Transcript gasnice - ZZRG przy KWK "Jas-Mos"

Głowica automatycznego urządzenia gaśniczego AUG
TECHNOLOGIA PODAWANIA PIAN SPRĘŻONYCH
I. Wstęp.
Doświadczenia Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego z
podawaniem pian gaśniczych spienionych sprężonym powietrzem
tzw. pian sprężonych sięgają potowy lat 80 - tych. W roku 1987
zostały w CSRG opracowane i wdrożone do stosowania urządzenia
i sposób wytwarzania pian sprężonych.
Praktyczne zastosowanie piany sprężone znalazły w trakcie
prowadzonych prac profilaktycznych między innymi w rejonie
przodka ściany 907 na poz. 650 w kopalni „Ziemowit", zrobach
ściany 410/1 w KWK „Halemba" oraz kopalniach Sosnowiec,
Miechowice oraz Rozbark.
Pianę sprężoną zastosowano także z powodzeniem w trakcie akcji
pożarowej w rejonie ściany 36 w pkł. 308 na poz. 460 m w KWK „Lenin".
W praktyce jako środek pianotwórczy stosowany w tym czasie był
wyłącznie syntetyczny środek DETEOR 1000 M lub modyfikowany
dodatkiem polimerów akrylowych tzw. DETEOR ACR. Dodatek polimeru
do środka pianotwórczego miał na celu podwyższenie trwałości uzyskanej
piany przez spowolnienie wykraplania się z niej wody.
Opis technologii wytwarzania piany.
Spienienie piany sprężonej odbywa się dwustopniowo, „pierwszy" stopień
polega na spienieniu 3 % roztworu środka pianotwórczego sprężonym
powietrzem we współosiowym kolektorze spieniającym. Dla utrzymania
właściwej jakości piany ciśnienie doprowadzanego roztworu powinno być
równe lub nieznacznie mniejsze od ciśnienia sprężonego powietrza.
Spadek ciśnienia piany w przewodzie tłocznym piany względem ciśnienia
roztworu przed kolektorem spieniającym nie przekracza 30 %.
Urządzenie do wytwarzania piany sprężonej (schemat 1) stanowi kolektor
współosiowo poprowadzonych dysz wylotowych wewnątrz rury o długości
500 mm i średnicy 50 mm zakończonej nasadami pożarniczymi „Storca”.
Dysza wewnętrzna służy do podawania wodnego roztworu środka
pianotwórczego, wokół niej znajduje się kryza na której następuje
przyspieszenie strugi powietrza i wytworzenie piany.
Schemat nr 1
Wytworzona piana transportowana jest wężami pożarniczymi do miejsca
podawania. Długość praktycznej do stosowania linii tłocznej określono
na podstawie prób na ok. 160m. Średnica węży tłocznych może wynosić
od 52 do 110 mm, w wyjątkowych przypadkach można zastosować węże
gumowe Ø 32 mm jednak wiąże się to ze wzrostem oporów tłoczenia oraz
mniejszą wydajnością i spienieniem piany. W trakcie transportu w wężach
następuje ujednolicenie piany, proces ten podwyższa trwałość piany
opóźniając wykraplanie się z niej wody. Parametrem określającym trwałość
piany jest czas połowicznego wykroplenia wody, który dla zwykłych pian
wynosi ok. 20 minut, natomiast w przypadku piany sprężonej ok. 45 minut.
Przy podawaniu piany sprężonej korzystne jest podłączenie końcowego
odcinka węża do specjalnie w tym celu zamontowanych lub istniejących
przewodów rurowych których wyloty znajdują się w zrobach w pobliżu
miejsca zagrzania lub pożaru.
Piana sprężona podawana pod ciśnieniem ma możliwość penetracji
także powyżej poziomu jej podawania szczególnie w ograniczonych
przestrzeniach np. zrobach. Tłoczenie piany od spągu powoduje że jest
ona w sposób ciągły mieszana i w efekcie ograniczone jest w ten sposób
wykraplanie się wody.
Tłoczona pod ciśnieniem piana po opuszczeniu węża lub przewodu
rurowego rozpręża się osiągając drugi ostateczny stopień spienienia.
Końcowy uzyskiwany stopień spienienia piany sprężonej wynosi od 10
do 20, czyli w granicach spienienia piany ciężkiej, i zależy między innymi
od ciśnienia wody i sprężonego powietrza oraz średnicy węża tłocznego.
Przy większych średnicach węża i większych ciśnieniach uzyskuje się
wyższe spienienie.
Sposoby podawania piany sprężonej.
Przygotowanie oraz dostarczanie wodnego roztworu środka
pianotwórczego z dodatkami substancji modyfikujących np.
klejów rozprowadzających (dyspergentów )
oraz
antypirogenów można prowadzić różnymi metodami. Dobór
metody zależy od warunków występujących w miejscu
podawania a także od dostępnego ciśnienia wody i
sprężonego powietrza.
a.
Metoda l - z zastosowaniem pożarniczego zasysacza liniowego ZL- 2.
Schemat 2.
Zasysacz liniowy można stosować skutecznie przy odpowiednio wysokim
ciśnieniu zasilającej wody ( 0.4 - 0.5 MPa), ponieważ przy jego pracy trzeba
uwzględnić straty ciśnienia na dyszy ssącej zasysacza wynoszące 25-30 %.
