Активное воздействие на взрывоопасные области и очаги горения в угольных шахтах и его математическое обоснование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, доктор технических наук Палеев, Дмитрий Юрьевич

• Палеев, Дмитрий Юрьевич
• доктор технических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор технических наук Палеев, Дмитрий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Особенности газовой динамики подготовительных выработок и выработанных пространств.

1.2. Анализ дистанционных способов воздействия на взрывоопасные области и очаги горения в угольных шахтах.

1.3. Распространение ударных волн в горных выработках.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПАРОВ

ГАЛОИДОУГЛЕВОДОРОДОВ НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕТИ И ВЕНТИЛЯТОРА.

2.1. Математическая модель транспортирования паров галоидоуглеводородов по вентиляционному трубопроводу.

2.2. Транспортирование паров галоидоуглеводородов по горизонтальному трубопроводу.

2.3. Транспортирование паров галоидоуглеводородов по наклонному трубопроводу.

2.4. Влияние прогрева вентиляционного трубопровода на транспортирование паров галоидоуглеводородов в зону очага пожара

2.5. Стендовые исследования.

Выводы.

3. ОПТИМАЛЬНЫЕ ФЛЕГМАТИЗИРУЮЩИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ

ГАЛОИДОУГЛЕВОДОРОДОВ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПЛАМЕННОГО

ГОРЕНИЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВОВ В ШАХТАХ.

3.1. Методика проведения лабораторных исследований.

3.2. Исследование флегматизации метановоздушных сред парами хладона 114В2, бромистого этила и их смесей.

3.3. Исследование флегматизации метановодородовоздушных сред парами хладона 114В2, бромистого этила и их смесей.

Выводы

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИФФУЗИОННО-ФИЛЬТРАЦИОННОГО ДВИЖЕНИЯ ГАЗА В ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВАХ КРУТЫХ ПЛАСТОВ.

4.1. Обоснование перехода к двумерной модели фильтрации газа в выработанном пространстве.

4.2. Физическое и математическое обоснование аналитического выражения сил сопротивления в пористой среде.

4.3. Анализ уравнений фильтрации и состояния газа.

4.4. Математическая модель диффузионно-фильтрационного движения метановоздушной смеси.

4.5. Алгоритм и методика расчёта.

4.6. Проверка адекватности математической модели.

Выводы.

5. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВЫРАБОТАННОМ ПРОСТРАНСТВЕ ЩИТОВОГО УЧАСТКА.

5.1. Математическая модель газодинамических процессов в выработанном пространстве щитового участка

5.2. Особенности диффузионно-фильтрационного течения в выработанном пространстве щитового участка.

5.3. Влияние интенсивности метановыделения и глубины опускания рабочего щита на величину утечек в выработанное пространство

5.4. Функциональная зависимость утечек через щитовые перекрытия Выводы.

6. ПОТЕНЦИАЛЬНО ВЗРЫВООПАСНЫЕ ОБЛАСТИ В ВЫРАБОТАННОМ ПРОСТРАНСТВЕ ЩИТОВОГО УЧАСТКА.

6.1. Влияние интенсивности метановыделения на формирование взрывоопасных областей.

6.2. Воздействие вентиляционных параметров на размеры взрывоопасных областей.

6.3. Размеры и особенности расположения взрывоопасных областей в .зависимости от свойств вмещающих пород.

Выводы

7. АКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ СИТУАЦИЕЙ В ВЫРАБОТАННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

7.1. Принцип управления газодинамическими процессами при локализации очагов эндогенных пожаров. Математическая модель.

7.2. Управление фильтрационным потоком с помощью пенных завес

7.3. Управление фильтрационным потоком с помощью пенных завес и газоотсасывающих скважин.

7.4. Управление фильтрационным потоком с помощью газоотсасывающих скважин.

7.5. Управление фильтрационным потоком с помощью пенных завес, азотоподающих и газоотсасывающих скважин.

7.6. Газодинамическая ситуация в выработанном пространстве при наличии очага эндогенного пожара.

Выводы.

8. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УДАРНЫХ ВОЛН ПО СЕТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.

8.1. Математическая модель распространения ударных волн по сети горных выработок.

8.2. Сравнение расчётных и экспериментальных коэффициентов затекания ударных волн при проходе ими местных сопротивлений горных выработок.

8.3. Сравнение с существующей методикой

8.4. Моделирование взрыва на аварийном участке.

