НПАОП 10.0-7.05-90 Руководство по борьбе с эндогенными пожарами на шахтах Минуглепрома СССР

Схема включения УИП для получения девы показана на рис.5.18.

Рис. 5.15. Генервтор инертной пены ГИП-2м:

1- штуцер; 2 - неподвижный конус; 3 - подвижный конус; 4 - коллектор; 5 - сопло; 6 - конфузор; 7 - горловина 8 - диффузор; 9 - пеногенерирующие сетки; 10 - окна; 11 - приемная камера

Рис. 5.16. Возможные схемы работы генератора ГИП-2м:

а- от энергии инертного газа (азота);б- от энергии вентилятора местного проветривания;в- от энергии напора воды

Рис. 5.17. Устройство для получения инертной пены УИП:

1 - патрубок; 2 - соединительная головка; 3 - уплотняющий узел; 4 - распылитель; 5 - подводящая трубка

Рис. 5.18. Схема включения устройства УИП для получения паны

5.2.15. Генератор азотной йены ГПА-1

Предназначен для генерирования инертной пены с доследующим нагнетанием ее под давлением по трубопроводам и скважинам в выра­ботанное пространство для профилактики, локализация и тушения эндогенных пожаров. Минимальное давление йоды при стабильной работе генератора ГПА-1 должно быть не менее 0,4 МПа.

Основные технические данные

Производительность по воде, м3/с, в пределах (2,5÷6,6)·10-3

Производительность по пене, м3/с (м3/мин) 0,2 (12)

Расход жидкого азота, м3/с 0,25·10-3

Кратность вены 30...80

Расход пенообразователя при давлении

воды 0,4 МПа, м3/с (0,1÷0,26)·10-3

Дозировка пенообразователя, % к воде 2...4

Габаритные размера, мм:

длина 1505

высота 540

Масса в сборе, кг 65

Генератор ГПА-1 (рис.5.19) состоит из устройства 10 инертизации пены, для ввода жидкого азота в пенообразующую смесь, пере­ходника 1 с соединительной головкой типа ГМ-70 (ГОСТ 2217-76) для подсоединений к выкидному пожарному рукаву подачи волн, пеносмесителя 5 типа ПС-1 (ГОСТ 7183-72) для эжекции пенообразователя, измерительной вставки, колена соединительного 8 для подсоединения на магистральный трубопровод или обсадную трубу скважины.

Для измерения давления и температуры подводимой вода на переходнике 1 установлен манометр 2 и термометр 3. Аналогичные точки замера температуры пены я величины подпора со стороны скважины установлены на измерительной вставке 9. Там же установлено смотровое окно для визуального наблюдения за качеством получаемой пены.

В устройстве 10 для инертизации пены со стороны пеносмесителя закреплены пластины турбулизатора 11, назначение которого - интен­сифицировать процесс смешивания пенообразователя с водой на коротком отрезке трубы.

Узел ввода жидкого азота 6 служит для подачи азота в пенообразующую смесь, а активатор 7 предназначен для быстрого и эффек­тивного смешивания пенообразующей смеси с азотом и получения инертной пены. В подземных условиях шахт генератор ГПА-1 работает в комплекса с установками транспортирования жидкого азота УТЖА-2м, "АЗОТ-1" или газификационными установками типа ПГХКА, а на по­верхности подачу жидкого азота к генератору обеспечивают от любой стационарной или передвижной транспортной цистерны для хранения и выдачи жидкого азота (ЦГК-1,0/0,25; ЦТК-8/0,25; УПА-8/0,25; РЦВ-0, 5/1,6 и др.).

Рис.5.19. Генератор азотной пены ГПА-1:

1 - переходник; 2 - манометр; 3 - термометр; 4 - шланг;

5 - пеносмеситель; 6 - узел ввода жидкого азота;

7 - активатор; 8 - колено; 9 - вставка; 10 - устройство

инертизации пены; 11 - турбулизатор

Подготовка генератора к работе (см.рис.5.19) сводится к сле­дующему. Коленом 8 он подсоединяется к скважине или магистральному трубопроводу; соединительной головкой переходника 1 подключается пожарный рукав подачи воды; шланг 4 опускается в вагонетку с пено­образователем; металлорукавом подсоединяется узел 6 ввода жидкого азота к одному из резервуаров РЦВ-0,5/1,6 установки УТЖА-2м (в подземных условиях).

При запуске генератора ГПА-1 в работу по манометру резервуара РЦВ-0,5/1,6 выдачи жидкого азота следят за увеличивающимся давле­нием, а по смотровому окну Генератора ГПА-1 - за качеством полу­чаемой пены. в смотровом окне должен наблюдаться поток мелко­дисперсной пены без разрыва сплошности его движения.

Если пена вдет с нарушением оплошности потока, т.е. вначале видна пена, затем проскок чистой воды и газа - это значит, что расход азота увеличен и его необходимо уменьшить до исчезновения "снарядного" течения. Расход жидкого азота регулируется подъемом или снижением давления в резервуаре, а расход пенообразователя -изменением ширины кольцевой щели в пеносмесителе ПС-1 при переме­шивании конфузорной части.

Проверка технического состояния генератора ГПА-1 заключается в периодическом его обслуживании при подготовке к работе, после применения и транспортирования. При этом проверяется правильность дозировки пенообразователя при заданном давлении, целостность манометров, и термометров, герметичность уплотнений, чистота и целостность смотрового стекла.

5.2.16. Устройство для вспенивания глинистой пульпы УВГП-4

Предназначено для получения вспененной глинистой пульпы и нагнетания ее до скважинам в отработанное пространство для предупреждения, локализации или тушения эндогенных пожаров.

Приготовленную в карьере глинистую пульпу по пульпопроводу подают насосом к обсадной трубе скважины. Пенообразователь эжектируют или подают насосом из любой емкости в летнее время, а при отрицательных температурах подогретым из передвижной установки "ЗОНД". Воздух или инертный газ подается в зависимости от состава атмосферы обрабатываемого участка шахты. В качестве инертного газа может использоваться рудничный воздух из соседней скважины, содержащий не более 3 % кислорода. Инертный газ (азот) подается от автомобильных газификационных установок типа АГУ-8К.

Устройство УВГП-4 может устанавливаться на промежуточных горизонтах шахты, в стволах али шурфах, на групповых и индивидуальных скважинах. Во всех случаях ограничением является высота установки от горизонтального подземного пульпопровода или выра­ботанного пространства, которая должна быть не менее 60 м.

Техническая характеристика устройства при диаметре обсадной трубы 100 мм и выходного отверстая насадка-распылителя 30 мм:

Кратность ВГП расчетная 11,1

фактическая 10,0

Расход глинистой пульпа (м3/мин) при давлении перед насадком (МПа):

0,1 0,59

0,2 0,82

0,3 1,00

0,4 1,17

Расход пенообразователя марки ПО-1 (л/мин) при давлении глинистой

пульпы перед насадком (МПа):

0,1 5,9

0,2 8,2

0,3 10,0

0,4 11,7

Расход пены, генерируемой ВПГ (м3/мин) при давлении глинистой

пульпы перед насадком-распылителем (МПа):

0,1 6,6

0,2 3,4

0,3 10,2

0,4 12,3

Устройство УВГП-4 (рис.5.20) представляет собой струйный аппарат эжекционного типа и состоит из насадка-распылителя 1, заключенного в герметичный кожух 2 с выводом патрубка 7 для подачи пенообразователя и патрубка 3 для подвода воздуха или инертного газа, диспергатора 8 с активатором 9 для диспергирования потока и колена 5 с манометром 6 для замера давления пульпы. Устройство подсоединяется к пульпопроводу коленом,a забор рудничного воздуха из соседней скважины - рукавом, который подсоединяют к патрубку 3 соединительной головкой 4.

Подготовка к работе и правила обслуживания

Подготовку устройства к работе производят непосредственно у скважины, по которой в выработанное пространство будет подаваться вспененная глинистая пульпа. Скважина должна быть обсажена трубами с условным проходом не менее 80 мм, надежно загерметизирована и иметь фланец для подсоединения устройства. Фланец должен иметь четыре отверстия диаметром 18...20 мм с разносом центров равным 160 мм.

Устройство устанавливают на обсадную тpy бу скважины и коленом соединяют с пульпопроводом. Резиновым рукавом патрубок 7 подачи пенообразователя соединяют с емкостью, установленной выше уровня патрубка не менее чем на 1,0 м.

К соединительной головке 4 подсоединяют трубопровод подачи рудничного воздуха из соседней скважины или инертного газа от газификационной установки типа АГУ-8К.

Открывают задвижку на пульпопроводе и по манометру устанавливают давление пульпы от 0,1 до 0,4 МПа (1,0. .4,0 кгс/см2). Убедившись, что скважина принимает глинистую пульпу, краном регулируют подачу пенообразователя на устройство согласно п.311.2. Учет расхода пенообразователи производят с помощью мерной линейки.

