программные вычисления, широко применяют в угольных шахтах. Система-прототип направлена на снижение поражающих факторов взрыва, пожара: гашение пламени происходит при его распространении через водяное облако, создаваемое водяной завесой, и лабиринтную преграду; давление ударной волны снижается при ее распространении через водяное облако, создаваемое водяной завесой, и лабиринтную преграду; разлетающиеся осколки и предметы улавливает лабиринтная преграда; запыленность и задымленность снижается при распространении продуктов взрыва через водяное облако, создаваемое водяной завесой. Система-прототип имеет возможность контроля параметров заслона в ее составе. Система-прототип имеет возможность управления водяной завесой: автоматического - путем подачи команды с вычислительного устройства по показаниям от датчиков, местного - путем открытия узла управления, дистанционного - путем подачи команды с устройств горного диспетчера.

Недостатком указанной системы-прототипа является неопределенность параметров лабиринтной преграды, а также расположения водяной завесы относительно лабиринтной преграды, что существенным образом сказывается на эффективности снижения поражающих факторов взрыва, пожара. Еще одним недостатком системы-прототипа является неспособность реагировать на угрозу внезапного выброса угля (породы) и газа и (или) горного удара, которые сопровождаются распространением ударной волны, летящими осколками и предметами. При этих явлениях в горные выработки быстро выделяется большой объем газа и (или) угольной пыли, а также возможно возникновение источников воспламенения (при повреждении электрооборудования, кабельных изделий, появление искр от удара и трения при разрушении горного массива), что часто приводит к взрыву. Недостатком системы-прототипа является невозможность управления лабиринтной преградой, она представляет собой стационарное устройство, размещенное в горной выработке постоянно, что предусматривает двери в перегородках лабиринтной преграды для доставки оборудования и материалов. Наличие дверей в перегородках может оказывать влияние на надежность системы-прототипа, так как в процессе ведения горных работ надежное закрывание дверей может быть нарушено, что может негативно сказаться на снижении поражающих факторов взрыва. Также недостатком системы-прототипа является отсутствие резервирования водяной завесы в ее составе, что снижает надежность системы-прототипа. Водяная завеса - один из основных элементов системы-прототипа, который непосредственно участвует в снижении поражающих факторов. В случае несрабатывания водяной завесы по какой-то причине, например, появления взрывоопасной смеси вне зоны действия датчиков контроля рудничной атмосферы, система-прототип не сможет снизить поражающие факторы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы заявляемой системы пожаровзрывозащиты горных выработок угольных шахт.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемой системе пожаровзрывозащиты горных выработок угольных шахт, включающей датчики контроля рудничной атмосферы (датчики метана, датчики окиси углерода, датчики водорода, датчики кислорода, датчики пыли, датчики температуры), передающие по линиям электрической связи сигналы измеряемых значений параметров атмосферы в вычислительное устройство, которое, при регистрации по меньшей мере одним из датчиков показателя угрозы взрыва и (или) пожара, выдает команду через узел управления на срабатывание водяной завесы, входящей вместе со стационарной лабиринтной преградой в активный заслон, снижающий поражающие факторы взрыва и пожара, включающей также устройства контроля и узел предупредительной сигнализации взрывоопасности по сети горных выработок и на устройства горного диспетчера, согласно заявленному изобретению, стационарная лабиринтная преграда состоит из 4-6 перегородок, а водяная завеса состоит из рядов оросителей, размещенных по периметру горной выработки с возможностью создания непрерывного водяного облака в месте расположения стационарной лабиринтной преграды, а также, в зависимости от предполагаемого направления распространения взрывного процесса, перед и (или) после стационарной лабиринтной преграды длиной не менее расстояния между крайними перегородками стационарной лабиринтной преграды. В заявляемую систему также включены датчики контроля показателей угрозы внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара. Также в заявляемой системе перегородки подвижной лабиринтной преграды выполнены с возможностью управления ими. В заявляемую систему также включены емкости с огнетушащим веществом, которые в сочетании со стационарной лабиринтной преградой представляют собой пассивный заслон, снижающий поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема заявляемой системы, на фиг. 2 показаны варианты расположения водяной завесы, стационарной или подвижной лабиринтной преграды и емкостей с огнетушащим веществом в горной выработке.

