СИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ АЗОТНО-ХЛАДОНОВОЙ ВСПЕНЕННОЙ СУСПЕНЗИИ

Полезная модель системы относится к устройствам получения вспененных инертных суспензий и может быть использована для локализации и тушения подземных пожаров.
Известна система приготовления инертной вспененной суспензии, содержащая устройство для вспенивания суспензии, пожарно-оросительный трубопровод шахты, патрубки подвода раствора пенообразователя и сжатого газа, камеру смешения, трубный канал с установленным в нем устройством ценообразования и источники подачи компонентов на генерирование пены, стабилизатором структуры вспененной суспензии и транспортный пенопровод, на оконечном участке которого размещена пика разгрузочная. (Патенты РФ на ПМ №33021 и №40191, кл. А 62 С 5/02, 2003 г. и 2004 г).
Недостатком системы является отсутствие в устройстве интенсификации процесса смешения стабилизатора структуры пенного потока и дополнительного автономного комплекта оборудования для реализации системы, отсутствие устройства подачи азотно-хладоновой смеси.
Цель полезной модели - повышение производительности и стойкости пены за счет интенсификации процесса смешения и транспортирования компонентов смеси, в том числе хладоновой составляющей.
Указанная цель достигается тем, что полезная модель системы приготовления инертной вспененной суспензии, содержащая устройство для вспенивания суспензии, пожарно-оросительный трубопровод шахты, патрубки подвода раствора пенообразователя и сжатого газа, камеру смешения, трубный канал с установленным в нем устройством пенообразования и источники подачи компонентов на генерирование пены, стабилизатором структуры вспененной суспензии и транспортный пенопровод, на оконечном участке которого размещена перфорирующая пика, при этом устройство для вспенивания суспензии, дополнительно снабжено рукавом подачи в изолированное пространство или купола горной выработки паров азотно-хладоновой смеси, при этом рукав
подсоединен со стороны системы к продукционному испарителю азотного энергетического комплекса через герметичную емкость жидкого хладона, оснащенную барбатером азотно-хладоновой смеси с расходомерным краном, а второй рукав газообразного азота подсоединен тангенциально к конфузорной части устройства для вспенивания суспензии, что обеспечивает суспензии азотно-хладоновой-бентонитовой смеси обратные вращающиеся потоки в смесительной камере.
Расход дозируемого в системе количества жидкой фазы (бентонитовой глины, пенообразователя, воды и азотно-хладоновой смеси) регламентируют по кранам регулирования в каждом трубопроводе и временем работы шламового погружного насоса с пневмоприводом 5, краном 14 и емкости с хладоном 12.
Предложенная совокупность отличительных признаков за счет стабилизации структуры пенного потока, дополнительного ввода интенсификации камеры стабилизирует добавки в состав компонентов пены по дополнительному в конструкции пеногенератора патрубку позволяет повысить производительность, кратность и стойкость пены при создании пенных завес и азотно-хладоновой вспененной суспензии на пути движения пожарных газов очага пожара.
На рисунке изображена технологическая схема применения системы создания завесы из вспененной суспензии со следующими основными позициями:
1 - пожарно-оросительный трубопровод; 2 - испарительный блок комплекса азотного КАЭ-1; 3 - пеносмеситель ПС-1; 4 - емкость пенообразователя; 5 - насос шламовый погружной с пневмоприводом; 6 - вагонетка с суспензией бентонитовой глины; 7 - устройство приготовления инертной вспененной суспензии (смесительная камера); 8 - рукав подачи газообразного азота; 9 - транспортный пенопровод; 10 - рукав подачи азотно-хладоновой смеси; 11 - диффузорная часть устройства системы приготовления инертной вспененной суспензии; 12 - герметичная емкость жидкого хладона; 13 - рукав подачи бентонитовой глины (стабилизатора структуры пены); 14 - раздаточный коллектор продукционного испарителя азотного комплекса КАЭ-1.
Система работает следующим образом.
Технологическая схема у места производства работ, например для создания пенной завесы на пути движения, пожара за угледобывающим комплексом в действующем забое монтируют согласно приведенному чертежу, при этом перфорированная труба транспортного пенопровода 9 находится за комплексом.
Приготовление суспензии из бентонитовой глины обеспечивает в ½ емкости шахтной вагонетки 6 шламовым погружным насосом с пневмоприводом ШПНП-1-5, служащим для приготовления и подачи бентонитовой глины.
Количество пенообразующей смеси из емкости 4 и бентонитовой суспензии 6 из глины регламентируют через расходные краны на трубопроводах в зависимости от расчетного давления воды по отводу трубопровода пожарно-оросительного трубопровода 1, которое обеспечивают по расходному крану по манометру (не показан).
При этом в смесительной камере устройства приготовления инертной вспененной суспензии 7 происходит интенсификация смешения раствора пенообразователя, бентонитовой глины и сжатого газа, находящегося в конфузорной части корпуса устройства, в цилиндрической части устройства 7.
При этом система устройства дополнительно снабжена рукавом подачи в изолированное пространство или купола горной выработки паров азотно-хладоновой смеси, при этом рукав подсоединен со стороны системы к продукционному испарителю азотного энергетического комплекса через герметичную емкость жидкого хладона, оснащенную барбатером азотно-хладоновой смеси с расходомерным краном, а второй рукав газообразного азота подсоединен тангенциально к конфузорной части устройства для вспенивания суспензии, что обеспечивает суспензии азотно-хладоновой-бентонитовой смеси обратные вращающиеся потоки в смесительной камере.
Создаваемая за комплексом пенная завеса обеспечивает защиту действующего забоя от проникновения пожарных газов. Подача твердеющей суспензии, например в купол горной выработки по пожарной пике обеспечивает вытеснение пожарных газов и заполнение пространства купола твердеющим составом.
Применение азота для флегматизации газовой среды в районе эндогенного пожара позволяет переводить горючие газы смеси в область богатых смесей. Это достигается разбавлением метанно-воздушных смесей азотом или их вытеснением Совместное применение хладонов с азотом повышает огнегасительные и флегматизирующие свойства хладонов.
РосНИИГД и ВНИИПО установлено, что при 5% разбавлении воздуха азотом повышается огнегасительная эффективность хладона 114 В2. на основании этих исследований был предложен комбинированный газовый состав (хладон + азот) для объемного тушения. Было проведено исследование о влиянии хладона 114 В2 на область воспламенения метанно-водородно-воздушных смесей при замещении 10, 20, 30% воздуха азотом. Установлено, что при разбавлении воздуха азотом на каждые 10% расход хладона 114 В2 снижается примерно в 2 раза. Причем, при 30% замещении воздуха азотом флегматизирующая концентрация хладона 114 В2 составляет всего0,3%. Преимущество применения смеси хладона с азотом перед чистым азотом в том, что механизм флегматизации взрывов и ингибирования пламени основан на химическом торможении реакции горения, а не просто на механическом замещении кислорода воздуха азотом. Использование смеси азота с хладоном позволяет значительно сократить расход обоих флегматизаторов не снижая эффективности. Подача аэрозоля хладона 114 В2 в выработанное пространство проводилась на шахте «Тырганская» НПО «Гидроуголь», шахте «Зиминка» ООО УК «Прокопьевскуголь».
Полезная модель системы обеспечивает повышение эффективности и надежности локализации и тушение подземных пожаров в труднодоступных местах. Использование стабилизирующих добавок в виде бентонитовой глины повышает стойкость азотно-хладоновой пены более чем в 10 раз, снижая при этом расход трудовых и материальных ресурсов.