Введение к работе
Актуальность работы. По числу и причиняемому ущербу эндо-генные пожары занимают первое место среди других аварий на угольных шахтах Украины. В выработанных пространствах действующих очистных забоев возникает 50...60 % самовозгораний угля.
Такое положение определяет необходимость поиска новых и уточнения области применения существующих способов предупреждения, локализации и тушения эндогенных пожаров.
Повышение эффективности применения пен как одного из способов борьбы с эндогенными пожарами позволит уменьшить материальные потери и снизит опасность труда шахтеров.
В настоящее время разработаны оборудование и основные технологические решения по применению пенного способа борьбы с подземным пожарами. При этом отсутствуют знания о движении пены в обрушенных породах выработанного пространства; даются лишь оценочные значения необходимых объемов и интенсивности подачи пены.
Поэтому применение пен для подавления очага самонагревания угля в выработанных пространствах часто оказывается малоэффективным.
Анализ патентной и научно-технической информации показал, что процессы изменения физических свойств пены при движении в обрушенных породах и характер влияния реологии пены на охлаждение скоплений нагретого угля не изучены.
В этой связи исследование условий и динамики охлаждения пенами очагов самовозгорания угля является актуальной научной задачей.
Цель работы- создание методики определения оптимальных технологических параметров пенного способа предупреждения и тушения эндогенных пожаров в выработанных пространствах угольных шахт.
Идея работы заключается в использовании влияния изменяс-щихся при движении в пористой среде физических свойств пены на её способность охлаждать очаги самонагревания угля для повышения эффективности пенного способа борьбы с эндогенными пожарами .
Защищаемые научные положения , разработанные лично диссер-
тантом.и новизна:
ассимптотяческие решения для нахождения времени охлавде-ния очага самонагревания угля, границ пожароопасной зоны в выработанной пространстве, интенсивности подачи пены, отличающиеся учетом изменения физических свойств пены, движущейся в обрушенных -породах (а.с. И 1570387, решение о выдаче а.с. от ; заявка JS 479106/03);
значения коэффициентов нестационарного теплообмена обрушенных пород с движущимися в них пенами и воздухом. Для пен, движущихся в обрушенных породах, этот коэффициент ранее не определялся}
зависимости характера движения пен в обрушенных породах от изменения размера кусков, отличающиеся тем, что они учитывают способ генерирования и изменение структуры пен при их движении в пористой среде.
Зависимости получены впервые)
зависимости изменения от времени движения в обрушенных породах динамической вязкости, кратности, коэффициента фильтрации пены.
Ранее такие зависимости известны не были)
алгоритм, методика, программы расчета на ЭШ типа СШ и персональных компьютерах основных технологических параметров пенного способа борьбы с эндогенными пожарами.
Они послужили основой для разработки рекомендаций по повышению эффективности пенного способа предупреждения и тушения эндогенных поааров.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
корректностью постановки задач, применением современного
математического аппарата и. вычислительной техники, использова
нием" совреГленного^ксйрйментальногоПэборудования (приборов
ТАИК, ИКРАП и др.); ;
статистически обоснованным объемом исследований и представительностью опытов;
проверкой адекватности математических моделей реальным процесса:.! путем сопоставления теоретических результатов о экспериментальными данными стендовых и шахтных испытаний,удовлет-
верительной сходимости результатов математического моделирования с экспериментальными данными (среднее квадратичное отклонение расчетных значений параметров от действительных 5...15 %);
соответствием результатов расчета дальности подачи пены и времени тушения очага самонагревания данным, полученным при применении пены на шахтах.
Научное значение работы состоит в установлении закономерностей изменения физических параметров пены при ее движении в обрушенном проогранстве;
получении аналитического решения задачи охлаждения скоплений нагретого угля пеной.
Практическая ценность 'работы заключается в создании методики и комплекса программ для расчета оптимальных технологических параметров ленного способа предупреждения и тушения эндогенных пожаров в выработанных пространства угольных шахт и в уточнении области применения данного способа.
Реализация выводов и рекомендаций работы.
Результаты исследований использованы при ликвидации очагов самонагревания угля на ряде шахт Донбасса (например, ликвидация эндогенного пожара в выработанном пространстве на шахте "Красный Профинтерн") и при разработке рекомендаций по повышению эффективности пенного способа борьбы с эндогенными пожарами, которые вошли в "Руководство по борьбе с эндогенными пожарами на шахтах Минугле-прома СССР" (Донецк,1990) и "Технологические схемы предупреждения и локализации пожаров в шахтах Донбасса с помощью газомеханических и твердеющих пен" (Донецк, 1989).
Апробация работы. Основное содержание и отдельные положения диссертационной работы докладывались и были одобрены на:
Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование способов борьбы с эндогенными пожарами" (Донецк, 1987); республиканском научно-техническом семинаре "Профилактика и тушение пожаров на объектах народного хозяйства" (Севастополь, 1988); научно-технической конференции "Разработка и внедрение средств и способов, обеспечивающих улучшение охраны труда и техники безопасности" (Свердловск, 1989); ІУ Всесоюзной конференции "Получение и применение пен" (Шебекино, 1989); всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование методов и
средств тушения пожаров на объектах народного хозяйства" (Севастополь, 1991).
Публик цы и изобретения. Основное содержание диссертации отражено в 16 статьях, 2 авторских свидетельствах на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и 5 приложений, содержит 138 страниц машинописного текста, 47 рисунков и 13 таблиц. Список литературы содержит 135 наименований.
