SU1458596A1 - Способ распознавани ранних стадий экзогенных пожаров - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматической пожарной сигнализации и может быть использовано в угольной промышленности дл  распознавани  экзогенных пожаров в ранней стадии их развити ,

Цель изобретени  - повышение достоверности распознавани  очага экзогенного пожара дл  каждой выработки.

Способ распознавани  ранних стадий экзогенных пожаров включает следующие операции: замер ют скорость воздушной струи (v); поперечные размеры горной выработки и определ ют площадь ее поперечного сечени  (s),

затем в интервале времени развити  экзогенного пожараi например, 1-6 мни с тагом одна минута вычисл ют массив пороговых значений содержани  СоГКсо() дл  распознавани  очага экзогенного пожара в выработках, обо- |рудованных ленточными конвейерами, по формуле (1), а по формуле (2) - в остальных выработках:

СП

00

сд

со

65

Кса)

(

0,756

...

(О

1458596 i

К;,(П 0,.--.L/t) ;(2)

/

где (C ), Kj.g(r) - пороговое содер- жание окиси углерода в атмосфере вьЯ- работки при воспламенении резинотехнических изделий и ггри воспламенении дерев нных элементов крепи соответственно 10 отн.об.ед,,

51; 0,756; 0,24; 0,91 - эмпиричес- кие коэффициенты, имеющие размернос- .%м.об.%

. °™- ад- -6,9 скг . с

ти:

кг

о,-гft

ра те

с на ть в и в

10 ра ки

Kg ин

отн. ед, соответственно;

ot - эмпирический безразмерный ког эффициент, завис щий от массовой ско- рости выгорани  материала W, кг/с, и равный

i.ge-io дл  W 0,001 кгс/с;

1,0 10 дл  W 0,001 кг/с;

горюча  загрузка горной выработки деревом и резинотехническими издели ми, кг/м;

20 х10 отн. об.ед./мин (0,1 ррт/мин) - в остальных, замер ют фактическое содержание окиси углерода в атмосфере контролируемой горной выработки и провер ют адекватность массива заме25 р нных значений содержани  СО массиву пороговых значений с помощью статистических критериев, Ксли адекватность устанавливают, то гипотезу о

LgCt);

4(t)

возникновении очага экзогенного пожа врем  выгорани  на единице зо ра принимают, в противном случае - . поверхности выработки, мин, отвергают, т.е, зарегистрированные

измерени  содержани  окиси углерода За атмосфере контролируемой выработки в этом случае  вл ютс  продуктом нор- 35 мального технологического процесса, например взрывных работ.

1{ р и м е р. Процесс распознавани  пожара смоделирован в выработке со следующей горно-технической характерезина , дэрево соответственно;

длина зоны горени  в выработке на момент времени t, счита  с момента возникновени  пожара, м, дерево, резина соответственно;

Vc

t - врем  развити  экзогенного о ристикой: угол падени  5 град.; форма сечени  - арочна ; длина 750 м; крепь - арочна  металлическа  с дерев нной зат жкой;, величина горючей загрузки крепи (go) кг/м; длина

45 периметра зат нутой поверхности выработки (Pj ) 9,3 м; врем  выгорани  дерев нных элементов крепи (65) 50 мин; схема проветривани  - сверху вниз, В выработке установлен ленточный

50 конвейер типа КРУ-350 с резинотросо- вой. лентой типа РТЛО-1500 шириной 1,2 м. Величина горючей загрузки кон- вейерной ленты (gд) 24 кг/м, а врем  выгорани  ленты (Тдд) 20 мин.

В момент нарастани  содержани 

пожара, мин;

скорость воздушной струи в выработке, м/с; 8 - поперечное сечение-горной

выработкИа м ,

Область применени  зависимостей (I) и (2) ограничена ранней (начальной ) стадией развити  экзогенного пожара. Ранн   (начальна ) стади  развити  пожара характеризуетс  интервалом времени, счита  с момента возникновени  очага пожара, S преде- . лах которого величина скорости распространени  фронта пламени удовлетвор ет условию . Q. v (Т) , 0,7 v,p, где - предельна  скорость распространени  пожара по выработке , М/МИНс

55

окиси углерода со скоростью не менее 0,2 ррт/мин (10 отн,об.ед./мин) производ т отсчет времени развити  возможного очага экзогенного пожара в

6

Длительность времени свободного .

гразвити  пожара t до начала сравнительного анализа, счита  с момента

нарастани  окиси углерода со скоростью не менее 0,2-К) отн.об.ед./мин в выработках с ленточными конвейерами и не менее 0,1-10 отн, об.ед./мин - в остальных, дл  надежного процесса

распознавани  с помоиц ю статистических критериев берут не менее 5-6 мин.

