ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ МАШИН В ПОДЗЕМНЫХ ТВЕРДОСКАЛЬНЫХ ШАХТАХ

Когда воздушные массы пересекаютогонь в штреке шахты, их объем будет возрастать, вызывая дополнительную потерю давления, известную как дроссель-эффект. Непосредственное воздействиеэтого эффекта может быть замечено в блокировке вентиляционного потока в области, ближайшей к месту пожара. В случае пожара в штреке шахты, уклоне и т. д. с наклоном, тепло от огня приведет к повышению температуры, что ведет к снижению плотности газовых масс вниз по течению огня. Снижение плотности улучшит вентиляцию в восходящих штреках, уклонах и т. д., и вызоветвозмущения и даже реверсирование вентиляционного потока в нисходящиештреки.Другим возникающим эффектом является так называемоезаднее расслаивание, т. е. дым движется в противоположном направлении по отношению к потоку воздуха вентиляции. Заднее расслаиваниеобычно возникает, когда скорость вентиляции воздуха находится в низком или среднем диапазоне, в зависимости от скорости тепловыделения пожара, а также геометрическихпараметров штрека шахты. В случае заднего расслаивания горячий дым будет остывать и опускаться к земле, а концентрация дыма будет по ходу снижаться. Явление заднего расслаиванияможет помешать и вызвать проблемы при спасении персонала в случае попытки эвакуации из камер-убежищ во время продолжающегося и близлежащегопожара.Неровные поверхности шахты, в отличие от, как правило, ровной поверхностиавтомобильных тоннелей, будут влиять на распространение дыма в шахте. Неровные поверхности приведут к потерям на трение и дополнительной турбулентности потока дыма, что, в свою очередь, уменьшит стратификацию, а также вероятность возникновения заднего расслаивания.Расположение огня по отношению к любому вентиляционномустволу или вентилятору будет играть важную роль в отношении характера распространения дыма. Огонь, близкий к вентиляционной выработке, приведет к быстрому и обширному распространению дыма и увеличит риск для шахтеров. Причины этого заключаются в том, что на скорость вентиляции еще не оказывают влияние потери на трение и, следовательно, она остается на более высоком уровне, а также тот факт, что вентиляционная выработка будет обслуживать несколько участков и поэтому увеличиваетсяпротяженность распространения дыма. Пожар рядом с вытяжным стволомбудет во многих случаях приводить к ограничению распространения дыма и незначительному влиянию на шахтеров, так как пораженный участок будет ограничен. Пожар, возникший в рабочей зоне, может стать причиной проблемногораспространения дыма из-за деятельности, проходящей в этой зоне (т.е. взрывных работ), предотвратить это может использование противопожарных заслонов.Таким образом, в производственных зонахвсе будет во многом зависеть от возможности направления вентиляционных потоков в целях уменьшения воздействия распространения дыма.2 Возгорания транспортных средств, и скорости выделения тепла в подземных твердоскальных шахтахОпределение скорости выделения тепла шахтного транспорта было бы весьма желательно, так как эти пожары являются наиболее распространенным типом возникновения пожара в шахте. Для того, чтобы определить скорость тепловыделения, должно быть рассчитановремя воспламенения отдельных компонентов топлива на транспортном средстве с использованием соответствующего набора выражений в зависимости от условий.Суммирование индивидуальных скоростей тепловыделения компонентов топлива даст полную скорость тепловыделения.В данной работе описаны и обсуждены различные наборы выражений для расчета времени возгорания, а также вопрос о суммировании и представленииполной скорости тепловыделения и характера распространения пожара в штреке шахты.2.1 Шахтный транспортШахтный транспорт выполняет очень важную роль в деятельности шахты, без него было бы очень трудно работать в шахте.В окружающей обстановке подземного рудника представлены во многом уникальные условия, предъявляющиебольшие требованияк горнодобывающему оборудованию и шахтному транспорту (такие как условия внешней среды, износ шин, шлангов, электроники и т. д.),они являются исключительными из-за жесткой и агрессивной среды. Требования к различным типам транспортных средств будут зависеть от выполняемых задач и районов, где транспортное средство эксплуатируется. Шахтный транспорт, такой как погрузчики, спроектирован противостоять падению пород. Из-за суровых и жестких условийконструктивное исполнениешахтного транспорта часто отличает компактный дизайн и прочная конструкция.Противопожарная защита в горнодобывающих машинах состоит из активных мер, когда некоторые машины оборудованы системой автоматического пожаротушения, установленной в моторном отсеке. Другой подход заключается в использовании материалов, которые являются огнестойкими и негорючими, снижающих пожарную нагрузку и риск распространения огня. Использование огнестойких гидравлических жидкостей, электрических кабелей и гидравлических шлангов — также некоторые примеры такого подхода.Самой частой причиной пожара, возникающего в подземныхшахтах,является горючая жидкость на горячей поверхности, в большинстве случаев, гидравлическое масло, распыленное на горячие поверхности оборудования. Это объясняет причину установки автоматической системы пожаротушения в моторном отсеке и использование огнестойкого гидравлического масла.Выяснилось, что пожары из-за неисправностей электропроводки, как правило, включают только исходный объект, и в некоторых случаях один или два близлежащихобъектов, и в результате получается медленное и ограниченное распространение пожара. Конкретная причина пожара в большинстве случаев — из-за короткого замыкания, а типомвовлеченных элементов в большинстве случаев являются кабели. Электрические кабели в этих случаях служат в качестве моста к прилегающим объектам. Возгорания всего транспортного средства, как правило, вызваны дизельным топливом, распыленным на горячие детали двигателя или фары, часто из-за трубы или шланга, что приводит к быстрому распространению пожара и плотному огню, когдаон распространяется на соседниевоспламеняющиеся предметы, такие как шины и шланги.Опасность возгорания в моторном отсеке возникает из-за его закрытого типа, где непрерывный выброс легковоспламеняющейся жидкости приведет к стремительному повышению температуры. Пожары, охватывающиеполностью все транспортное средство,обычно случаются в сервисных транспортных средствах и погрузчиках. Принимая во внимание жесткую среду, где эти машины постоянно испытываются, неудивительно, что эти типы транспортных средств чаще всего встречаются в статистике пожаров.ЗаключениеБыло выявлено, что самой частой причиной пожаров в подземных шахтах была легковоспламеняющаяся жидкость, распыленная на горячие поверхности,а наиболее частым объектом пожара былотранспортное средство. Кроме того, серьезной проблемой стало отсутствие документально подтвержденных пожарных экспериментовна транспортных средствах и, следовательно, великапотребностьв соответствующих кривых скорости тепловыделения.Были проведены теоретические расчеты скорости выделения тепла нескольких компонентов топлива напостоянных расстояниях в штреке шахты/тоннеля, результаты расчетов были сопоставлены с результатами из соответствующих пожарных экспериментов. Был дополнительно исследован вопрос обувеличенном и неравномерном расстоянии между элементами топлива, в сравнении расчетных показателейскоростей тепловыделения с проведенными пожарными экспериментами. Были сделанывыводы, что критический критерий теплового потока показывает очень хорошее согласование с проведенными пожарными экспериментами, но, как правило, в случае больших расстояний между элементами топлива — слишком малое время возгорания. С другой стороны, критерий температуры воспламенения не очень хорошо согласуется с результатами экспериментов, но оказалось, что точность значительно улучшилась, когда расстояние между элементами топлива был увеличен, тем самым увеличивая применимость критерия. Очевидным следующим шагом будет проверка различных критериев и наборов выражений по сравнению с полномасштабными пожарными экспериментами в горнодобывающей технике.