СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА
METHOD FOR FIRE EXTINGUISHING

Изобретение относится преимущественно к технике тушения подземных пожаров в угольных шахтах и позволяет повысить безопасность тушения пожара в замкнутых пространствах.
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.
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.
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности пожаротушения за счет снижения воздействия ударной волны, образующейся из-за взрывания метана при соответствующей концентрации кислорода.
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.
Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из кирпича.
Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из быстротвердеющего бетона с использованием опалубки.
Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из дерева.
Изобретение характеризуется также тем, что защитную перемычку возводят из бетонных блоков.
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.
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:
1 - авиационный двигатель;
2 - основная перемычка с отверстием;
3 - компрессор;
4 - дополнительная перемычка;
5 - маслостанция;
6 - генератор;
7 - шарнирные башмаки распорных стоек;
8 - проушина для распорных стоек;
9 - трубопровод подачи;
10 - проем для установки распорных стоек;
11 - изотермическая емкость с топливом, например керосином;
12 - распорные стойки;
13 - несущие стойки;
14 - защитная Y-образная перемычка с внутренним каналом переменного сечения, возведенная из кирпича, либо бетонных блоков, либо быстротвредеющего бетона с использованием опалубки или дерева;
15 - дверь, вращающаяся на шарнирах, с ограниченным углом открывания f не более 85°, устанавливаемым путем изменения длины металлической сетки 16;
16 - металлическая сетка, предназначенная для ограничения открывания двери 15 и закрывания ее при взрыве за счет взаимодействия сетки 16 с взрывной ударной волной;
17 - шарниры двери 15;
f - максимальный угол открывания двери относительно плоскости защитной Y-образной перемычки;
b - ширина канала в перемычке, м;
L - длина канала в перемычке.
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.
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.
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).
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.
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.
Применение предлагаемого способа тушения пожара обеспечивает следующие преимущества:
- повышение безопасности пожаротушения;
- снижение возможного материального ущерба.