8.5. Прохождение ударных волн по горным выработкам с учётом локальных скоплений метана по пути перемещения.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Активное воздействие на взрывоопасные области и очаги горения в угольных шахтах и его математическое обоснование»

Актуальность работы. Современная угольная шахта - это сложный производственный комплекс, в основе работы которого лежат строго регламентированная деятельность человека и естественные процессы сдвижения и разрушения горных пород, дающие толчок сложным физическим процессам, оказывающим огромное влияние на интенсивность и безопасность горных работ. Нарушение технологии угледобычи, как правило, влечёт за собой аварийные ситуации, часто проявляющиеся в виде загазований, самонагреваний угольных скоплений, воспламенений и взрывов метановоздушных смесей. Ликвидация таких аварийных ситуаций всегда сопровождается крупными экономическими потерями, травмированием или гибелью горнорабочих и горноспасателей. Основное место их проявления - выработанные пространства, сопряжённые с ним выработки выемочного участка и подготовительные выработки.

Если подготовительные выработки характеризуются необходимостью их принудительного проветривания и опасностью быстрого загазования с угрозой взрыва, то в выработанных пространствах могут инициироваться опасные физико-химические и газодинамические процессы, оказывающие негативное воздействие далеко за пределами выемочного участка. Сформированные из обрушенных пород и неизбежных потерь угля, выработанные пространства представляют собой пористую среду больших геометрических размеров с высокой проницаемостью и аэродинамически связанную с горными выработками. Выработанные пространства становятся областями интенсивных аэродинамических течений, провоцирующих самонагревание угля, переходящее в эндогенный пожар. Осложнённый выходом открытого огня в действующие выработки, такой пожар - опасное и трудно прогнозируемое явление, ещё недостаточно изученное, способы и средства ликвидации которого недостаточно эффективны.

Важной составляющей оснащения военизированных горноспасательных частей (ВГСЧ) являются средства дистанционного воздействия на очаг пожара или взрывоопасную среду с безопасного расстояния. Эти средства используют принудительную подачу огнетушащих составов по трубопроводам, скважинам или транспортирование их в спутных потоках вентиляционных 6 трубопроводов, горных выработок, выработанных пространств. По существу используются методы гидро- и газодинамического воздействия на объекты, зарождение и развитие которых происходит по законам газовой динамики и тепломассообмена. Однако эти методы не всегда подкреплены строгими научными расчётами и тактика их применения в критических ситуациях часто основывается исключительно на личном опыте и интуиции горноспасателей.

Невозможность проведения прямых натурных экспериментов делают особенно актуальной разработку математических моделей, описывающих весь комплекс нежелательных процессов в системе «горные выработки - выработанное пространство». С их помощью можно прогнозировать газодинамическое состояние исследуемой системы при активном на неё воздействии и разрабатывать более эффективные способы и средства ликвидации аварийных ситуаций, связанных с угрозой воспламенения и взрыва метана.

Сложные подземные аварии могут сопровождаться взрывами с формированием ударных волн, распространяющихся по горным выработкам и сокрушающих всё на своём пути. Поэтому актуальной является разработка математических моделей, позволяющих рассчитывать распространение ударных волн в разветвлённой сети горных выработок с целью выбора безопасных мест расстановки людей и оборудования, задействованных в ходе ликвидации аварии.

Все исследования выполнялись по тематике Российского научно-исследовательского института горноспасательного дела (РосНИИГД) по проблеме Минуглепрома СССР П191710 в рамках постановления ГКНТ и Госплана СССР от 7.07.81 г. № 223/140; по отраслевой научно-технической программе Минтопэнерго России "Разработка и совершенствование средств противоаварийной защиты угольных предприятий" от 24.02.93 г. Диссертационная работа обобщает результаты 8 научно-исследовательских тем, выполненных в 1981-1999 гг. под руководством и непосредственном участии автора (№№ Г.Р.: 01825066377, 01829010618, 01830063164, 01860072720, 01900307000, 01930321000, 01950005092, 0980009368).

Цель работы - обоснование и разработка дистанционных методов активного воздействия на потенциально взрывоопасные области и очаги горения 7 флегматизирующими составами, применение которых повысит эффективность и безопасность горноспасательных работ в угольных шахтах.

Идея работы состоит в обеспечении активного воздействия на недоступные для горноспасателей пожаро- и взрывоопасные области за счёт формирования искусственных и использования существующих газодинамических потоков в качестве несущей фазы для транспортирования флегматизи-рующих составов.

Методы исследования: методы механики сплошных сред и математической физики для построения и обоснования математических моделей газодинамических процессов в горных выработках и выработанных пространствах; аналитическое и численное решение математических моделей с применением аппарата теории дифференциальных уравнений и ЭВМ; экспериментальные исследования в лабораторных и шахтных условиях.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения режима работы вентилятора местного проветривания и аэродинамической характеристики вентиляционного трубопровода при транспортировании паров галоидоуглеводородов в воздушном потоке зависят от концентрации транспортируемых паров, температуры пожарных газов и угла наклона выработки к горизонту.