Работа устройства УВГП заключается в следующем. Глинистая пульпа по пульпопроводу и колену 5 под давлением подается на устройство. Потоком пульпы в устье обсадной трубы действием насадка - распылителя 1 создается разрежение. Из емкости засасывается пенообразователь и рудничный воздух (инертный газ). Струя пульпы на выходе из диспергатора 8 попадает на активатор 9, где происходит ее дробление, интенсивное смешивание с пенообразователем и воздухом с получением вспененной глинистой пульпы. При движении ВГП по обсадной трубе скважины происходит дальнейшее смешивание компонентов, в результате чего стойкость и качество ее улучшаются, что позволяет обеспечить увеличение дальности транспортирования.

Контроль за работой устройства производится в течение всего времени подачи ВГП по скважине. Через смотровое окно кожуха 2 ведется наблюдение за потоком глинистой пульпы. При выплескивании через эжекционное отверстие на корпусе насадки-распылителя следует или уменьшить рабочее давление пульпы или применить принудительную подачу инертного газа.

Во всех случаях прекращения подачи вспененной глинистой пульпы подача воздуха в скважину должна быть остановлена.

5.2.17. Установка пеногенераторная центробежная УПЦ

Предназначена для получения водовоздушной, инертной пены или вспененной суспензии и нагнетания ее под давлением в выработанное пространство угольник пластов для предупреждения, локализации или тушения эндогенных пожаров. Пеногенератор может быть использован для тушения пожаров в куполах горных выработок, пустотах за бетонной крепью капитальных горных выработок, камер и других труднодоступных местах

Обязательным условием его применения является наличие источников подачи воздуха (газа), воды или суспензий к пенообразователя.

Техническая характеристика

Производительность, м3/мин, не менее 15

Кратность:

пены 70 ..140

вспененной суспензии 6...12

Рабочее давление в пеногенераторе,

МПа (кгс/см2), не более 1,6 (16)

Габаритные размеры, мм, не более 700x 330x 330

Масса, кг, не более 22

Основными составными частями установки УПЦ являются (рис.5.21) пеногенератор "Циклон - 1", представляющий собой центробежный турбу-лентный аппарат, который состоит из цилиндрического корпуса 8 с тангенциальным патрубком 2 и вспенивателями 9, конфузора 10 и зоитичной форсунки 7; обратный клапан 3 предназначен для пред­охранения газовых магистралей от попадания жидкой фазы; тройник 4 служит для одновременного подключения источников додачи вода (раствора пенообразователя) и суспензии. Тройник снабжен штуцером 5 для автономной подачи пенообразователя и манометром 6 с разделительной камерой.

Для производства работ по локализации или тушению пожара пеногенератор монтируется на магистральный пенопровод или обсадную трубу скважины. К тангенциальному патрубку 2 корпуса пеногенератора подключается источник сжатого воздуха, а к зонтичной форсунке - источник подачи раствора пенообразователя (суспензии).

При включении источников подачи пенообразующих компонентов потоки сжатого газа и пенообразующего раствора с большой скоростью поступают в цилиндрический корпус 8 пеногенератора 1, где, пересекаясь, интенсивно перемешиваются с образованием вспененной смеси, которая центробежной силой прижимается к вспенивателям 9 и, двигаясь по спирали к конфузору 10, дополнительно перемешиваются с образованием равнодисперсной пены (cy спензией) заданной кратности.

5.2.18. Стационарный профилактический комплекс ПСК по приготовлению инертных пен и вспененных суспензий (рис.5.22.)

Комплекс ПСК предназначен для приготовления инертных пен и вспененных суспензий и подачи их по трубопроводам в любую точку шахтного поля. Здание комплекса расположено у групповой скважины, шурфа или ствола в середине шахтного поля из расчета обработки наиболее удаленных выемочных полей шахты.

Габаритные размеры здания комплекса: длина 13600 мм, ширина 8500 мм, высота 3500 мм. Он состоит из трех помещений.

В помещении 6 размещено криогенное оборудование. Для хранения и газификации жидкого азота используется установка 4

Рис.5.20.Устройство для вспенивания глинистой пульпы УВГП-4:

1 - насадок-распылитель; 2 - кожух; 3 - патрубок; 4 - головка соединительная; 5 - колено; 6 - манометр; 7 - патрубок для подачи пенообразователя;

8 - диспергатор; 9 - активатор

Риc .5.21.Установка пеногенераторная центробежная УПЦ:

1 - пеногенератор "Циклон"; 2 - тангенциальный патрубок; 3 - обратный клапан; 4 - тройник; 5 - штуцер; б - манометр; 7 - зонтичная форсунка; 8 - корпус цилиндрический ; 9 - вспениватель; 10 - конфузор

типа СГУ-8000-500/200, а для увеличения запаса азота - криогенная цистерна 1 типа ЦТК-8/0,25. Объем жидкого азота, хранимого на

комплексе - 16 м3. Это позволяет получить 9,5 тыс.м3инертной пены без перезаправки емкостей. Заправка емкостей жидким азотом производится от передвижных криогенных цистерн по сильфонным шлангам, пропускаемым через проем 19.

