RU2086771C1

RU2086771C1 - Device for suppressing fires in underground workings

Info

Publication number: RU2086771C1
Application number: RU95115255A
Authority: RU
Inventors: А.Е. Чуприков; В.И. Лагутин; В.А. Лапин
Original assignee: Российский научно-исследовательский институт горно-спасательного дела
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-08-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this is used for prevention of methane and coal dust explosions with simultaneous isolation of emergency section. Device is installed in niche of underground working. In case of exploding methane, detonator is initiated to ignite explosive charge. Thus created gases compress partitions and inhibitor powder is blown into air-and-dust-tight shell which presses out partition. One-two seconds after detonation, time- delay is operated and compressed gasses rush through non-return valve and tubular passage into vessel. This is accompanied with swelling of shell which is pushed out and quickly expands. Suspended particles of inhibitor push aforesaid shell deeper into underground working. Extending fire flame is thus inhibited with simultaneous fire suppression by swollen partition. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для подавления взрывов метана и угольной пыли с одновременной изоляцией аварийного участка. The invention relates to mining and can be used to suppress methane and coal dust explosions while simultaneously isolating the emergency site.

Известно устройство подавления пожаров, реализованное в способе изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающее устанавливаемую в нише замкнутую складную опалубку, состоящую из металлических решеток и воздухопроницаемой ткани и заполняемую твердым наполнителем [1]
Недостаток известного устройства в том, что оно не оказывает ингибирующего воздействия на стадии возникновения и развития взрывов метана и угольной пыли, т.е. активно не способствует подавлению возгораний на начальном этапе образования очага пожара.A fire suppression device is known that is implemented in a method of isolating an emergency section during underground mining, including a closed folding formwork installed in a niche, consisting of metal gratings and breathable fabric and filled with solid filler [1]
A disadvantage of the known device is that it does not have an inhibitory effect at the stage of occurrence and development of methane and coal dust explosions, i.e. It does not actively contribute to suppressing fires at the initial stage of the formation of a fire source.

Известно также устройство для локализации взрывов газов в шахтах, включающее цилиндрический корпус, заполненный порошковым ингибитором, и заряд взрывчатого вещества, отделенный от ингибитора поролоновыми перегородками [2]
Недостаток устройства заключается в том, что, оказывая ингибирующее воздействие, оно, тем не менее, не препятствует прохождению ударных волн и ядовитых продуктов горения и взрывов в действующие горные выработки, что снижает безопасность труда.A device is also known for the localization of gas explosions in mines, including a cylindrical body filled with a powder inhibitor, and an explosive charge separated from the inhibitor by foam rubber partitions [2]
The disadvantage of this device is that, while providing an inhibitory effect, it nevertheless does not prevent the passage of shock waves and toxic combustion products and explosions into existing mine workings, which reduces labor safety.

Целью изобретения является повышение безопасности труда и расширение оперативных возможностей воздействия на развивающиеся очаги горения на начальной стадии. The aim of the invention is to increase occupational safety and expand the operational capabilities of the impact on developing foci of combustion at the initial stage.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подавления пожаров в горных выработках шахт, включающее заполненный порошковым ингибитором цилиндрический корпус и камеру с зарядом взрывчатого вещества с детонатором, отделенную от ингибитора защитной смещаемой перегородкой, дополнительно содержит по крайней мере два коаксиально расположенных стакана, в каждом из которых размещена замкнутая эластичная оболочка, прикрепленная устьем к боковым кромкам стакана. При этом днище внешнего стакана выполнено в виде легко сдвигаемой перегородки, отделяющей его полость от порошкового ингибитора, а внутренний стакан сообщен посредством трубчатого канала с камерой заряда взрывчатого вещества. Причем в трубчатом канале размещены обратный клапан и средство временной задержки, выполненное, например, в виде пробки порохового замедлителя или разрывной мембраны, а замкнутые эластичные оболочки выполнены с возможностью размещения их при срабатывании одна в другой. При этом внутренняя оболочка выполнена из воздухонепроницаемого материала, а внешняя из воздухопылепроницаемой ткани. Кроме того, устройство содержит средство крепления его анкером в нише горной выработки, преимущественно в ее верхней части. This goal is achieved in that the device for suppressing fires in mine workings of mines, including a cylindrical case filled with a powder inhibitor and a chamber with an explosive charge with a detonator, separated from the inhibitor by a protective movable partition, additionally contains at least two coaxially located glasses, in each of which placed a closed elastic shell attached by the mouth to the side edges of the glass. At the same time, the bottom of the outer cup is made in the form of an easily movable partition separating its cavity from the powder inhibitor, and the inner cup is communicated through a tubular channel with an explosive charge chamber. Moreover, in the tubular channel there is a non-return valve and a time delay means made, for example, in the form of a tube of a powder retarder or a bursting membrane, and closed elastic shells are made with the possibility of placing them when triggered one in the other. In this case, the inner shell is made of airtight material, and the outer one is made of breathable fabric. In addition, the device contains means for fastening it with an anchor in a niche of a mine working, mainly in its upper part.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить необходимое ингибирование процессов горения и взрыва на начальной стадии из развития с одновременной защитой действующих горных выработок от воздействия взрывной волны и пламенных возгораний метана и проникновения в них продуктов горения за счет образования надувной быстро возводимой перемычки, перекрывающей в сечении горную выработку. The proposed set of distinguishing features allows us to provide the necessary inhibition of combustion and explosion processes at the initial stage from development while protecting existing mine workings from the effects of a blast wave and flame ignitions of methane and the penetration of combustion products into them due to the formation of an inflatable quickly erected bridge that overlaps the mine section .