2. Флегматизирующие концентрации хладона 114В2, бромистого этила, составов БФ-2 и БФ(1:1) для метановоздушных и метановодородовоздушных сред (при содержании водорода от 1 до 3 %) зависят от газовой ситуации в горной выработке и должны избирательно использоваться при ликвидации аварии.

3. Математическая модель, описывающая диффузионно-фильтрационное течение в выработанных пространствах должна строиться с учётом сил плавучести, порождаемых неоднородностью газовоздушной среды, влияние которых соизмеримо с влиянием сил сопротивления и градиента давления.

4. Двухтемпературная математическая модель тепломассопереноса в обрушенном массиве, обеспечивающая описание газодинамических процессов в окрестности очага эндогенного пожара.

5. Алгоритм и методика расчёта диффузионно-фильтрационного течения в выработанных пространствах, построенная в развитие метода контрольного 8 объёма Патанкара к решению гидродинамических задач на основе полиномиальной аппроксимации экспоненциальной схемы, снимающей ограничение по сеточному числу Рейнольдса.

6. Математический алгоритм активного управления газодинамикой выработанного пространства, обеспечивающий прогноз параметров изменения фильтрационных потоков и газового состава в заданной области за счёт воздействия пенных завес, азотоподающих и дегазационных (газоотсасываю-щих) скважин.

7. Газодинамический подход для расчёта ударно-волновых процессов позволяющий рассчитывать распространение, отражение и взаимодействие ударных волн и волн разрежения в разветвлённой сети горных выработок любой сложности.

Достоверность научных положений подтверждается:

- использованием известных экспериментальных результатов для задания исходных данных и правых частей дифференциальных уравнений;

- решением тестовых задач, сравнением с результатами решений по альтернативным методикам, сравнением с известными экспериментальными результатами, проведением исследования сходимости решений путём увеличения дискретности расчётной области;

- удовлетворительной сходимостью численного эксперимента с данными газовых съёмок выемочных участков угольных шахт;

- подтверждением результатов теоретических исследований транспортирования паров галоидоуглеводородов экспериментальными данными с погрешностью, не превышающей 9 %;

- положительными результатами промышленного применения дистанционного способа транспортирования паров галоидоуглеводородов при ликвидации аварий на шахтах Кузбасса и успешным использованием нормативных документов, разработанных на основе результатов исследований.

Научная новизна работы:

- установлены зависимости аэродинамической характеристики вентиляционного трубопровода, режима работы вентилятора местного проветривания, параметров движения паровоздушной смеси по вентиляционному трубопроводу, изменение объёмного расхода паровоздушной смеси на срезе 9 вентиляционного трубопровода от концентрации транспортируемых паров галоидоуглеводородов, температуры пожарных газов и угла наклона выработки к горизонту. Введение галоидоуглеводородов в вентиляционный трубопровод увеличивает его аэродинамическое сопротивление и повышает депрессию вентилятора, причём при горизонтальном расположении трубопровода снижается расход на его конце при неизменной производительности вентилятора, при положительных углах наклона трубопровода производительность вентилятора и расход на конце его уменьшаются, при отрицательных - увеличиваются.

- определены минимальные флегматизирующие концентрации для ме-тановоздушных сред: хладона 114В2 - 1,1 %, бромистого этила - 3,8 %, составов БФ-2 - 2,9 % и БФ(1:1) - 2,0 % и для метановоздушных сред при содержании водорода 1, 2 и 3 %, которые являются выше огнегасительных при объёмном пожаротушении. В частности, при содержании водорода 3 % минимальные флегматизирующие концентрации хладона 114В2 - 3,3 %, бромистого этила - 6,2 %, составов БФ-2 - 6,3 %, БФ(1:1) - 4,6 %. Бедные смеси рекомендуется флегматизировать хладоном 114В2, богатые - составом БФ(1:1).