После аналитического определени  Kgp по формулам (1) или (2) в том же интервале времени развити  экзогенного пожара, начина  с момента нарастани  содержани  окиси углерода со скоростью не менее О5 21 О отн.об,ед,/ /мин (О, 2ррт/мин) в выработках с ленточными конвейерами и не менее О,1

х10 отн. об.ед./мин (0,1 ррт/мин) - в остальных, замер ют фактическое содержание окиси углерода в атмосфере контролируемой горной выработки и провер ют адекватность массива замер нных значений содержани  СО массиву пороговых значений с помощью статистических критериев, Ксли адекватность устанавливают, то гипотезу о

окиси углерода со скоростью не менее 0,2 ррт/мин (10 отн,об.ед./мин) производ т отсчет времени развити  возможного очага экзогенного пожара в

экспериментального коэффициента «t 10 при W(r) 0,00 кг/с;

3IA58596

выработке и замер содержани  СО () 8л в атмосфере выработки через каждую . (О минуту. Результаты замеров занесены в табл. I.g

В том месте выработки, где произведен отбор воздуха дл  анализ а па содержание СО, замер ют скорость воздушной струи Vg и размеры горной выработки, по которым определ ют сечение з, с 10

целью получени  достоверных данных об с. ..-..

объемном расходе воздуха. Так, дл 5uf-S - Ьд()3

Vf 2,0 м/с и S 9,3 м предельна  скорость горени  конвейерной ленты .

Л .

(uo-io

при W(r) 0,001 кг/с;

(4)

пороговых значений содержани  СО в атмосфере выработки

КсЛО

бот7Г

ч

(5)

1 JD 1 VUCnn/l 1 посги;р11 Г1 ,. 4 ,65 м/мин, а дерев нных элементов15 Результаты вычислений занесли в

„„ , 1 „/„.,..табл.1 .Например,рассчитали по формулам

крепи ifcjM/MHH -., .. ч hПервоначально сделано предположе- (1) - (Ь) дл  момента времени i ние о возникновении очага пожара на

ленточном конвейере.К() - 0,102-6 - 0,017-36 + 1,453

Затем с интервалом 1 мин опреде- ,А53;

л ют по шесть значений:

длины зоны горени  Ьд(Г) на ленточном конвейере по известным формулам:

Ь,(Г-6) - A,(6) (,A53.16of- - 1,453-160 - 0,360 м;

L,()4,(r)-16(f -К(С).|60Ь W(r.6) - ёо 1о ° ° 7,2.10- кг/с,-

ci- 1,0.

51.1,о.1оЧ7о |5-° Зб°Г.

К(Т)

м

0,102Т- 0,OI7 J + 5,453;

(I)

3; (2)

к„(-б)

массовой скорости выгорани  ленты

wee)

(3)

экспериментального коэффициента «t 10 при W(r) 0,00 кг/с;

8л (О

с. ..-..

Л .

(uo-io

при W(r) 0,001 кг/с;

(4)

пороговых значений содержани  СО в атмосфере выработки

5uf-S - Ьд()3

бот7Г

ч

(5)

. W(r.6) - ёо 1о ° ° 7

ci- 1,0.

51.1,о.1оЧ7

30

к„(-б)

2-9,3

0,000658 об.,58-10 отн.об.ед.

Таблица I

Пороговые значени  содержани  СО в атмосфере выработки при развитии

К (г + JF S т

нижнюю границы области адекватности . со - оет измеренных значений СО (Г) пороговым

Kj.(r) по известной в математическойгде Kgp(T)ppa.H .о ()гглн ®

статистике формуле:содержани  СО ватмосфере выработки в

вычислили значение Kjo(r). и

I/- /,-, S грв.« j

со )гро,л ДЛЯ момента времени «

6 при N 6 и составили расчетную табл.2.

I

момент времени ч развити  пожара, образующие соответственно верхнюю и нижнюю границы области адекватности пороговым значени м

F - критерий Фишера (беретс  по;г

таблицам, приведенным в справочниках К, (0,82 + 1,08 + 2.14 + + по математической статистике), До1  ;рассматриваемого случа  табличное (критическое ) значение F ю

осТ остаточное среднеквадратичное отклонение ожидаемьк граничных значений содержани  СО относительно пороговых., определ етс  по известным из математической статистики форму- ig ламг,

+ 4,78 + 6,58) -18,7 3,12м

10

отн , об.ед..

Т.а блица Расчетна  таблица

Т

J Гк,(С) Кс

осг

N-rl- t..

1 ,

(7) 20

де N число анализируемых точек

замера, DIT, (пр:- анализе на распознавание очага пожара на

ленточном конвейере N 6); Kjp среднее значение пороговых 25 значений, определ емое по фор;у уле

К

Со

i-L

(8)

1„„

(

Результаты вычислений по формулам (б) (8) занос т в таб.а.З, Например,

Т б -Т

. 25,172

К.() ,; - 6,58 fs, 19 2,24 11,7 . 10 отн.об.ед.

гр н

К« (;6) 6,58 - Г5; 19 2,24 1,5

6

10 отн.об.ед.

Та б лица 3 Таблица граньгчных значений содержани  СО при развитх-ш пожара на ленточном конвейере

значение Kjo(r). и

грв.« j

ДЛЯ момента времени «

6 и составили расчетную

I

К, (0,82 + 1,08 + 2.14 +

+ 4,78 + 6,58) -18,7 3,12м

,82 + 1,08 + 2.14

10

отн , об.ед..