Заявляемая система (см. фиг. 1) включает датчики контроля рудничной атмосферы (датчики метана 1, датчики окиси углерода 2, датчики водорода 3, датчики кислорода 4, датчики пыли 5, датчики температуры 6) и датчики контроля показателей угрозы внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара 7, которые установлены в потенциально опасных и характерных местах по своим проявлениям (например, газовыделение, нарушение целостности массива, потрескивание массива, повышение температуры и т.д.). Регистрация проявлений указывает на угрозу взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара. Датчики 1-7 по линиям электрической связи передают сигналы измеренных значений в вычислительное устройство 8.

Вычислительное устройство 8 запрограммировано по каждому каналу датчиков на определенные показатели таким образом, что при выявлении критических показателей взрывоопасности, т.е. при угрозе взрыва, или при выявлении критических показателей пожароопасности, т.е. при угрозе пожара, или при выявлении критических показателей, указывающих на угрозу внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара, оно выдает команду на включение узла управления 9 водяной завесой 10, а также команду на управление перегородками подвижной лабиринтной преграды 12.

Внезапные выбросы угля (породы) и газа и горные удары сопровождаются распространением ударной волны, летящими осколками и предметами. При этих явлениях в горные выработки быстро выделяется большой объем газа и (или) угольной пыли, а также возможно возникновение источников воспламенения (при повреждении электрооборудования, кабельных изделий, появление искр от удара и трения при разрушении горного массива), что приводит к взрыву. Таким образом, при регистрации датчиком(ами) 7 угрозы внезапного выброса или горного удара, заявляемая система переходит в состояние готовности снизить поражающие факторы внезапного выброса или горного удара, а также снизить поражающие факторы взрыва, в случае его возникновения после внезапного выброса или горного удара.

Водяная завеса 10 выполнена в виде труб с оросителями, например, в виде дренчерных труб с форсунками, размещенными по периметру горной выработки. По команде от вычислительного устройства 8 вода из сети пожарооросительного водоснабжения 11 через узел управления 9 направляется в водяную завесу 10 и распыляется по всему поперечному сечению горной выработки, создавая непрерывное водяное облако.

Лабиринтная преграда 12 может быть выполнена стационарной или подвижной. В стационарной лабиринтной преграде 12 перегородки в горной выработке установлены постоянно и могут перекрывать до 2/3 сечения горной выработки. При этом в перегородках необходимо предусматривать двери для доставки оборудования и материалов. В процессе ведения горных работ надежное закрывание дверей может быть нарушено, что может негативно сказаться на снижении поражающих факторов взрыва пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара. Для повышения надежности работы заявляемой системы, в ней предусмотрена возможность управления перегородками лабиринтной преграды 12. В подвижной лабиринтной преграде 12 при отсутствии угрозы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара перегородки не перекрывают сечение горной выработки. При возникновении угрозы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара вычислительное устройство 8 выдает команду на управление перегородками подвижной лабиринтной преграды 12, в результате которого перегородки занимают необходимое положение для снижения поражающих факторов, например, опускаются в сечении горной выработки как рольставни или поворачиваются как ворота относительно оси, установленной на боковой стенке горной выработки, перекрывая до 2/3 сечения горной выработки. При этом нет необходимости предусматривать двери в перегородках подвижной лабиринтной преграды 12, так как они перекрывают сечение горной выработки только при угрозе взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара, когда доставка оборудования и материалов должна быть прекращена.

Водяная завеса 10 вместе со стационарной или подвижной лабиринтной преградой 12 объединены в активный заслон 13, снижающий поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара. Водяное облако, создаваемое водяной завесой 10, и стационарная или подвижная лабиринтная преграда 12 совместно гасят пламя; водяное облако, создаваемое водяной завесой 10, и стационарная или подвижная лабиринтная преграда 12 совместно снижают давление ударной волны; стационарная или подвижная лабиринтная преграда 12 улавливает разлетающиеся осколки и предметы; водяное облако, создаваемое водяной завесой 10 снижает запыленность и задымленность, которые относят к продуктам взрыва.

Помимо активного заслона 13, представляющего собой водяную завесу 10 со стационарной или подвижной лабиринтной преградой 12, в заявляемой системе предусмотрен пассивный заслон 14, представляющий собой емкости 15 с огнетушащим веществом со стационарной лабиринтной преградой 12.

При несрабатывании водяной завесы 10 по каким-то причинам, например, при возникновении взрывоопасной смеси вне зоны действия датчиков контроля параметров рудничной атмосферы, емкости 15 с огнетушащим веществом в сочетании со стационарной лабиринтной преградой 12 снижают поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара. Под действием ударной волны взрыва, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара, или под действием пламени при пожаре емкости 15 с огнетушащим веществом разрушаются, огнетушащее вещество освобождается и совместно со стационарной лабиринтной преградой 12 снижает поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара. Активный заслон 13 срабатывает от датчиков при угрозе взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара, а пассивный заслон 14 срабатывает при уже начавшемся взрыве, пожаре, внезапном выбросе угля (породы) и газа или горном ударе. Использование разных по принципу срабатывания заслонов повышает надежность заявляемой системы. При этом, емкости 15 с огнетушащим веществом не могут быть использованы с подвижной лабиринтной преградой 12, а только со стационарной.

Контроль за работой водяной завесы 10 производят устройства контроля 16, например, могут использовать сигнализатор давления воды в трубопроводе. Контроль за целостностью перегородок стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 производят устройства контроля 17, например, могут использовать датчики контроля положения дверей в перегородках стационарной лабиринтной преграды 12 или контроля положения перегородок подвижной лабиринтной преграды 12. Устройства контроля 16 и 17 присоединены к вычислительному устройству 8, которое передает информацию о состоянии водяной завесы 10 и стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 на поверхность на устройство горного диспетчера 18.

Заявляемая система имеет возможность проводить регламентные проверки работоспособности и аварийное включение (отключение) узла управления 9 водяной завесы 10 и (или) управление подвижной лабиринтной преградой 12 через вычислительное устройство 8 дистанционно с диспетчерских устройств 18 на поверхности или на месте в горной выработке.

Вычислительное устройство 8 при угрозе взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара включает узел предупредительной сигнализации 19 по сети горных выработок, где могут распространиться продукты взрыва, и направляет предупредительный сигнал на устройство горного диспетчера 18. Кроме этого, для нормализации рудничной атмосферы в опасной зоне вычислительное устройство 8 формирует команды на управление вентиляционными устройствами 20, участвующими в этом процессе. Таким образом, обеспечена защита людей в горных выработках от такого поражающего фактора взрыва, как наличие продуктов взрыва в рудничной атмосфере.

Параметры стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 и водяной завесы 10 не ограничены для срабатывания при угрозе повторных воспламенений и взрывов. Водяная завеса 10 работает, а перегородки подвижной лабиринтной преграды 12 перекрывают сечение горной выработки до тех пор, пока не ликвидирована опасная ситуация в опасной зоне горной выработки. Автоматически, дистанционно или вручную на месте может быть отключена вода в водяной завесе 10, и дана команда на удаление перегородок подвижной лабиринтной преграды 12 из сечения горной выработки.