- разработана математическая модель газодинамических процессов с учётом неоднородности газовоздушной среды и порождаемых ею сил плавучести, позволяющая выявлять особенности, присущие диффузионно-фильтрационному течению в выработанных пространствах крутых пластов;

- разработана математическая модель тепломассопереноса в обрушенном массиве в окрестности очага эндогенного пожара на основе двухтемпе-ратурного подхода, учитывающего теплообмен газовой фазы с пористым породным скелетом;

- на основе подходов Патанкара построены эффективные численные алгоритмы и методики расчёта тепломассопереноса в выработанном пространстве;

- установлены особенности влияния неоднородности газовоздушной среды в выработанном пространстве крутых пластов, порождаемой метано-выделением, на структуру течения, распределение фильтрационных потоков, величину утечек, расположение и размеры потенциально взрывоопасных областей;

10

- разработан моделирующий алгоритм для выбора параметров активного управления газодинамикой выработанного пространства с использованием пенных завес, азотоподающих и дегазационных скважин;

- впервые предложен газодинамический подход для расчёта ударно-волновых процессов в горных выработках и разработана методика численного решения, учитывающая пространственную топологию сети горных выработок.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработке методов активного воздействия на взрывоопасные области и очаги горения в подготовительных выработках и выработанных пространствах (А. с. 863881, 1245714, 1270366, 1317157, 1573204, 1701937);

- в создании методики расчёта параметров воздушных ударных волн при взрывах метана в угольных шахтах.

Результаты выполненных исследований позволяют:

- избирательно подходить к выбору хлад она 114В2, бромистого этила, составов; БФ-2 и БФ(1:1) при ликвидации аварии в зависимости от газовой ситуации в выработке;

- определять параметры транспортирования паров галоидоуглеводоро-дов в воздушном потоке вентиляционного трубопровода в зависимости от их концентрации, температуры пожарных газов и угла наклона выработки к горизонту

- применять разработанные математические модели для прогноза газодинамических ситуаций в выработанных пространствах крутых пластов с учётом природных и технологических факторов;

- рассчитывать величину утечек в выработанное пространство щитового участка в зависимости от свойств вмещающих пород, интенсивности метано-выделения, вентиляционных характеристик участка и глубины отработки по аппроксимационной формуле, полученной на основе обобщения результатов численных экспериментов;

- определять размеры и расположение потенциально взрывоопасных областей в выработанном пространстве щитового участка и воздействовать на них газодинамическими методами;

11

- разрабатывать алгоритмы управления газодинамической ситуацией в выработанном пространстве в зависимости от природных и технологических факторов с учётом возмущающего воздействия очага эндогенного пожара;

- рассчитывать газодинамические параметры ударных волн, распространяющихся по горным выработкам, и определять места безопасного размещения людей и оборудования, задействованных в ходе ликвидации аварии;

- повысить эффективность и безопасность ведения горноспасательных работ за счёт активного воздействия на потенциально взрывоопасные области и очаги горения, значительно сократить трудоёмкость, длительность и, в конечном счёте, сумму экономического ущерба от аварий.

Реализация работ в промышленности. Результаты исследований вошли во «Временное руководство по применению хладонов и их смесей при ведении горноспасательных работ на шахтах Кузбасса» (1984 г.), «Руководство по тушению пожаров в тупиковых выработках» (1985 г.), «Руководство по тушению пожаров в тупиковых подготовительных выработках хладоно-выми составами на шахтах Кузбасса и Карагандинского бассейна» (1987 г.), «Руководство по применению инертных газов при ликвидации пожаров в шахтах» (1989 г.). Перечисленные документы используются при обучении личного состава ВГСЧ и во время ликвидации аварий на угольных шахтах страны.

Результаты работы использованы при разработке конструкторской документации на производство устройства подачи хладона в вентилятор (УПХВ), которое применяется горноспасателями Кузбасса в аварийных условиях с 1981 г.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные её части докладывались и обсуждались на заседаниях Учёного совета РосНИ-ИГД, на технических советах ПО «Прокопьевскуголь» и штаба ВГСЧ Кузбасса, на I Всесоюзной научно-практической конференции «Предупреждение и тушение подземных пожаров» (г. Донецк, 1978 г.), на I Всесоюзном симпозиуме по макроскопической кинетике и химической газодинамике (г. Алма-Ата, 1984 г.), на Всесоюзных совещаниях по управлению вентиляцией и газодинамическим явлениям в шахтах (г. Новосибирск, 1981, 1984, 1987, 1991 гг.), на Всесоюзной конференции по современным способам борьбы с под

12 земными пожарами и ведения горноспасательных работ на горнорудных предприятиях (г. Свердловск, 1984 г.), на XXIV Международной конференции научно-исследовательских институтов по безопасности работ в горной промышленности (г. Донецк, 1991 г.), на Международной научно-практической конференции «Наукоёмкие технологии угледобычи и углепереработки» (г. Кемерово, 1998 г.), на II Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (г. Кемерово, 1998 г.), на Всероссийской научной конференции «Байкальские чтения по математическому моделированию процессов в синергетических системах» (г. Улан-Удэ - г. Томск, 1999 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 26 печатных работах, из которых 2 монографии, 1 брошюра, 4 нормативных документа и 9 изобретений.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения, изложенных на 269 страницах машинописного текста включая 103 рисунка, 15 таблиц, список литературы из 209 наименований. Общий объём 294 страницы.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Палеев, Дмитрий Юрьевич