Т.а блица 2 Расчетна  таблица

Т

J Гк,(С) Кс

25,172

4

2j24 10 отн,об.ед.

6

10 отн.об.ед.

Продолжение табл.3

45

1,1 1,4

О 1,5

По истечении шести минут с момента начала роста содержани  СО со скоростью , равной или более 0,2   - 55 отн.об.ед,/мин, проверили из-. меренные данные (см. табл.З) на условие;

Ксо(г-)гро.„ i со(с) )Jp.«, (9)

9145

Так как тесть замеров отвечали требовани м услови  (9), то был сделан вывод о возникновений очага пожара на ленточном конвейере.

Если бы даже один из шести замеров не отвечал требовани м услови  (9), то было бы сделано предположение о возникновении очага пожара на дерев нных элементах крепи, а первона- чальное предположение о возгорании конвейерной ленты было бы отвергнуто. Дл  этого случа  вычисл ли с интервалом 1 мин шесть значений:

длины зоны горени  Lp() на дере- в нных элементах крепи по известной формуле:. ... -

(j;.) , ,.3-(J(5-br/-b (105/ 1 - 105) , м

(10)

20

Верхн   и нижн   границы области

рпадекватности вычисл лись по формулам

пороговых значений содержани  Ы) (g.g) только значени  N - 0 и

в атмосфере выработкир   з,07. Процесс вычислени  бьш свеО La() 25 ден в расчетные табл. 5 и 6.

i-eOtB ТаблицаЗ

() Расчетна  таблица

Результаты вычисшений были сведены в табл.4. Например, выполнили вычислени  по формулам (10) и (11) дл  момента времени 1 мин:

Lfl() 14:3 l.M(5-H) -н (105)- - 105) 0,009 м;

.-п -4fr-:

0,0000152 об.дол.% СО 0,152

10

отн.об.ед.

Таблица Пороговые значени  содержани  СО в атмосфере выработки при развитии пожара на дерев нных элементах крепи

1 ft ЧЧЧ-6

. к 1.633 . 10 отн.об.ед.

гп10

j ---- . 20,287 1,5 . 10 отн.об.ед.

10

Продолжение табл.4 I

(10)

20

Верхн   и нижн   границы области

Таблицаб

Таблица граничных значений содержани  СО при развитии пожара на дерев нных элементах крепи

В данном случае все 10 замеров содержани  соответствовали условию (9), поэтому бьш сделан вывод о возникновении очага пожара на дерев нных эле- ментах крепи. Если бы условию (9) удовлетвор ли менее дев ти из дес ти замеров, то причиной роста СО в атмосфере выработки в этом случае были бы технологические помехи, например взрывные работы, заполнение транспортной цепочки разрыхленным углем и т.д.

Claims (1)

1. Способ распознавани  ранних стадий экзогенных пожаров, включающий контроль содержани  микроконцентраций окиси углерода в рудничной атмосфере, измерение скорости возду- ха, температуры и задымленности выра- боток, регистрацию текущего времени изменени  контролируемых параметров, проведение сравнительного анализа фактического содержани  окиси угле- рода и скорости его изменени  относительно соответствующих значений, отличающийс  тем, что.

с целью повышени  достоверности распознавани  очага экзогенного пожара дл  каждой выработки, перед сравнительным анализом определ ют поперечные размеры выработки и врем  развити  экзогенного пожара, а затем определ ют ожидаемые значени  содержани  окиси углерода по формулам: при воспламенении резинотехнических изделий в выработке

Г Р

K,.,,,...,

Cft.. ;V 8

при воспламенении дерев нных элементов крепи

К

4Ct

0,91

сое)

-605

V,

эмпирические коэффициенты, имеющие размерность м об.%

адкг с

м

3

13

об.% аТ 1°™ Д со145859

Ш

кг с ответственно;

i - эмпирический безразмерный коэффициент, зависйщий от массовой скорости выгорани  материала;

g - горюча  загрузка горной выработки , кг/м;

- врем  выгорани  материала на единице поверхности выработки , мин; t - врем  развити  экзогенного

пожара, мин;

(t) - длина зоны горени  в выработке на момент времени t, счита  с момента возникновени  пожара, м; .20

v - скорость воздушной струи в выработке, м/с;

15

Ш

20

15

14 .

S - поперечное сечение выработки,

м

индексы в и л относ тс  сор тг. ветственно к загрузке Выработки деревом и резинотехническими издели ми (лентой), затем статистически сравнивают массивы ожидаемых рассчитаниых н; фактических значений содержани  окиси углерода и определ ют наличие очага экзогенного пожара в выработке при их совпадении.

2, Способ по п,1, отличающийс  тем, что врем  развити  экзогенного пожара отсчитывают с . мента начала наростани  содержани  окиси углерода со скоростью не менее

Ю 212л25л ёл

О,

мин

-, а в горных выра ботках с ленточными конвейерами - не менее 0, отн.об.ед./мин.