Водяная завеса 10 состоит из рядов оросителей 21 (см. фиг. 2), размещенных по периметру горной выработки с возможностью создания непрерывного водяного облака длиной L (см. фиг. 2) в месте расположения стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12, а также, в зависимости от предполагаемого направления распространения взрывного процесса, перед и (или) после стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 длиной не менее расстояния между крайними перегородками стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 (не менее L, см. фиг. 2). Такое расположение оросителей 21 является необходимым и достаточным для создания огнетушащей среды, которая совместно со стационарной или подвижной лабиринтной преградой 12 обеспечивает эффективное гашение пламени взрыва. При этом, требуется гораздо меньшее количество воды для гашения пламени взрыва по сравнению с водяными заслонами, для которых по нормативным требованиям необходимо 440 л на 1 м сечения горной выработки в месте установки заслона. Интенсивность, глубина подачи огнетушащего вещества и параметры стационарной лабиринтной преграды определены в результате многочисленных испытаний, проведенных на различных стендах.

Стационарная и подвижная лабиринтная преграда 12 (см. фиг. 2) состоит из 4-6 перегородок, которые могут быть выполнены в виде металлической сетки с несущим каркасом и могут перекрывать до 2/3 сечения горной выработки. Такое количество перегородок является оптимальным решением в части технологичности и эффективности гашения пламени взрыва, снижения давления ударной волны взрыва, улавливания летящих предметов, то есть снижения поражающих факторов взрыва. Количество перегородок, равное четырем, является минимально необходимым для обеспечения снижения поражающих факторов взрыва, что подтверждено многочисленными испытаниями, проведенными на различных стендах. Количество перегородок, равное шести, является оптимальным из условия технологичности, так как большее количество перегородок усложняет технологический процесс ведения горных работ, увеличивает трудозатраты на их монтаж.

Емкости 15 с огнетушащим веществом (фиг. 2) расположены в месте размещения стационарной лабиринтной преграды 12. Под действием ударной волны взрыва, внезапного выброса угля (породы) и газа, горного удара, или под действием пламени при пожаре емкости 15 с огнетушащим веществом разрушаются, огнетушащее вещество освобождается и совместно со стационарной лабиринтной преградой 12 снижает поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара. При этом, емкости 15 с огнетушащим веществом не могут быть использованы с подвижной лабиринтной преградой 12, а только со стационарной. Вместе с тем, при использовании воды в емкостях 15, требуется меньшее ее количество для гашения пламени взрыва по сравнению с водяными заслонами, для которых по нормативным требованиям необходимо 440 л на 1 м сечения горной выработки в месте установки заслона. Этот факт подтвержден испытаниями.

Заявляемая система работает следующим образом. Датчики 1-7, установленные в потенциально опасных и характерных местах по своим проявлениям, по линиям электрической связи передают сигналы измеренных значений в вычислительное устройство 8. При выявлении критических показателей взрывоопасности, т.е. при угрозе взрыва, или при выявлении критических показателей пожароопасности, т.е. при угрозе пожара, или при выявлении критических показателей, указывающих на угрозу внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара, вычислительное устройство 8 выдает команду на включение узла управления 9 водяной завесой 10, а также команду на управление перегородками подвижной лабиринтной преграды 12 для их установки в сечении горной выработки. Вода из сети пожарооросительного водоснабжения 11 через узел управления 9 направляется в завесу 10 и распыляется по всему поперечному сечению горной выработки, создавая непрерывное водяное облако длиной L (см. фиг. 2) в месте расположения стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12, а также, в зависимости от предполагаемого направления распространения взрывного процесса, перед и (или) после стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 длиной не менее расстояния между крайними перегородками стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 (не менее L, см. фиг. 2). В случае возникновения взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара водяная завеса 10 совместно с стационарной или подвижной лабиринтной преградой 12 снижают поражающие факторы. Водяное облако, создаваемое водяной завесой 10, и стационарная или подвижная лабиринтная преграда 12 совместно гасят пламя; водяное облако, создаваемое водяной завесой 10, и стационарная или подвижная лабиринтная преграда 12 совместно снижают давление ударной волны; стационарная или подвижная лабиринтная преграда 12 улавливает разлетающиеся осколки и предметы; водяное облако, создаваемое водяной завесой 10 снижает запыленность и задымленность, которые относят к продуктам взрыва. В случае, если взрыв, пожар, внезапный выброс угля (породы) и газа или горный удар не произошел, атмосфера и горный массив нормализовались, то вычислительное устройство 8 автоматически выдает команду на отключение узла управления 9 водяной завесой 10 для прекращения подачи воды к оросителям, а также команду на управление перегородками подвижной лабиринтной преграды 12 для их удаления из сечения горной выработки. После возникновения взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара вода продолжает поступать в водяную завесу 10, а перегородки подвижной лабиринтной преграды 12 остаются в сечении горной выработки до момента нормализации атмосферы и горного массива (в случае сохранения работоспособности датчиков и линии связи от них до вычислительного устройства 8) или подачи команды через вычислительное устройство 8 по месту или дистанционно от устройства горного диспетчера 18. В случае повторного возникновения угрозы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара, вычислительное устройство 8 повторно выдает команду на включение водяной завесы 10 и на управление перегородками подвижной лабиринтной преграды 12 для их установки в сечении горной выработки.

