Создание высокопроизводительных генераторов для инертизации рудничной атмосферы аварийных участков

• Автор: Макаренко, Валерий Леонидович
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Донецк
• Количество страниц: 193 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Современные средства дистанционного тушения подземных пожаров .

1.2. Анализ параметров процесса генерирования

инертной парогазовой смеси .

1.3. Цели и задачи исследований

2. УСТАНОВЛЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ГЕНЕРАТОРА .

В ИВ О Д Ы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИНЕРТНОЙ

ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ

3.1. Построение математической модели процессов, протекающих в испарителе топлива и камере охлаждения высокопроизводительного генератора
3.2. Анализ результатов расчета параметров процесса образования топливовоздушной смеси в генераторах с регулируемой производительностью .
3.3. Исследование закономерностей процесса генерирования инертной парогазовой смеси в камере охлаждения высокопроизводительного генератора
3.4. Математическое описание процесса охлаждения парогазовой смеси в участке горной выработки, примыкающем к выходу генератора
2 ы в О Д Ы о
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО
ГЕНЕРАТОРА
4.1. Исследование параметров процесса,протекающего в камере охлаждения генератора методом имитационного экспериментирования на ЭВМ .
4.2. Экспериментальное исследование процесса охлаждения продуктов сгорания в высокопроизводительном генераторе .
Стр.
ВЫВ О ДЫ
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА И ТАКТИКОТЕХНИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЕГО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ
5.1. Рекомендации по конструктивной разработке основных узлов высокопроизводительного
генератора . ПО
5.2. Методика расчета конструктивных параметров высокопроизводительного генератора .
5.3. Тактикотехнические рекомендации по практическому применению высокопроизводительного генератора рз
5.3.1. Установление режима работы генератора т
5.3.2. Условия эксплуатации. РЗ
5.3.3. Установка генератора в горных выработках т 5.3Л. Оборудование перемычки для подсоединения
генератора .
5.3.5. Организация надежной работы системы
подачи воды
5.3.6. Подача парогазовой смеси в выработки при воздействии давления,противонаправленного напору генератора
5.3.7. Комбинированное применение генераторов инертных газов с другими средствами
тушения
5Л. Приемочные испытания высокопроизводительного
генератора ГИГ .
ВЫВОДЫ I
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


Длительность этого этапа зависит от герметичности изолирующих сооружений, объема и проницаемости выработанного пространства, примыкающего к проветриваемым выработкам, а также производительности генератора. Расходнонапорная характеристика современных шахтных вентиляторов местного проветривания не обеспечивает высокую производительность установки. Однако, благодаря простоте конструкции и эксплуатации,такой генератор может быть широко использован при проведении вспомогательных работ локального характера, где достаточно генерировать и3мин парогазовой смеси. Например, при сокращении объема изолированных выработок, компенсации утечек воздуха в изолированном пространстве, газификации жидкого азота для генерирования и подачи в очаг горения инертной пены. Для общей инертизации атмосферы горных выработок с целью ликвидации пламенного горения и предотвращения взрывов, охлаждения очага горения и вмещающих пород необходимо создание установок большой производительности. Из проверенных в длительной эксплуатации промышленно выпускаемых генераторов наиболее совершенным в настоящее время является генератор ГИГ4 , принципиальная схема которого приведена на рис. Генератор включает последовательно установленные турбореактивный двигатель АИ8П, эжекторный канал, камеру дожигания и камеру охлаждения. Выхлопной газ двигателя I направляется в эжекторный канал 2, обеспечивая поступление в него воздуха из атмосферы. Сюда же из коллектора 3 впрыскивается топливо. В процессе смешения с воздухом и газами двигателя образуется топливовоздушная смесь, которая через стабилизатор пламени поступает в камеру дожигания 4. Соотношение расходов топлива и воздуха таково, что содержание кислорода в продуктах сгорания не превышает 2 . Из камеры сгорания газы поступают в камеру охлаждения 3, в которой установлены водоразбрызгивающие насадки. Охлажденная парогазовая смесь по трубопроводу поступает за изолирующую перемычку и далее по горным выработкам под действием общешахтной депрессии или напора генератора движется через очаг горения, инертизируя атмосферу пожарного участка. Производительность генератора ГИГ4 составляет 0 м3ыин парогазовой смеси. Однако,при движении по выработкам объемный расход газов снижается до 0 м3мин, так как происходит частичная конденсация пара. С учетом этого область применения генератора ограничивается выработками с метановыделением, не превышающим 4 м3мин. Повышение производительности позволит значительно расширить круг задач, решаемых с помощью генераторов. Основное назначение генератора ГИГ4 заключается в создании взрывобезопасной атмосферы в аварийном участке. Рис. Принципиальная схема генератора ГИГ4. Это значительно сокращает время изоляции участка, а в некоторых случаях вовсе исключает необходимость возведения перемычек. В последнем случае производительность генератора должна быть регулируемой и соизмеримой с количеством воздуха, поступающего в аварийный участок при установившемся режиме проветривания. Выполненный нами в работе анализ распределения дебитов воздуха в современных выемочных участках гааообильных шахт показал, что участков проветриваются с интенсивностью, превышающей м3мин воздуха. Для полного замещения указанного количества воздуха инертной парогазовой смесью понадобится объединить в одной установке мощности трехчетырех генераторов ГИГ4. Естественно,что это потребует соответствующего увеличения мощности двигателя и расхода воды на охлаждение генерируемых газов. Если учесть, что расход воды в генераторе ГИГ4 составляет 7,,3 кгс, а нормы расхода воды в пожарооросительных трубопроводах шахт, установленные Правилами безопасности. Одно из устройств для снижения температуры генерируемых газов предложено в работе . Схема установки показана на рис. В камеру сгорания I генератора по трубопроводу 2 с помощью насоса 3 поступает топливо, а из воздухоподающего аппарата 4 по трубопроводу 5 воздух. Камера охлаждения 6 является продолжением камеры сгорания. Обе камеры имеют общую водяную рубашку. Вода вводится в рубашку охлаждения насосом 8 по трубопроводу 9, а выходит из нее через распылительные насадки в полость камеры охлаждения. Рис.