Выводы

В данной главе рассмотрен газодинамический подход для расчёта распространения ударных воздушных волн по горным выработкам угольной шахты, позволяющий анализировать динамическую ситуацию в различных точках горных выработок и определять зоны, которые безопасны для пребывания людей и размещения горноспасательного оборудования. По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

1. Современная угольная шахта представляет собой сложную разветвлённую сеть горных выработок большой протяжённости. Взрыв в одной из таких выработок всегда приводит к формированию серии воздушных ударных волн, которые распространяются по горным выработкам, претерпевают многократные отражения в местах поворотов при изменении направления своего движения и сложным образом взаимодействуют друг с другом.

2. Предложен газодинамический подход для расчёта ударно-волновых процессов в разветвлённой сети горных выработок любой сложности. Он основан на решении системы нестационарных уравнений газовой динамики, где в правых частях учитываются процессы силового и теплового взаимодействия газового потока со стенками выработок.

265

3. Разработана методика численного решения системы газодинамических уравнений, в основу которой положен метод С.К. Годунова, использующий решение задачи о распаде произвольного разрыва в параметрах газа для определения потоков массы, импульса и энергии на границах расчётных ячеек.

4. Используемая двумерная ячейка при расчёте параметров течения в местах сопряжения горных выработок в большинстве случаев даёт удовлетворительное совпадение с экспериментальными коэффициентами затекания, рекомендуемыми в методике [2].

5. Газодинамический подход к расчёту распространения ударных волн по горным выработкам показал близкие с официально используемой методикой [2] результаты. Однако были выявлены ситуации, в которых наблюдались большие отклонения. Отклонения вызваны тем, что в методике [2] не учитывается:

- возможный одновременный приход ударных волн в места сопряжения выработок;

- взаимодействие ударных волн друг с другом;

- наличие тупиковых выработок, из которых выходит отражённая ударная волна и способная догнать головную ударную волну;

- наличие волн разрежения.

6. Давление в горных выработках может усиливаться как по ходу распространения ударной волны, так и с течением времени в отдельных точках горных выработок. Зоны безопасного нахождения людей могут находиться в самых неожиданных местах, определяемых условиями взрыва и пространственной топологией горных выработок.

7. Рассмотрен вопрос о прохождении пламени и ударной волны по горным выработкам с учётом локальных скоплений метана по пути перемещения. Результаты расчётов показали, что при воспламенении зон локального скопления метана происходят резкое усиление ударной волны, формирование двухволновой структуры распределения давления, распространяющейся в противоположные стороны, и смещение зоны загазованности за счёт движения газа.

266

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Предложен принципиально новый дистанционный способ тушения пожаров и предотвращения взрывов в подготовительных выработках и устройство для его осуществления (A.c. 863881, 964185, 1059210, 1245714, 1270366, 1361350). Способ позволяет с безопасного расстояния быстро подавлять пламенное горение в очаге пожара и флегматизировать атмосферу подготовительной выработки без изменения концентрации кислорода, что обеспечивает безопасность ведения горноспасательных работ.

2. Разработана математическая модель транспортирования паров галои-доуглеводородов в воздушном потоке негерметичного вентиляционного трубопровода, позволяющая рассчитывать его аэродинамическую характеристику и исследовать режим работы вентилятора в зависимости от концентрации транспортируемых паров и угла наклона выработки к горизонту. Расчёты показали, что введение галоидоуглеводородов в вентиляционный трубопровод увеличивает его аэродинамическое сопротивление и повышает депрессию вентилятора, причём при горизонтальном расположении трубопровода снижается расход на его конце при неизменной производительности вентилятора, при положительных углах наклона производительность вентилятора и расход на конце трубопровода уменьшаются, при отрицательных - увеличиваются.

3. Разработана математическая модель, описывающая транспортирование паров галоидоуглеводородов в условиях прогрева трубопровода пожарными газами, численное решение которой показало, что прогрев трубопровода даже без введения в него галоидоуглеводородов приводит к увеличению его аэродинамического сопротивления, снижению производительности вентилятора и увеличению его депрессии.

4. Установлены минимальные флегматизирующие концентрации для метановоздушных сред: хладона 114В2 - 1,1 %, бромистого этила - 3,8 %, составов БФ-2 - 2,9 % и БФ(1:1) - 2,0 % и для метановоздушных сред при содержании водорода 1, 2 и 3 %, которые являются выше огнегасительных при объёмном пожаротушении. В частности, при содержании водорода 3 %

267 минимальные флегматизирующие концентрации хлад она 114В2 - 3,3 %, бромистого этила - 6,2 %, составов БФ-2 - 6,3 %, БФ(1:1) - 4,6 %. Бедные смеси рекомендуется флегматизировать хладоном 114В2, богатые - составом БФ(1:1).

5. Разработана двумерная математическая модель газодинамических процессов, протекающих в выработанных пространствах крутых пластов с углом падения более 55°, построенная на двучленном законе фильтрации газа в обрушенном массиве и учитывающая неоднородность поля плотности газа, вызываемую наличием градиентов концентраций и температур. Силы плавучести, возникающие за счёт неоднородности поля плотности, сопоставимы по вкладу с силами сопротивления и градиентом давления.

6. Разработана двухтемпературная математическая модель тепломассо-переноса в окрестности очага эндогенного пожара в обрушенном массиве, позволяющая учитывать теплообмен подвижной газовой фазы с породным скелетом и рассчитывать поля скоростей фильтрации, плотности смеси газов, давления, концентраций и температур твёрдой и газовой фазы.

7. На основе метода контрольного объёма Патанкара разработана эффективная методика расчёта тепломассопереноса в выработанных пространствах, обеспечивающая получение стационарного решения методом установления с дефектом массы менее 0,005 %. Проверка адекватности математической модели показала удовлетворительное совпадение расчётных и экспериментальных величин с относительной погрешностью, не превышающей 25 %. Тестирование математической модели и методики расчёта дало совпадение численных результатов с аналитическим решением с погрешностью 3,8 % на сетках 15Ф15 и 1,4 % на сетках 40Ф40.

8. Численное моделирование газодинамических процессов в выработанном пространстве крутого пласта показало:

- метановыделение как фактор, порождающий неоднородность газовоздушной среды, существенно влияет на структуру течения. Устранение перепада давления по столбу и уравнивание давления на действующем участке с давлением на дневной поверхности не обеспечивают полного прекращения утечек в выработанное пространство, вследствие наличия естественной тяги;

- величина утечек зависит от интенсивности метановыделения и влияние этого фактора, увеличивающего утечки, тем значительнее, чем меньше пере

268 пад давления по столбу hCT. При hCT > 100 Па расчёт утечек может производиться без учёта метановыделения, при 50 < /гст < 100 Па неучёт метановыде-ления приводит к занижению значения утечек на 10-25 %, при /гсх< 50 Па неучёт этого фактора ведёт к грубым ошибкам в определении величины утечек;

- в условиях устойчивых вмещающих пород при интенсивности метановыделения qx < 5-10 кг/мЗ-с рост перепада давления по столбу hCT ведёт к сокращению размеров потенциально взрывоопасных областей. В условиях среднеустойчивых и неустойчивых вмещающих пород зависимость размеров взрывоопасных областей от параметра hCT имеет немонотонный характер. Доля площади выработанного пространства хъ приходящаяся на потенциально взрывоопасные области, не превышает 0,1, если отношении утечек в выработанное пространство к дебиту метана в зоне интенсивного дробления менее 5-10"3, при изменении в интервале от 2,5-10"2 до 4,3-10"3/2 > 0,5.

9. Предложен принцип управления газодинамическими процессами при локализации очагов эндогенных пожаров - формирование в выработанном пространстве потоков газов с регулируемыми параметрами (A.c. 1317157, 1573204, 1701937). Реализация этого принципа позволяет активно воздействовать на взрывоопасные области и очаги горения и позволяет: а) перемещать очаг в необходимом направлении; б) фиксировать его в определённой точке; в) поддерживать необходимую интенсивность горения или снижать её.

10. Моделирование активного воздействия на взрывоопасные области и очаги горения в выработанном пространстве показало, что

-наличие пенной завесы приводит к повышению давления в области, расположенной между нею и рабочим щитом при нагнетательном способе проветривания. При расстояниях между рабочим щитом и пенной завесой, меньших её максимального размера, наличие пенной завесы сокращает утечки в выработанное пространство более чем на 30%;

-перераспределяя фильтрационный поток, пенная завеса увеличивает интенсивность проветривания отдельных частей выработанного пространства, поэтому рекомендуется осуществлять применение пенных завес в сочетании с газоотсасывающими скважинами, блокирующими нежелательные потоки утечек;

-используя фильтрационный поток в качестве несущей фазы, можно транспортировать инертный газ в требуемую область выработанного про

269 странства, обеспечивая нужное направление потока при помощи пенных завес и газоотсасывающих скважин. Этот способ рекомендуется для тех случаев, когда отсутствует возможность пробурить скважину непосредственно в область, подлежащую инертизации;