Производится постоянный контроль параметров водяной завесы 10 и стационарной или подвижной лабиринтной преграды 12 устройствами 16 и 17 соответственно, результаты контроля передаются через вычислительное устройство 8 на устройство горного диспетчера 18.

Вычислительное устройство 8 при угрозе взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара включает узел предупредительной сигнализации 19 по сети горных выработок, где могут распространиться продукты взрыва, и направляет предупредительный сигнал на устройство горного диспетчера 18. Кроме этого, вычислительное устройство 8 формирует команды на управление вентиляционными устройствами 20, участвующими в процессе нормализации рудничной атмосферы в опасной зоне.

В случае несрабатывания водяной завесы 10 по какой-то причине и возникновении взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа или горного удара под действием ударной волны или под действием пламени емкости 15 с огнетушащим веществом разрушаются, огнетушащее вещество освобождается и совместно со стационарной лабиринтной преградой 12 снижает поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара.

1. Система пожаровзрывозащиты горных выработок угольных шахт, включающая датчики контроля рудничной атмосферы (датчики метана, датчики окиси углерода, датчики водорода, датчики кислорода, датчики пыли, датчики температуры), передающие по линиям электрической связи сигналы измеряемых значений параметров атмосферы в вычислительное устройство, которое, при регистрации по меньшей мере одним из датчиков показателя угрозы взрыва и(или) пожара, выдает команду через узел управления на срабатывание водяной завесы, входящей вместе со стационарной лабиринтной преградой в активный заслон, снижающий поражающие факторы взрыва и пожара, включающая также устройства контроля и узел предупредительной сигнализации взрывоопасности по сети горных выработок и на устройства горного диспетчера, отличающаяся тем, что стационарная лабиринтная преграда состоит из 4-6 перегородок, а водяная завеса состоит из рядов оросителей, размещенных по периметру горной выработки с возможностью создания непрерывного водяного облака в месте расположения стационарной лабиринтной преграды, а также, в зависимости от предполагаемого направления распространения взрывного процесса, перед и(или) после стационарной лабиринтной преграды длиной не менее расстояния между крайними перегородками стационарной лабиринтной преграды.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в систему дополнительно включены датчики контроля показателей угрозы внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара, по показаниям которых срабатывает заслон, снижающий поражающие факторы внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара, а также взрыва, в случае его возникновения после внезапного выброса или горного удара.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что лабиринтная преграда выполнена подвижной с возможностью управления перегородками.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена емкостями с огнетушащим веществом, которые в сочетании со стационарной лабиринтной преградой представляют собой пассивный заслон, снижающий поражающие факторы взрыва, пожара, внезапного выброса угля (породы) и газа и горного удара.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установке автоматического предотвращения взрыва газовоздушной смеси. Техническим результатом является локализация газовоздушного облака вблизи колонны и снижение концентрации парогазовоздушной смеси.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза выбросоопасности угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями при очистных работах. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения выбросоопасных участков угольных пластов при очистной выемке.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для устранения процессов, ведущих к образованию трещин и обрушения тела горящих терриконов угольных шахт и отвалов разрезов.
Изобретение относится к способу определения пылеобразующей способности пород при проходке выработки. Техническим результатом является определение пылеобразующей способности пород.