Рис.5.22. Стационарный профилактический комплекс инертных пен ПСК:

1 - ЦТК-8/0,25; 2 - вентилятор; 3 - газификатор ;

4 - цистерна СГУ-8000-500/200; 5 - бак для пенообразователя; 6, 14, 18 - помещения комплекса; 7 - электроконтактный манометр; 8- предохранительный клапан и мембрана; 9 - генератор ГПУ; 10 - отвод с задвижкой; 11 - групповая скважина;12 - насос подачи пенообразующей жидкости; 13 - бак для пульпы (воды); 15 - водовод; 13- пульпопровод;17 - насос-дозатор подачи пенообразователя; 19 - проем

В помещении 14 располагается бак для хранения пенообразователя 5 вместимостью 10...15 м3, бак для глинистой пульпы (воды) 13

вместимостью 15..20 м2, насосы 12 и 17, генератор инертной пены 9 (ГПУ), пульпопровод 16 и водовод 15. В этом же помещении могут располагаться дополнительные баки для хранения стабилизаторов и антипирогенов, Баки 5 и 13 могут быта полузаглубленного типа.

В помещении 18 находится рабочий стол оператора комплекса электроаппаратура.

Комплекс работает следующим образом. Вода или пульпа для получения инертной пены или вспененной глинистой пульпы поступает в бак 13 по трубопроводам 15, 16. Это позволяет создать запас воды (пульпы) для работы в зимних условиях без постоянного исполь­зования водовода (пульпопровода) и производить дальнейшую подачу из бака насосом 12 типа НБ-4, который может развивать давление до 6,3 МПа. При этом создается возможность ввода в пену газо­образного азота под давлением до 2 МПа (максимальное давление определено из условия безопасного транспортирования по трубам), что позволяет увеличить дальность подачи пены.

Пенообразователь из бака 5 подается на всас насоса 12 при помощи насоса-дозатора 17 типа НД 2,5-630/10д. Производительность насоса- дозатора устанавливается в соответствия с производитель­ностью насоса 12 по заданному процентному содержанию пенообразователя.

Жидкий азот из цистерны 4 установки СГУ закачивается в испаритель 3, газифицируется и по газопроводам через генератор инертной пены 9 типа ГПУ-1 вводится в пенообразующую жидкость. Готовая пена (вспененная глинистая пульпа) поступает в скважину 11. Для проверки качества лены на трубопроводе имеется отвод с задвижкой 10, что дозволяет производить выброс панн на поверх­ность.

Контроль и защита газопровода от высокого давления осущест­вляется при помощи электроконтактного манометра 7, предохранительного клапана и мембраны 8.Сброс газа в случае прорыва мембра­ны или срабатывания клапана осуществляется за пределы здания.

Производительность комплекса определяется производительностью газификационной установки, а кратность пены зависит от объема подаваемой пенообразующей жидкости насосом 12, т.е. в пределах от 10 до 100. Подача пенообразователя регулируется насосом-дозатором 17 в зависимости от качества пенообразователя, кратности и стойкости пены.

Здание комплекса строится из несгораемых материалов, снабжа­ется вытяжной вентиляцией 3, облокированной с входной дверью; общим для криогенного оборудования газосбросом за пределы здания; системой отопления и телефонной связью. В качестве вытяжного вен­тилятора 2 может использоваться вентилятор местного проветривания СВМ. Здание может отапливаться шахтной котельной или иметь местное водяное отопление.

Комплекс обслуживает один человек в смену - оператор, обучен­ный по специальной программе, учитывающей специфику работ с крио­генной техникой и пенообразователями. Он дожжен иметь соответствую­щее удостоверение. Оператор комплекса ведет учет поступления и расходования пенообразователя и азота, времени и объема подачи пены на каждый обрабатываемый участок, производит осмотр и мелкий ремонт оборудования, а при необходимости вызывает ремонтную бригаду. Запуск комплекса производится по телефонному сообщению из шахты, а остановка - после подачи расчетного количества пены или по требованию из шахты. Порядок запуска и остановки комплекса определяется инструкцией по эксплуатации.