- совместное применение азотоподающей и газоотсасывающей скважины, используемой для блокирования проветривания области, подлежащей инертизации, сокращает вынос из неё инертного газа, что позволяет увеличить объём инертизируемой области;

- воздействие эндогенного пожара на фильтрационное течение является локальным и в наибольшей степени проявляется в области, расположенной в плоскости падения пласта над очагом пожара. При температуре очага Тс < 750 К его наличие практически не влияет на величину утечек из гидромониторной камеры, так как при расстояниях между нею и очагом больших 30 м увеличение утечек, вызываемое его наличием, не превышает 5 %.

11. Предложен газодинамический подход и методика расчёта ударно-волновых процессов, позволяющие рассчитывать распространение, отражение и взаимодействие ударных волн и волн разрежения в разветвлённой сети горных выработок любой сложности.

12. Рассмотрен вопрос о прохождении пламени и ударной волны по горным выработкам с учётом локальных скоплений метана по пути перемещения. Расчёты показали, что при воспламенении зон локального скопления метана происходят резкое усиление ударной волны, формирование двухволно-вой структуры распределения давления, распространяющейся в противоположные стороны, и смещение зоны загазованности за счёт движения газа.

13. Внедрение в частях ВГСЧ предложенных способов, средств, научных рекомендаций, методики расчёта параметров ударных волн и нормативных документов по активному воздействию на взрывоопасные области и очаги горения в выработках и выработанных пространствах позволяет предупреждать взрывы, обеспечивать охрану труда горноспасателей в зоне ведения аварийных работ и имеет важное социальное и народнохозяйственное значение.

270

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Палеев, Дмитрий Юрьевич, 2000 год

1. Соболев Г.Г. Горноспасательное дело. 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1979.-432 с.

2. Устав военизированной горноспасательной части (ВГСЧ) по организации и ведению горноспасательных работ на предприятиях угольной и сланцевой промышленности. М., 1997. - 201 с.

3. Орлов Н.В., Судиловский М.Н. Пособие по горноспасательному делу. -М.: Недра, 1976.-221 с.

4. Скочинский A.A., Огиевский В.М. Рудничные пожары. М.: Углетехиз-дат, 1954.-387 с.

5. О выборе технических средств тушения пожаров в зависимости от степени их развития/ Н.Д. Зрелый, Н.Т. Москаленко, А.П. Юрьев, И.Д. Продан// Тактические приёмы ведения горноспасательных работ и техническое оснащение ВГСЧ,- Донецк, 1982.- С. 20-28.

6. Козлюк А.И. Исследование термодинамических процессов при развитии и тушении подземных пожаров и разработка системы противопожарной защиты угольных шахт: Автореф. Дис. докт. техн. наук.- Донецк, 1975.

7. Мухин В.Е. Интенсивность горения и стадии подземного пожара// Совершенствование техники безопасности на шахтах.- М.: Недра, 1966,- С. 95107.

8. Осипов С.Н., Жадан В.М. Вентиляция шахт при подземных пожарах.-М.: Недра, 1973.- 152 с.

9. Устинов A.M., Орлов Н.В., Колякин Г.В. Замыкание конвективных потоков в тупиковой выработке. Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Научн.-техн. реф. сб./ ЦНИЭИуголь.- 1975.- № 5.- С. 26-27.

10. Устинов A.M., Колякин Г.В., Журба JT.A. Частные случаи конвекции в тупиковых выработках// Горноспасательное дело Донецк, 1976. Вып. 12. -С. 71-74.

11. Определение интенсивности проветривания выработок за счёт изотермической конвекции /В.Н. Подпальный, В.И. Гудков, И.А. Пономарёв и др// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Научн.-техн. реф. сб./ ЦНИЭИуголь.- 1971.- № 3.271

12. Изотермическая конвекция в горных выработках / В.Н. Подпальный, JI.A. Журба, В.И. Гудков и др.// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Научн.-техн. реф. сб./ ЦНИЭИуголь.- 1968.- № 11-12.

13. Маевская В.М., Рапоцевич А.П. Замер малых скоростей воздуха в горных выработках// Вопросы безопасности в угольных шахтах:Труды ВостНИИ. Т.8.- М.: Недра, 1967.- С. 187-193.

14. Орлов Н.В., Чеховских A.M., Устинов A.M. Нейтрализация взрывоопасных газов при пожаре в тупиковой метанообильной выработке// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Научн.-техн. реф. сб./ЦНИЭИуголь,- 1977.-№8,-С. 18-21

15. Осипов С.Н. Борьба со взрывами газа в горных выработках.- М.: Недра, 1972.-160 с.