Изобретение относится к устройствам для очистки поверхности с использованием электростатического поля, в том числе для очистки внутренних стенок токамака для предотвращения накопления пыли в термоядерных установках.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для изоляции горных выработок, при разработке месторождений высоковязких нефтей и природных битумов термошахтным методом.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза запыленности выработанного пространства очистного забоя за счет определения утечек воздуха через выработанное пространство лавы и количества взвешенной в нем тонкодисперсной угольной пыли.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза запыленности выработанного пространства на выемочном участке при отработке не склонного к самовозгоранию угольного пласта за счет определения утечек воздуха из лавы, отводимого газоотсасывающей вентиляторной установкой, и количества взвешенной в нем взрывоопасной тонкодисперсной угольной пыли.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Изобретение относится к горному делу, а именно к области техники безопасности и профилактики эндогенных пожаров при подземной разработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию.

Изобретение относится к устройству инертизации призабойного пространства. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности функционирования, повышение технологичности, повышение безопасности.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для нормализации атмосферы открытых горных выработок при ведении взрывных работ.

Группа изобретений относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок, от взрывов смесей шахтного газа или(и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере угольных шахт.

Группа изобретений относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок, от взрывов смесей шахтного газа или(и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере угольных шахт.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам и устройствам локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности локализации взрывов метана, но прежде всего угольной пыли, распространяющихся по сети горных выработок.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при локализации взрыва газа и пыли в шахтах. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение уровня защиты при локализации взрыва метановоздушной смеси и угольной пыли за счет последовательного использования разных по действию заслонов.Предложен автоматический взрыволокализующий заслон, включающий блок управления, соединенный линией связи с диспетчером, баллоны, заполненные огнегасящим веществом, блоки распыления жидкости и ингибитора и датчики.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью и газами при массовых взрывах в шахтах и на карьерах в горных породах любой категории прочности и степени обводненности, а также при пожаротушении больших площадей труднодоступных стационарных объектов.

Изобретение относится к способам тушения пожаров с применением воздушных судов. В способе тушения очагов пожаров с воздушных судов, включающем подлет к очагу пожара, определение временной задержки для подачи огнетушащей жидкости и подачу огнетушащей жидкости из резервуара в очаг пожара, подлет осуществляют на высоте над пожаром с температурой воздуха, соответствующей температуре замерзания воды, в качестве резервуара используют резервуар по п.

Изобретение относится в горной промышленности, в частности к устройствам снижения поражающих факторов взрыва, пожара, внезапного выброса угля и газа, горного удара в подземных выработках угольных шахт с целью сохранения жизни и здоровья людей и материальных ценностей. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы заявляемой системы. Технический результат достигается тем, что в заявляемой системе определено количество перегородок в лабиринтной преграде, определено взаимное расположение водяной завесы и лабиринтной преграды, предусмотрена возможность управления перегородками лабиринтной преграды, включены в состав заявляемой системы датчики контроля показателей угрозы внезапного выброса угля и газа и горного удара, а также емкости с огнетушащим веществом. Заявляемая система включает датчики контроля рудничной атмосферы и горного массива, передающие сигналы измеряемых значений в вычислительное устройство, которое, при регистрации по меньшей мере одним из датчиков показателя угрозы взрыва, пожара, внезапного выброса угля и газа или горного удара, выдает команду на включение активного заслона, снижающего поражающие факторы аварии. Активный заслон представляет собой водяную завесу и стационарную или подвижную лабиринтную преграду. В заявляемой системе предусмотрен пассивный заслон, представляющий собой емкости с огнетушащим веществом в сочетании со стационарной лабиринтной преградой, который снижает поражающие факторы при уже начавшейся аварии. Заявляемая система включает также устройства контроля и узел предупредительной сигнализации взрывоопасности по сети горных выработок и на устройства горного диспетчера. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх