Transcript Sposoby wykonywania tam izolacyjnych przeciwwybuchowych

PREZENTACJA WYBRANYCH
TECHNOLOGII PROWADZENIA
PRAC PROFILAKTYCZNYCH
I RATOWNICZYCH
METODY LIKWIDACJI ZAGROŻEŃ
POZAROWYCH WYSTĘPUJĄCYCH W
POLSKIM GÓRNICTWIE WĘGLA
KAMIENNEGO
METODY AKTYWNE
Bezpośrednie oddziaływanie
na ognisko pożaru
METODY PASYWNE
Wykonywanie szczelnej
izolacji rejonu zagrożonego
METODY AKTYWNE
woda,
podsadzka hydrauliczna,
piany, proszki,
środki izolacyjne (uszczelniające) – mineralne lub chemiczne,
mieszaniny wodno –mułowe,
inertyzacja powietrza kopalnianego realizowana przez:
wtłaczanie gazów spalinowych,
wtłaczanie gazów obojętnych,
CO2 – dwutlenek węgla,
N2 – azot (możliwość zdalnego podawania
azotu z dużej, odpowiednio bezpiecznej
odległości)
.30. W przypadku gdy aktywne gaszenie pożaru nie jest możliwe, przystępuje
się do odizolowania pożaru od czynnych wyrobisk tamami izolacyjnymi o
odpowiedniej konstrukcji.
1.31. W polach metanowych oraz w przypadku występowania mieszaniny
gazów wybuchowych, rejon pożaru powinien być izolowany
przeciwwybuchowymi tamami izolacyjnymi.
1
Szczegółowe zasady i warunki budowy tam izolacyjnych
przeciwwybuchowych
1.31.1.Przeciwwybuchowe tamy izolacyjne powinno się wykorzystywać do
zabezpieczenia przed przeniesieniem się wybuchu od strony zrobów,
zbędnych wyrobisk oraz pól pożarowych, w których mogą wystąpić
wybuchowe mieszaniny gazów palnych.
1.31.2.Przeciwwybuchowe tamy izolacyjne mogą być wykonane w postaci:
1)
korków podsadzkowych,
2)
korków wodnych,
3)
korków podsadzkowych na bazie tamy organowej z
dwustronnymi rozporami,
4)
tamy z worków wypełnionych materiałami niepalnymi,
5)
tamy ze spoiw szybkowiążących,
6)
tamy przeciwwybuchowej o innej konstrukcji odpowiednio
udokumentowanej i pozytywnie zaopiniowanej przez jednostkę
ratownictwa górniczego.
1.31.3.Kierownik akcji, podczas akcji ratowniczej, ustala sposób
zabezpieczenia przeciwwybuchowego wyrobisk. W ramach profilaktyki
pożarowej decyzję w tym zakresie podejmuje kierownik ruchu zakładu
górniczego.
Tabela nr 1
Lp.
Parametry tamowe /
Rodzaj podsadzki
Piasek
Popioły
Gips
Anhydryt
1.
2.
3.
1
Grubość korka z uwagi
na przekrój w świetle
obudowy
> 15 m
4.
do 15 m2
6m
5.
do 15 m2
6m
>15 m2
10 m
>15 m2
10 m
AGUALIGHT
TEKBLEND
DURAFOAM
EKOPIANA
6.
7.
2
do 5 m - 3 m do do 12 m2
10 m2 - 4 m
2m
2
do 15 m - 5 m
>12 m2
>15 m2 - 8 m
3m
TEKSIL
Uwagi
8.
do 12 m2
2m
9.
>12 m2
3m
przy nachyleniach
> 15° tam
Rodzaj zawarcia tamy
tama
tama
tama
tama
tama
2.
od strony izolowanego podsadzkowa podsadzkowa podsadzkowa tama organowa podsadzkowa podsadzkowa podsadzkowe w
punkcie 3,4,5 mogą
rejonu
zwykła
wzmocniona
zwykła
zwykła
zwykła
być zaniechane
przed tamą dot. pkt.
Rodzaj zawarcia tamy
tama
tama
tama
tama
tama
tama
4 należy budować
3.
od strony dojściowej podsadzkowa podsadzkowa podsadzkowa podsadzkowa podsadzkowa podsadzkowa
przytamki
zwykła
wzmocniona
zwykła
zwykła
zwykła
zwykła
osadnikowe
4. Wytrzymałość podsadzki
brak
~1 MPa
~2MPa
do 1 MPa
8 MPa
6 MPa
Rc po 8 godzinach
Stosunek optymalny
wody zarobowej
5.
1:1
1 :2
0,6 : 1
2:1
1,2 : 1
1:1
(transportowej) do
suchego materiału
podsadzkowego
Ciśnienie fali
wybuchu odbitej od
tamy w przybliżeniu
Wielkość ciśnienia
6.
równe jest 2 x
odbitego - niszczącego brak danych brak danych brak danych brak danych
2 MPa
2 MPa
wielkości ciśnienia
tamę
fali padającej na
czoło tamy
Z analizy równania ruchu korka podsadzkowego, stanowiącego
tamę przeciwwybuchową - wg prof. A.Spychały wynika, że aby
mógł nastąpić ruch /przesunięcie/ korka, musi być spełniona
następująca nierówność:
Rt 
F  Pod
Fe
gdzie:
Rt
- oznacza wytrzymałość spoiwa mineralnego na ścinanie,
F
- powierzchnia przekroju poprzecznego korka
(powierzchnia czołowa korka)
ΔPod - nadciśnienie fali odbitej wybuchu,
Fe
- łączna powierzchnia korka działająca na ścinanie. Jest to
powierzchnia kontaktu z górotworem na ociosach,
stropie i spągu.
Zakładając, że użyte zostanie spoiwo cementowe o wskaźniku wytrzymałości na
ściskanie Rc = 8 MPa oraz przyjmując, że:
- długość korka L = 2,0 m,
- powierzchnia korka F = 10 m2 (np.szer.- 4,0 m, wys. - 2,5 m),
- powierzchnia tamy działająca na ścinanie Fe = 26 m2
(powierzchnia kontaktu z górotworem na ociosach, stropie i spągu),
- wielkość ciśnienia fali odbitej Pod = 1 MPa.
otrzymujemy następującą graniczną wartość wskaźnika ΔRt.
Rt 
10m 2 1MPa
26m 2
Rt  0,384 MPa
Wynika stąd, że przesunięcie korka będzie możliwe, gdy wartość
Rt będzie mniejsza niż 0,384 MPa.
Badania Instytutu Budownictwa WAT nad określeniem
wytrzymałości spoiw mineralnych na ściskanie Rt wykazały
zależność, że:
Rt ≈ 0,1 Rc
Uwzględniając, że wytrzymałość spoiwa na ściskanie wynosi
Rc = 8,0 MPa oraz opierając się na zależności, że Rt ≈ 0,1 Rc
otrzymamy, że wytrzymałość tego spoiwa na ścinanie wynosi:
Rt ≈ 0,8 MPa
Jest ona zatem większa od wyliczonej granicznej wartości
Rt, wynoszącej 0,384 MPa a więc warunek ruchu korka tamowego
nie jest spełniony. Wynika stąd wniosek, że tama
przeciwwybuchowa wykonana w postaci korka podsadzkowego
z szybkowiążącego spoiwa cementowego, wytrzyma nadciśnienie
odbitej fali wybuchu o wielkości 1,0 MPa bez jej przesunięcia.
Przy obliczeniach wymaganej grubości korka należy
w sposób szczególny uwzględnić , że obliczony wskaźnik Rt przy
porównywaniu z wartością wytrzymałości Rt materiału na ścinanie
musi być pomnożony przez współczynnik bezpieczeństwa
wynoszący 200%. Konieczne jest również przy ustalaniu
wymaganej grubości korka uwzględnienie właściwości
wytrzymałościowych materiału wypełniającego zależnych między
innymi od czasu wiązania oraz zastosowanego podczas zatłaczania
tamy stosunku wody do suchego spoiwa.
Środki mineralne do budowy nowej
konstrukcji tam przeciwwybuchowych
Spośród wielu materiałów mineralnych znajdujących się obecnie
na rynku górniczym w Polsce, stosowane są dwa rodzaje spoiw
cementowych, spełniające założenia koncepcyjne nowej
konstrukcji tam przeciwwybuchowych.
Pierwsze ze spoiw przeznaczone jest do wykonywania
pasów ochronnych wyrobisk przyścianowych, do
wypełniania pustek oraz budowy tam izolacyjnych
i przeciwwybuchowych. Spoiwo to przygotowane jest do
zatłaczania poprzez zmieszanie suchego proszku z wodą,
przy użyciu agregatu pompowego typu MONO.
Zalecany stosunek wody do spoiwa wynosi od 2,5 : 1 do
1 : 1. Mieszanina spoiwa z wodą gwałtownie żeluje bez
wydzielania się wody na powierzchni. Dla zapewnienia
szybkiego żelowania uwodnionej mieszaniny,
temperatura wody winna wynosić ok. 15oC.
Właściwości wytrzymałościowe spoiwa zależą w głównej
mierze od stosunku wody do proszku i przedstawiają się
one następująco:
- przy stosunku woda/proszek 1,5 : 1
czas:
2h
24 h
3 dni
wytrzymałość
na ściskanie: 3,4 MPa 6,4 MPa 6,7 MPa
7 dni
7,5 MPa
- przy stosunku woda/proszek 1 : 1, już po 2 godzinach
uzyskuje się wytrzymałość na ściskanie od 5,36 MPa
do 6,3 MPa, a po 12 godzinach ponad 10 MPa.
Z przytoczonych danych wytrzymałościowych wynika,
że tama przeciwwybuchowa wykonana z tego spoiwa
cementowego a zwłaszcza przy stosunku woda - spoiwo
1 : 1, winna wytrzymać nadciśnienie fali ewentualnego
wybuchu w izolowanym rejonie bez naruszenia struktury
wewnętrznej tamy.
W zależności od stosunku wody do spoiwa, dla
wytworzenia 1 m3 mieszaniny wypełniającej, należy
użyć następujących ilości suchego proszku:
- przy stosunku 1,5 : 1
- 650 kg
- przy stosunku 1 : 1
- 850 kg.
Drugie ze spoiw może być podobnie jak
poprzednie wykorzystywane do budowy pasów
ochronnych wzdłuż wyrobisk przyścianowych, do
wypełniania pustek oraz do budowy tam
izolacyjnych i przeciwwybuchowych.
Spoiwo przygotowywane jest do wtłaczania
poprzez wymieszanie suchego proszku z wodą,
przy zalecanym stosunku wody do spoiwa 2 : 1;
1,5 : 1 lub 1 : 1.
Wyniki wytrzymałościowe tego materiału na
ściskanie przy stosunku woda : spoiwo
wynoszącym 1 : 1 przedstawiają się następująco:
- po 2 h
- 1,25 MPa
- po 24 h
- 3,39 MPa
- po 3 dniach
- 6,34 MPa
- po 7 dniach
- 7,55 MPa
- po 28 dniach
-14,59 MPa.
Centralna Stacja Ratownictwa Górniczego
41–902 Bytom,
ul. Chorzowska 25
Tel.: (32) 282-25-25
Fax: (32) 282-26-81
E-mail: [email protected]
www.csrg.bytom.pl