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для подавления пожаров в горных выработках шахт в снаряженном состоянии; на фиг.2 то же устройство, закрепленное в нише горной выработки, в состоянии после срабатывания; на фиг.3 возможное размещение устройства в горных выработках шахты. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a device for suppressing fires in mine workings of mines in running order; figure 2 the same device, mounted in a niche of a mine, in the state after operation; figure 3 possible placement of the device in the mine workings of the mine.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, заполненный тонкодисперсным порошком ингибитора 2, который ограничен защитными, легко смещаемыми перегородками 3 и 4, выполненными, например, из картона. В верхней части корпуса 1 имеется камера 5 с зарядом взрывчатого вещества 6, для подрыва которого используется детонатор 7 (вместо ВВ могут быть использованы также быстросгораемые газогенерирующие пиропатроны ГГУ). К корпусу 1 прикреплен контейнер В, выполненный в виде двух коаксиально расположенных стаканов. Днищем внешнего стакана 9 служит перегородка 4, а внутренний стакан 10 сообщен посредством трубчатого канала 11 с камерой 5. При этом в трубчатом канале 11 закреплены обратный клапан 12 и средство временной задержки 13, выполненное, например, в виде пробки из порохового замедлителя или разрушаемой мембраны, калиброванной на заданное давление разрушения. В полости внешнего стакана 9 размещена оболочка 14, прикрепленная к нему своим устьем посредством кольца 15 и выполненная из воздухопылепроницаемой ткани. Во внутренний стакан 10 уложена плотная воздухонепроницаемая оболочка 16, изготовленная, например, из резинокапроновой ткани и также прикрепленная устьем к его кромке посредством кольца 17. Легкосмещаемая перегородка 18 предназначена для предохранения оболочек от попадания на них влаги, пыли и грязи. Она может быть выполнена из прессованного фольгированного картона с парафиновой заливкой. С внешней стороны корпус 1 содержит кольцо 19, являющееся средством крепления устройства посредством анкера 20 в нише 21, устроенной в горной выработке 22. Это может быть разрезная печь, скат или бремсберг. Устройство может быть закреплено также в нишах 23 и 24 на конвейерном штреке. The device comprises a cylindrical housing 1 filled with a fine powder of inhibitor 2, which is limited by protective, easily displaceable partitions 3 and 4, made, for example, of cardboard. In the upper part of the building 1 there is a chamber 5 with an explosive charge 6, for which a detonator 7 is used to detonate (instead of an explosive, quick-burning gas-generating pyro-cartridges of the MGU can be used). A container B is attached to the housing 1, made in the form of two coaxially arranged glasses. The bottom of the outer cup 9 is a partition 4, and the inner cup 10 is communicated by means of a tubular channel 11 with a chamber 5. At the same time, a check valve 12 and a time delay device 13 are fixed in the tubular channel 11, made, for example, in the form of a tube from a powder retarder or a destructible membrane calibrated for a given fracture pressure. In the cavity of the outer cup 9 there is a shell 14 attached to it with its mouth through the ring 15 and made of breathable fabric. A tight airtight shell 16, for example, made of rubber-nylon fabric and also attached by a mouth to its edge by means of a ring 17, is placed in the inner glass 10. The easily removable partition 18 is designed to protect the shells from moisture, dust and dirt. It can be made of pressed foil cardboard with paraffin filling. On the outside, the housing 1 contains a ring 19, which is a means of fastening the device by means of an anchor 20 in a niche 21 located in the mine opening 22. This may be a split furnace, ramp or Bremsberg. The device can also be fixed in niches 23 and 24 on the conveyor drift.

Устройство для подавления пожаров в горных выработках шахт работает следующим образом. A device for suppressing fires in mine workings is as follows.

При возникновении взрыва метана или угольной пыли от импульса датчика пламени (не показан) сработает детонатор 7, который подрывает заряд взрывчатого вещества 6 или поджигает газогенерирующие пиропатроны. Под действием избыточного давления образующихся газов перегородки 3 и 4 смещаются в сторону контейнера 8 и порошковый ингибитор 2 вместе с газообразными продуктами взрыва заряда 6 вдувается в оболочку 14, которая выдавливает перегородку 18 и расправляется в горной выработке 22. Через 1-2 с после детонации заряда 6 срабатывает средство временной задержки 13. В результате этого открывается проход для сжатых газов через трубчатый канал 11 в полость внутреннего стакана 10. Сжатые газы выталкивают воздухонепроницаемую оболочку 16 внутрь оболочки 14 и расправляют ее в ней. В процессе быстрого расширения оболочки 16 тонкодисперсные частицы ингибитора 2, взвешенные в полости внешней оболочки 14, резко смещаются к ее стенкам и проникают через поры ткани в горную выработку 22. Интенсивно распыляясь в окружающем пространстве, ингибитор тормозит и обрывает цепи химических реакций горения в распространяющемся пламени пожара. При этом внутренняя оболочка 16 через внешнюю оболочку 14 прижимается по периметру к вмещающим породам выработки 22 и образует перемычку, препятствующую прохождению ударной волны и ядовитых продуктов горения в действующее выработанное пространство. Обратный клапан 12 запирает трубчатый канал 11 и таким образом не позволяет сжатым газам выйти из оболочки 16. В случае необходимости, когда надо создать долговременную перемычку, оболочка 16 может быть заполнена каким-либо твердеющим наполнителем, например гипсовым раствором. If there is an explosion of methane or coal dust from the pulse of the flame sensor (not shown), the detonator 7 will work, which detonates the charge of the explosive 6 or ignites the gas-generating squibs. Under the action of the overpressure of the generated gases, the partitions 3 and 4 are displaced towards the container 8 and the powder inhibitor 2, together with the gaseous products of the explosion of the charge 6, is blown into the shell 14, which extrudes the partition 18 and straightens in the mine 22. 22. 1-2 seconds after the detonation of the charge 6, a time delay means 13 is triggered. As a result, the passage for compressed gases through the tubular channel 11 to the cavity of the inner cup 10 opens. Compressed gases push the airtight shell 16 into the shell 14 and celebrate her in her. In the process of rapid expansion of the shell 16, finely dispersed particles of the inhibitor 2, suspended in the cavity of the outer shell 14, are sharply displaced to its walls and penetrate the pits through the pores of the tissue 22. Intensively spraying in the surrounding space, the inhibitor slows down and breaks the chains of chemical combustion reactions in the propagating flame fire. In this case, the inner shell 16 through the outer shell 14 is pressed around the perimeter to the host rocks of the mine 22 and forms a jumper that impedes the passage of the shock wave and toxic combustion products into the existing mined space. The non-return valve 12 closes the tubular channel 11 and thus prevents the compressed gases from escaping from the shell 16. If necessary, when you need to create a long-term jumper, the shell 16 can be filled with some hardening filler, such as gypsum mortar.

Предложенное устройство дает возможность оперативно воздействовать на пламя распространяющейся взрывной волны ингибирующими средствами с одновременной надежной изоляцией аварийного участка быстровозводимой перемычкой. Это позволяет подавлять очаги возгораний уже на их начальной стадии развития и тем самым своевременно подавить возникновение пожара, что обеспечивает повышение безопасности труда в шахте. The proposed device makes it possible to quickly act on the flame of a propagating blast wave by inhibitory means while simultaneously reliably isolating the emergency section with a quick-build jumper. This allows you to suppress foci of ignition already at their initial stage of development and thereby timely suppress the occurrence of a fire, which ensures increased safety in the mine.

Claims

1. Device for suppressing fires in mine workings of mines, including a cylindrical body filled with a powder inhibitor, and a chamber with an explosive charge with a detonator, separated from the inhibitor by a protective easily removable partition, characterized in that a container containing at least two is attached to the cylindrical body coaxially located cups, in each of which a closed elastic shell is placed attached by a mouth to the side edges of the cup, the bottom of the outer cup being made legkosdvigaemoy a partition separating its cavity from the powder of the inhibitor, and the inner glass tube communicates through a channel with a camera of an explosive charge, wherein the tubular channel has a check valve and a time delay means provided in the form of a plug or powder retarder frangible membrane.

2. The device according to claim 1, characterized in that the closed elastic shells are made with the possibility of placing them when triggered one in the other, while the inner shell is made of airtight material, and the outer one of breathable fabric.

3. The device according to p. 1, characterized in that it contains means for fastening it with an anchor in a niche of a mine working, mainly in its upper part.