При проектировании комплексов ПСК возможно использование других видов комплектующего криогенного оборудовании (Г-7,4, ГХК, СХ и др.). Временным руководством по проектированию и строительству комплекса могут являться "Технические требования по проектированию профилактических стационарных комплексов ПСК для шахт Кузбасса" (Прокопьевск, 1988. Разработчик - Восточное отделение ВНИИГД).

5.2.19. Установка для получения твердеющей пены

Установка ТП предназначена для заполнения твердеющей пеной куполов и пустот за крепью, а также для возведения изоляционных перемычек, рубашек, полос. Она представляет собой систему инжек­торов для подсоса смолы с пенообразователем и кислоты с последующим их смешиванием и вспениванием сжатым воздухом в пеногенераторе.

Техническая характеристика

Производительность, м3/с 0,02...0,03

Кратность пеномассы 15...30

Давление вода, МПа, не менее 0,6

Давление сжатого воздуха, МПа, не менее 0,3

Масса, кг, не более 110

Установка ТП (рис.5.23} состоит из пожарного рукава 1 для подачи воды, фильтра 2, разветвления трехходового 3, инжектора 10,

Рис. 5.23. Схема установки ТП для получения твердеющей пены:

1- рукав для подачи воды; 2 - фильтр; 3 - трехходовое разветвление; 4 - рукава всасывающие; 5- инжектор кислоты; 6 - рукава соединительные; 7 - рукав пожарный; 8 - пеногенератор; 9 - рукав воздушный; 10 - инжектор смолы

рукавов всасывающих 4, рукавов соединительных 6, рукава воздушного 9, инжектора кислоты 5, пеногенератора 6, пожарного рукава 7,

Для работы необходимо обеспечить подачу вода под давлением не менее 0,6 МПа по рукаву через фильтр в трехходовое разветвле­ние, к которому подключены инжекторы смолы и кислоты, Вентилями, расположенными на трехходовом разветвлении, устанавливают рабочее давление воды перед инжекторами 0,6...0,8 МПa . Давление вода конт­ролируется по показаниям манометров, находящихся на входе инжекто­ров. Смола с пенообразователем и кислота в инжекторах смешиваются с водой и поступают в пеногенератор, в который по воздушному ру­каву подают сжатий воздух под давлением 0,3 МПа. В пеногенераторе происходит барботажное смешивание и вспенивание сжатым воздухом.

Формирование пеномассы (структурирование) происходит в по­жарном рукаве длиной не менее 25 м, по которому ее подают к месту заполнения перемычек, пустот, куполов и др. Пеномасса, отверждаясь, образует твердую массу.

Пенокомплекс типа ПНК предназначен для предупреждения, туше­ния и локализации пожаров твердеющей пеной, воздушно-механической пеной с повышенной устойчивостью и огнегасительной эффективностью, пеной с антипирогенами для объемной обработка разрыхленного угля и другими пеноматериалами на основе 2..3-компонентных пенообразующих составов.

Пенокомплекс создан на базе установки ТП и представляет собой систему инжекторов со сменными соплами и втулками, соединенных параллельно и обеспечивающих приготовление рабочих растворов для получения пены или пеноматериалов на основе двух или трехкомпонентных пенообразующих составов с последующим их смешиванием и вспениванием сжатым воздухом в смесителе-пеногенераторе. Для получения пены с минимальными наполнителями и вяжущими пенокомплекс используется совместно с установками "Монолит" или "Пневмолит".

Техническая характеристика

Производительность, м3/с

по твердеющей пене 0,02...0,03

по материалам с минеральным наполнителем 0,01

Кратность пеномассы 10...30

Давление вода, МПа, не менее 0,6

Давление сжатого воздуха, МПа, не менее 0,3

Пенокомплекс ПНК (рис.5.24) состоит из фильтра 11, разветвления трехходового 12, инжекторов 10 со сменным втулками и соплами, всасывающих рукавов 2, соединительных рукавов 7, воздушного рукава 3, смесителя-пеногенератора 4, тройника 5, дозирующего устройства 9 к насосному агрегату "Монолит" или "Пневмолит". Подсоединение установки к пожарному трубопроводу осуществляется пожарным рукавом 1, Сменные сопла и втулки в инжекторах дают возможность готовить пенообразующие составы из исходных продуктов непосредственно в шахте по семи технологическим схемам, приведенным в тех­ническом описании к инструкции по эксплуатации ПНК.

5.2.20. Пневмосмесители

В отечественной практике тушения подземных пожаров газо-механической пеной для получения водного раствора пенообразователя, подаваемого в генераторы пены, применяются выпускаемые серийно пеносмесители типа ПC .

Техническая характеристика