Drugim elementem który należy wziąć pod uwagę przy stosowaniu zasysacza
jest to, że jego działanie jest właściwe przy niewielkich oporach linii tłocznej
piany, czyli linia ta powinna ona być wykonana z użyciem węży o średnicy 75
lub 110 mm. Wykonując linię tłoczną z węży Ø75 i 110 mm, można tłoczyć
pianę na odległość ok. 160 m.
Zaletą zasysacza są jego niewielkie wymiary, prostota obsługi oraz
możliwość dosyć dokładnej regulacji stężenia podawanego środka
pianotwórczego. Zasysacz liniowy może pracować ze środkami
pianotwórczymi o ściśle określonej lepkości. Parametr ten jest szczególnie
istotny jeżeli do środka pianotwórczego dodajemy substancje modyfikujące
własności pian np. stałe antypirogeny i dyspergenty. Zbyt duża lepkość
zasysanych roztworów może spowodować nieprawidłową pracę dozownika
tym bardziej że stężenie dodawanego do środka pianotwórczego
antypirogenu może osiągać wartość przekraczającą 30%.
a.
Metoda II – z zastosowaniem pompki dozującej środek pianotwórczy.
Schemat 3
Jako pompkę dozującą środek pianotwórczy zastosowano pompę śrubową
typu 20 PSR z silnikiem z wiertarki górniczej o napięciu zasilania 127 V.
Pompka wyposażona jest w lej stanowiący pojemnik na środek
pianotwórczy o pojemności 30 dm3 . Wydajność pompki wynosi 15 dm3/min,
natomiast ciśnienie tłoczenia ok. 1.2 MPa. Nadmierna wydajność pompki
dozującej w stosunku do wymaganej ilości wody powoduje konieczność
wcześniejszego przygotowania to znaczy rozcieńczenia środka
pianotwórczego tak żeby jego stężenie w roztworze na dopływie do
kolektora spieniającego wynosiło 3 %. Stopień rozcieńczenia środka
pianotwórczego zależy od wydajności roztworu przepływającego przez
kolektor spieniający i wymaga każdorazowo dopasowania się do oporów
przewodu tłocznego piany. Dodatek stałych antyptrogenów modyfikujących
środek pianotwórczy powodujący wzrost lepkości i gęstości roztworu nie
wpływa w sposób istotny na pracę pompki dozującej.
W metodzie tej do podawania piany sprężonej można stosować węże
tłoczne o średnicy od 52 do 110 mm o długości 160 m.
a.
Metoda lII - podawanie gotowego 3 % roztworu środka pianotwórczego
z dodatkiem antypirogenów.
Schemat 4
Jako zbiornik roztworu wodnego środka pianotwórczego z
antypirogenem wykorzystać można typowy wóz kopalniany. Zbiornik
napełniany jest określoną ilością wody np. 1 m3 do której następnie
dodaje się 30 dm3 środka pianotwórczego i ok. 10 kg stałego
antypirogenu. Gotowy roztwór miesza się pompą podającą przełączając
trójnik wylotowy na obieg zamknięty. Po ok. 2 minutowym mieszaniu
wylot z pompy przełącza się na tłoczenie roztworu do kolektora
spieniającego. Jako pompę podającą roztwór można zastosować pompę
Bibo 5, Bibo 3 lub inną dostępną na kopalni pompę o ciśnieniu tłoczenia
min. 0.2 – 0.3 MPa. Długość linii tłocznej piany przy średnicy węża od 52
do 110 mm może wynosić 160 m.
Uwaga
Optymalna ze względu na możliwość utrzymania właściwych
stężeń środka pianotwórczego i antypirogenu oraz dogodność stosowania
jest Metoda III.
Środki spieniające oraz modyfikujące dodatki antypirogenów.
Jako środki spieniające do wytwarzania piany sprężonej można używać
stosowane w pożarnictwie oraz dopuszczone do stosowania w
podziemnych wyrobiskach górniczych syntetyczne środki takie jak „Roteor
ST" lub „Finiflam". Stężenia roztworów stosowanych środków
pianotwórczych wynoszą 3 %. Środki te są przystosowane do wytwarzania
pian między innymi z wykorzystaniem wody morskiej o zasoleniu ok. 1 %,
tak więc dodatek 1 % soli będących antypirogenami nie wpływa na
skuteczność spieniania, a tym samym wydajność uzyskiwanej piany
sprężonej.
Do piany sprężonej można dodawać stałe antypirogeny które przez
osadzanie się na powierzchni spowalniają i ograniczają proces jego
utleniania i samozagrzewania się węgla pozostawionego w zrobach
zawałowych.
W celu umożliwienia dobrego rozprowadzenia antypirogenu na
powierzchni węgla dodatkowo do roztworu dodawany jest klej polimerowy
CAGRO zwiększający dyspersję antypirogenu, w stężeniu 1 - 3 %.
Jako dodatki antypirogeniczne spowalniające proces samozagrzewania
węgla można stosować:
- chlorek wapnia
- CaCl2
- wapno
-Ca(OH)2
- kwaśny węglan sodu - NaHCOs
- mocznik
-(NH2)CO
- salmiak
- NH4Ci
Zalecane stężenie antypirogenu w roztworze powinno wynosić ok. 1 %.
Dobór środka antypirogenicznego oraz jego skuteczność zależy od
indywidualnych właściwości węgla, a tym samym kopalni, pokładu oraz
poziomu z którego jest eksploatowany. Tak więc przed
przeprowadzeniem prac profilaktycznych z zastosowaniem piany
sprężonej z dodatkiem antypirogenow konieczne jest każdorazowo
przeprowadzenie w laboratorium CSRG badań skuteczności właściwego
antypirogenu dla określonego rodzaju węgla.