Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

В настоящее время одним из основных средств защиты горных выработок от распространения взрывов угольной пыли являются водяные и сланцевые заслоны. Принцип действия их основан на использовании закономерностей развития взрывного горения метанопылевоздушных смесей. Известно, что после возникновения очага воспламенения в процессе его развития в горной выработке формируется двойной комплекс, состоящий из воздушной ударной волны и движущегося вслед за ним фронта пламени. По мере нарастания скорости горения расстояние между этими фронтами уменьшается. При малых скоростях горения интенсивность воздушной волны сжатия может оказаться либо недостаточной для перевода воды (инертной пыли) во взвешенное состояние, либо к моменту подхода фронта пламени к заслону созданная предохранительная среда уже успеет частично или полностью утратить свои взрывозащитные свойства.

При режимах взрывного горения метана, когда расстояние между ударным фронтом и фронтом пламени невелико, заслон срабатывает с опозданием и подавления взрыва не происходит. Поэтому даже установленный с соблюдением всех требований заслон способен выполнить свое назначение только в относительно узком диапазоне скоростей распространения фронта пламени (50-300 м/с), поэтому применение водяных и сланцевых заслонов во многих случаях оказывается неэффективным.

Следует отметить, что принцип действия заслонов обусловливает их основной недостаток – они устанавливаются на значительном удалении от места взрыва (60-300 м), чтобы взрывной процесс мог существенно развиться.

Альтернативой обычным водяным и сланцевым заслонам являются заслоны с водяными карманами из полиэтилена, широкое внедрение которых наблюдается на шахтах Восточной Европы. Выгодно отличаясь по своим технико-экономическим показателям от традиционных водяных заслонов, водяные карманы лишены присущих им недостатков. Они не допускают испарения воды, обладают достаточной механической прочностью, чтобы не повреждаться при транспортировке и монтаже, и в случае взрыва разрушаются под воздействием набегающей волны сжатия с давлением всего 0,003 МПа, обеспечивая эффективное гашение пламени взрыва облаком распыленной воды. Заслоны с водяными карманами в меньшей степени зависят от давления во фронте ударной волны и с меньшей вероятностью могут пропустить вспышки метана, при которых почти не создаются ударные волны. Поэтому их можно устанавливать в непосредственной близости от предполагаемого места взрыва, не допуская дальнейшего развития процесса. При невысокой интенсивности набегающей ударной волны, такие заслоны могут кроме своего основного назначения – гасить пламя взрыва, выполнять и вторую функцию – снижать интенсивность ударной волны до безопасного предела.

Для оценки эффективности водяных заслонов были проведены расчеты распространения ударных волн и их взаимодействия с заслонами после быстрого сгорания в сквозной выработке слоевого скопления метановоздушной смеси.

Проведённые расчёты показывают, что заслон из водяных карманов стандартных размеров (30 м) способен при взрыве локального скопления метана снизить давление в волне сжатия до безопасного для жизни человека предела. Увеличивая массу заслона, применяя уже не водяные карманы, а водоналивные перемычки из подвешенных к кровле выработки полиэтиленовых мешков, можно эффективно гасить и более сильные взрывы.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск