Projekt - aerologia PDF

Preview

Summary

Do projektu zostały wykorzystane mapy pokładowe, na podstawie których wykreślono schemat poglądowy przewietrzania sieci wentylacyjnej....

Description

Przedmiot: Pożary podziemne Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Górnictwo i Geologia Rok III Studia stacjonarne

Analiza pożarów w sieci wentylacyjnej Jakub Sładek Paweł Wałach

1 ANALIZA SKŁADU POWIETRZA ZE STACJI POMIAROWYCH Przeprowadzono analizę składu powietrza kopalnianego na stacji wlotowej i wylotowej bocznicy 1011, w której zasymulowano pożar. Na stacji wlotowej zmierzono zawartość tlenu 20,4%,

zawartość azotu 78,7%, zawartość dwutlenku węgla 0,1%, metanu 0,8%.Na stacji wylotowej zmierzono 1,1% tlenku węgla, 0,7 % wodoru, 3,7% metanu, 6,3% dwutlenku węgla oraz zawartość tlenu 10,2%. Wskaźnik przyrostu tlenku węgla ΔCO =CO w −CO d =1,10−0=1,10 % gdzie: COw – procentowa zawartość tlenku węgla na stacji pomiarowej wylotowej. COd – procentowa zawartość tlenku węgla na stacji pomiarowej wlotowej.

Wskaźnik ilości tlenku węgla ´ CO=10 ∙V p ∙ qCO=0 ∙ 1188∙ 0,8 =95,04 l /min V 100 gdzie: Vp – wydatek powietrza na stacji pomiarowej [m3/min], qCO – stężenie tlenku węgla na stacji pomiarowej wylotowej [%/100]

Wskaźnik przyrosty tlenku węgla i ilości tlenku węgla.   

0 < VCO< 10 i 0,001 0,0026 – obowiązuje akcja pożarowa w rejonie.

Wskaźnik Grahama 0,8 CO =0,064 = G= 0,265 ∙ N 2 −O 2 0,265 ∙78−8,2 gdzie: CO, N2, O2 – zawartości procentowe danych gazów [%].

Wskaźnik Grahama    

0 < G < 0,0025 – nie występuje zagrożenie pożarowe w zrobach ściany zawałowej. 0,0025 < G < 0,0070 – obowiązuje wzmożona obserwacja atmosfery zrobów ściany zawałowej. 0,0070 < G < 0,0300 – należy przystąpić do prac profilaktycznych przy zachowaniu normalnego ruchu w zagrożonym rejonie. G > 0,0300 – obowiązuje akcja pożarowa w rejonie.

Na podstawie obliczeń możemy wywnioskować, że w rejonie obowiązuje akcja pożarowa ponieważ wskaźnik przyrostu tlenku węgla jest większy od 0,0026, a wskaźnik Grahama większy od 0,03.

2 BADANIE WYBUCHOWOŚCI GAZÓW POŻAROWYCH Wskaźnik Le Chateliera L L=

CH 4 CO H 2 CmHn H 2 S 2,8 0,8 0,6 + + + =0,774 + + = + 12,5 4 2 5 5 12,5 4 4,3

Minimalna zawartość tlenu w gazach pożarowych O2 min b (¿ ¿ 1 ∙r 1 +b 2 ∙ r 2 +…+b n ∙ r n ) 0,6 ∙ 2+ 2,8 ∙10 + 0,8 ∙ 6,5 = =8,19 % 4,2 r 1 + r 2 + … +r n O 2 min =¿

Zawartość odpowiednich składników wybuchowych Suma gazów wybuchowych:

W =2,8+0,8+0,6=4,2 [% ]

CH 4= H 2=

2,8 =66,66 % 4,2

0,6 =16,66 % 4,2

CO=

0,8 =19,05 % 4,2

Dolna granica wybuchowości Gd

Gd =

100 100 =5,26 % = CH 4 CO H 2 66,66 19,05 16,66 + + + + 4 12,5 5 5 12,5 4

Górna granica wybuchowości Gg Gg =

100 100 = =20,31% CH 4 CO 66,66 19,05 16,66 H2 + + + + 74,5 74,22 15 15 74,5 74,22

gdzie: CH4, CO, H2 – stężenie gazów wybuchowych, w mieszaninie w odniesieniu do sumy składników wybuchowych wynoszących 100%. b – bezpieczne stężenie tlenu dla poszczególnych składników mieszaniny wybuchowej [%] r – stężenie odpowiednich składników w gazach pożarowych [%]

Analizując powyższe obliczenia można stwierdzić, że gazy pożarowe są wybuchowe ponieważ:  

Wskaźnik Le Chateliera wynosi 1 i jest większy od 0,6, Stężenie tlenu w gazach pożarowych wynosi 10,2% i jest wyższe od minimalnej zawartości tlenu w gazach pożarowych wynoszącej 8,28%, Suma gazów palnych wynosi 5,5% i jest wyższa od dolnej granicy wybuchowości, która wynosi 5,48% i niższa od górnej granicy wybuchowości, która wynosi 20,31%.



3 OBLICZENIA DEPRESJI ORAZ TEMPERATURY GAZÓW Do analizy wybrano przekop wentylacyjny W-2 (bocznica 1011)XPoczątek -423,73 -418,86 -452,21 -412,76 -414,20

Koniec

-418,86 -452,21 -412,76 -414,20 -410,21

Δz

4,87 -33,35 39,45 -1,44 3,99

Δh

19,04 -130,40 154,25 -5,63 15,60

Δh'

142,81 -977,99 1156,87 -42,23 117,01

hmax

43,19 -295,80 349,90 -12,77 35,39

Obliczenia wykonano za pomocą wzorów znajdujących się poniżej. Z obliczeń wynika, że pożar w przekopie wentylacyjnym W-2 ma charakter pożaru w prądzie wznoszącym, gdyż algebraiczna suma depresji pożaru jest dodatnia.

Depresja pożaru Δh=Δz ∙

T ' −T 1000 =38 [ msłupa gazu] =11,4 ∙ 300 T

'

∆ h =γ śr ∙ Δh=38 ∙ 8=304 [ Pa] T’ – 1473 K – temperatura absolutna powietrza po pożarze T – 300 K – temperatura absolutna przed pożarem γ śr – 7,5 N/m3 – średni ciężar właściwy gazów pożarowych

Depresja w wyrobisku nieotamowanym hmax =

∆T 0 800 ∙11,4 ∙12=−218,88[ Pa ] ∙ Δ z∙γ= T 0 −∆ T 0 300−800

∆ T 0 – 850 K – przyrost temperatury T 0 – 300 K – temperatura powietrza w punkcie powstania pożaru γ – 12 N/m3 – ciężar właściwy powietrza dopływającego w miejsce pożaru

Prędkość przesuwania się pożaru 2

2

W rp=0,95 ∙ w pg −1,7 ∙ w pg+ 0,16= 0,95 ∙ 1,96 −1,7 ∙ 1,96 + 0,16 =0,5 m /h w pg – 3,1 m/s – prędkość powietrza

Temperatura gazów pożarowych t pż =1080+73 ∙ w pg=1080+73 ∙ 1,96=1 223,08 ℃

Temperatura mieszaniny po dopływie powietrza z bocznicy 18-11 T m=

ms mp Ts Tp Cs Cp C pp

m s ∙ T s ∙ C s +m p ∙ T p ∙ C p 0,4 ∙ 1600 ∙0,26+ 0,6 ∙300 ∙ 0,24 = =838,4 K 0,25 C pp

– 0,35 – udział masowy spalin w mieszaninie – 0,65 – udział masowy powietrza w mieszaninie – 1580,1 K – temperatura spalin – 300 K – temperatura dopływającego powietrza – 0,28 J/kgK – ciepło właściwe spalin – 0,24 J/kgK – ciepło właściwe powietrza – 0,26 J/kgK – ciepło właściwe mieszaniny (średnia Cp i Cs)

4 ANALIZA POŻARÓW 4.1 POŻAR P1 Miejsce pożaru – Ściana N-2, bocznica 21-22 Rodzaj pożaru– pożar w rejonie wydobywczym Zamykamy tamę zasadniczą TR-3. W węźle 25 może dojść wybuchu lub pożaru gazów pożarowych więc zamykamy tamę TR-2. Kolejnym skrzyżowaniem gdzie może dojść tego zjawiska jest węzeł 13, aby temu zapobiec zamykamy tamy TR-6 i TR-8.

4.2 POŻAR P2 Miejsce pożaru–Przekop wentylacyjny W-2, bocznica 11-12 Rodzaj pożaru–pożar w grupowym prądzie zużytego powietrza Zamykamy tamę zasadniczą TR-6 i TR-8. Węzłem zagrożonym pod względem wybuchu lub pożaru gazów jest węzeł 13. Aby zapobiec temu zjawisku zamykamy tamy zasadnicze TR-2 i TR-4

4.3 POŻAR P3 Miejsce pożaru–Przekop G-1, bocznica 2-3 Rodzaj pożaru–pożar w grupowym prądzie świeżego powietrza

Jako, że jest to pożar w grupowym prądzie powietrza świeżego stosujemy rewersje wentylacji i nie blokujemy wypływu gazów przez szyb 1-2, otwierając klapy oraz podnosząc klatki. Zamykamy tamę zasadniczą TR-3 i TG-2. Węzłem w którym może dojść do zapalenia lub wybuchu gazów jest węzeł 2. Aby temu zapobiec zamykamy tamę zasadniczą TR-1.

4.4 POŻAR P4 Miejsce pożaru–Szyb Andrzej, bocznica 1-2 Rodzaj pożaru– pożar w szybie wdechowym Jako, że jest to pożar w szybie wdechowym należy wyłączyć wentylator główny, zamknąć zasuwę w kanale wentylacyjnym oraz zamknąć tamy zasadnicze TG-1 i TR-1. Aby ugasić pożar należy lać duże ilości wody do szybu wdechowego.

4.5 POŻAR P5 Miejsce pożaru–Szyb Andrzej, bocznica 13-28 Rodzaj pożaru–pożar w szybie wydechowym W przypadku pożaru w szybie wydechowym wyłączamy wentylator główny, zamykamy zasuwę w kanale wentylacyjnym oraz otwieramy klapy przyszybowe.Zamykamy tamę zasadniczą TR-2, TR-4, TR6 i TR-8. Dymy muszą mieć wolną drogę, więc udrażniamy wszystkie drogi....