Расчет необходимого времени для выхода на свежую струю

Вывод людей из аварийных участков необходимо предусматривать по выработкам, по которым в кратчайшее время и безопасно можно выйти на поверхность, или в выработки со свежей струей воздуха.

Из горных выработок, расположенных до очага пожара, людей следует выводить навстречу свежей струе к выходу на поверхность.

Из горных выработок, расположенных за очагом пожара, людей следует выводить в самоспасателях кратчайшим путем в выработки со свежей струей воздуха и далее на поверхность.

При определении путей движения людей, выходящих из аварийных участков по загазированным выработкам, следует учитывать состояние и протяженность этих выработок, время выхода по ним людей и срок защитного действия самоспасателей.

Также необходимо учитывать:

- максимальную длину выработки от сосредоточения пожара, которую может преодолеть горнорабочий в индивидуальном самоспасателе;

- максимальную длину выработки к сосредоточению пожара, которую необходимо преодолеть горноспасателю при условиях работы в респираторе и возвращение в выработку со свежей струей воздуха.

В связи с тем, что выход на свежую струю связан с последовательным преодолением нескольких участков, а энергоемкость является аддитивной величиной, то энергоемкость маршрута определяется суммой энергоемкостей отдельных участков. Зная зависимость скорости передвижения V_ік горнорабочего от сложности маршрута на каждом участе при средней энергоемкости, соответствующей нагрузке средней тяжести, получаем расстояние L_к, м, которое может преодолеть горнорабочий, включенный в самоспасатель:

, м (3.2)

где L_ік – длина каждого участка, м.

Количество участков n, которые пройдет горнорабочий, определяестся из условия

(3.3)

где Т_j – ВЗД самоспасателя, который имеет горнорабочий, мин.

Зная размещение людей на робочих местах при нормальной работе, можно найти распределение длин маршрутов, которые преодолевают горнорабочие.

Найдя максимальное значение этого распределения от свежей струи l_св, получаем одну границу l₁ мест расположения пунктов переключения

м (3.4)

Вторую границу l₂ определяем исходя из условия, что ВЗД резервного самоспасателя T_n, находящегося в пункте, должно хватить для выхода на свежую струю воздуха:

(3.5)

где L_φ – длины участков после пунктов переключения, м; V_φ – cредние скорости движения на этих участках, м/мин.

Длина 3 северное лавы составляет 2250м,следовательно одного пункта переключения в резервный самоспасатель, при возникновении аварийной ситуации, будет недостаточно для выхода горнорабочего на свежую струю.

В качестве временных мер защиты от ядовитых газов людей, не имеющих возможность выйти на свежую струю воздуха за время защитного действия самоспасателей, могут быть использованы специальные камеры, в которых осуществляется переключение в новые самоспасатели.

Рисунок 3.4− Схема выемочного участка с очагом пожара

камерой-убежищем в вентиляционном штреке

3.3. Разработка дополнительных мероприятий направленных на спасение людей в шахте

Стационарные камеры-убежища вошли составной частью системы самоспасения горняков в стандарт Минтопэнерго Украины [Стандарт Минуглепрома Украины «Стационарные камеры-укрытия спасательные шахтные.Общие технические требования»].

Установка для самоспасения горнорабочих (рис.1) включает: камеру 1, систему воздушного душирования, выполненную в виде трубы с отверстиями 2, пневматическую турбину 3, каплеуловитель 4 с поддоном 5 и отверстием 6 для выхода осушенного воздуха и другие элементы. Пневматическая турбина 3, каплеуловитель 4 и поддон 5 расположены в верхней части камеры 1. Камера 1 имеет двойные стенки: боковые, переднюю – 7, заднюю – 8, крышу 9 и основание 10, в которых расположены каналы 11. Внешние поверхности камеры имеют тепловую изоляцию 12. Каналы боковых стенок, передней стенки 7 и крыши 9 соединены с каплеуловителем 4 и воздухопроводом 13 системами душирования 2. Воздухопровод 13 имеет патрубки 14 с регуляторами 15 для регулирования выпуска воздуха в зону отдыха горнорабочих 16. В передней стенке 7 камеры 1 установлены герметичные двери 17. В каналах задней стенки 8 установлены отражающие пластины 18 для направления конденсата на внутреннюю стенку камеры. Причем каналы задней стенки 8 соединены только с поддоном 5 каплеуловителя 4, а также – с каналами пола 10, который в передней части камеры имеет отверстия 19 и крышку 20 для их герметизации. Пневматическая турбина 3 соединена с трубопроводом 21 внешнего источника сжатого воздуха. Воздушный выхлоп 22 турбины 3 (выход воздуха отработанного в турбине) соединен с каплеуловителем 4. В камере 1 установлен автономный источник 23 (например баллон) сжатого воздуха, который с помощью патрубков высокого давления 24 и 25, регуляторов 26, 27, 28 соединен с пневматической турбиной 3 и воздухопроводом 13 системы душирования 2. Камера 1 установлена на шасси 29 с возможностью ее передвижения. В камере 1 установлены также сидения 31 и отделения 30 для хранения изолирующих самоспасателей, респираторов и аппаратуры для оказания первуй помощи пострадавшим.

Рисунок 3.5 − Схема передвижной установки для самоспасения горнорабочих при авариях в шахте

Вспомогательный автономный источник 23 сжатого воздуха используют в особых экстремальных условиях: при отсутствии внешнего источника сжатого воздуха, необходимо увеличение затрат воздуха в системе душирования, при использовании камеры в роли временного убежища в аварийных ситуациях в горных выработках шахт. Для этих целей в камере также установлено отделение 30, в котором сохраняются дополнительные самоспасатели и респираторы.

Передвижная установка работает следующим образом. Камеру, установленную на шасси 29, размещают в близи рабочих зон горнах выработок, на безопасном расстоянии от забоев и подключают турбину 3 к трубе 21 внешнего источника сжатого воздуха. Сжатый воздух поступает в пневматическую турбину 3 по трубопроводам високого давления 21 или 24. В турбине сжатый воздух расширяется, выполняя полезную работу вращения рабочего колеса. В соответствии с первым законом термодинаміки энергетический потенціал сжатого воздуха при прохожденииего через турбину – снижается на величину отведенной от турбины работы (механическая энергия). Эта механическая энергия отводится от турбины вентиляционной струей воздуха или иным образом. Уменьшение энергетического потенциала расширенного в турбине воздуха проявляется в снижении его давления и температуры, повышении относительной влажности (до 100%) и конденсации части водяного пара. При этом конденсат имеет низкую температуру. Отработавший в турбине воздух вместе с каплями конденсата поступает в каплеуловитель 4, гдепроисходит отделение конденсата от воздуха. В результате этого воздух становится сухим насыщенным и через отверстие 6 поступает в воздушные каналы 11 потолка 19 и бокових стенок камеры, а конденсат поступает в поддон 5 каплеуловителя 4. Воздух при прохождении по воздушным каналам 11 охлаждает внутренние поверхности стенок и потолка камеры. При этом воздух частино нагревается, а его относительная влажность значительно снижается (до 40-50% и ниже). Таким образом, в систему душирования 2 поступает теплый и сухой воздух (влажностью не выше 50%), который через патрубки 14 направляется в зону отдыха 16.

Конденсат из поддона 5 каплеуловителя 4 поступает под. действием силы тяжести в канал задней стенки 8. Отражающие пластины 18 направляют конденсат на стенку, которая ориентирована в середину камеры и охлаждается стекающим по ней конденсатом. Послеэтого конденсат поступает в каналы пола 10, охлаждает его (пол) и вытекает наружу через отверстия 19.

Рисунок 3.6 − Передвижная установка самоспасения горнорабочих.

Эта установка может также применяться для защиты горнорабочих от перегрева путем тепловой релаксации организма, при этом охлаждение тела горнорабочих в камере 1 будет осуществляется комплексно:

– путём конвекции при обдувании тела воздухом с температурой, более низкой, чем температура поверхностей тела;

– путём испарения пота с наружных поверхностей тела и- влаги с внутренних поверхностей дыхательных путей при обдуве тела сухим воздухом;

– путём лучистого (радиационного) теплообмена между холодными внутренними поверхностями камеры и телом горнорабочих (радиационное охлаждение).

Использование всех основных путей охлаждения организма горнорабочих в установке обеспечивает быстрое снижение перегрева тела, тепловую релаксацію организма (нормализацию теплового баланса), что исключает опасность теплового удара, способствует восстановлению высокой работоспособности горнорабочих.

Особую опасность для горнорабочих, находящихся в установке представляют взрывы в горных выработках шахт, которые сопровождаются резким возрастанием в них температуры, давления и возникновением ударной волны. Для угольных шахт типичными являются взрывы, обусловленные химической реакцией (взрыв смеси метана и воздуха, взрыв угольной пыли, взрыв метана и угольной пыли, взрыв взрывчатых веществ). Для предотвращения разрушения конструкции установки ударной волной при взрывах ее целесообразно размещать в специально пройденных нишах.

Размещение передвижной установки в нише горной выработки выемочного участка или в подготовительной выработке большой протяженности показано на рис. 3.7.

Рисунок 3.7 − Размещение установки конструкции НГУ в нише горной выработки: 1- трубопровод сжатого воздуха; 2 – противопожарный трубопровод; 3 - дегазационный трубопровод; 4 – подложка (не металлическая) 5 - рельсовая дорога типа ДКНЛ-1; 6 – передвижная камера-убежище; 7 - анкера крепления камеры-убежища; 8 - подвод сжатого воздуха к камере.

Дата добавления: 2015-08-10