16. Детонационное горение метана в тупиковых выработках шахт/ A.M. Чеховских, В.И. Гудков, П.Н. Шадрин и др.// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Научн.-техн. реф. сб./ ЦНИЭИуголь.-1968.-№ 11-12.

17. Балтайтис В.Я. Тушение пожаров на угольных шахтах.- М.: Недра, 1977.248 с.

18. Предупреждение прорыва глины в горные выработки/ Широков А.П., Кулаков Ю.Н., Синельников Л.М., Башев И.Ф., Дьяченко Н.З.- М.: Недра, 1972.- 84 с.

19. Мясников A.A., Рябченко A.C., Садчиков В.А. Управление газовыделением при отработке угольных пластов. М.: Недра, 1987.- 216 е., ил.

20. Шевченко JT.A. Управление метановыделением при разработке мощных угольных пластов Кузбасса. Кемерово: Кн. изд-во, 1988. - 160 с.

21. Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Медведев И.И. Рудничная аэрология.- М.: Недра, 1978,- 440 с.

22. Веселовский B.C., Виноградова Л.П., Орлеанская Г.Л., Терпогосова Е.А. Проблемы борьбы с рудничными пожарами от самовозгорания углей и руд// Проблемы современной рудничной аэрологии.- М.: Недра, АН СССР, 1974.- С. 216-220.

23. Игишев В.Г. Борьба с самовозгоранием угля в шахтах.- М.: Недра, 1987.176 с.272

24. Линденау Н.И., Маевская В.М., Крылов В.Ф. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах.- М.: Недра, 1977.-320 с.

25. Мясников A.A., Маевская В.М., Белавенцев Л.П. и др. Аэродинамический режим выработанных пространств при разработке угольных пластов длинными столбами по простиранию.- М.: ЦНИЭИуголь, 1972,- 17 с.

26. Маевская В.М. Определение влияния оптимальных утечек воздуха на процесс самовозгорания угля при щитовой системе разработки// Научные сообщения ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности.-Кемерово, 1961.- №2,- С. 54-62.

27. Бонецкий В.А., Богатырёв В.Д., Садохин В.П. Оценка фильтрационных прососов воздуха при выборе схем проветривания// Вентиляция шахт и предупреждение эндогенных пожаров.- Кемерово: ВостНИИ, 1975.т. 26,- С. 39-47.

28. Александров В.А., Крикунов Г.Н. и др. Влияние депрессии шахты на возникновение эндогенных пожаров// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело.- М.: ЦНИЭИуголь, 1974,- № 2.- С. 9, 10.

29. Захаров А.Б., Быкова З.С., Эйнер Ф.Ф. Применение средств вентиляции для борьбы с подземными пожарами в шахтах Кузбасса// Горноспасательное дело.- Донецк, 1971. Вып. 4.- С. 27-29.

30. Пучков Л.А. Аэродинамика подземных выработанных пространств,- М.: Изд-во Московского госуд. горного университета, 1993,- 267 с.

31. Клебанов Ф.С. Аэродинамическое управление газовым режимом в шахтных вентиляционных сетях.-М.: Наука, 1974.- 136 с.

32. Милетич А.Ф. Утечки воздуха и их расчёт при проветривании шахт.- М.: Недра, 1968,- 148с.

33. Мясников A.A., Масляев А.Е. Определение пожароопасных депрессий щитовых забоев// Труды ВостНИИ по безопасности работ в горной промышленности.- Кемерово, 1971.-№ 15.-С. 103-121.

34. Мясников A.A., Павлов А.Ф., Бонецкий В.А. Повышение эффективности и безопасности горных работ.- М.: Недра, 1979.- 216 с.

35. Маевская В.М., Белавенцев Л.П., Рапоцевич А.П. О допустимой депрессии щитовых выемочных участков// Уголь.- 1968.- № 10.- С. 57-59.273

36. Ушаков К.З. Графоаналитический метод исследования движения воздуха в выработанном пространстве// Изв. вузов. Горный журнал.- 1967.- № 1.-С. 61-65.

37. Маевская В.М., Белавенцев Л.П., Рапоцевич А.П. Аэродинамический режим при щитовой системе разработки// Вопросы безопасности в угольных шахтах.- М.: Недра, 1969.Т. 11.- С. 162-173.

38. Маевская В.М., Рапоцевич А.П., Белавенцев Л.П., Парахин П.А. Влияние режима проветривания щитовых выемочных участков на их пожароопас-ность// Вопросы безопасности в угольных шахтах.- М.: Недра, 1969. Т. 11,-С. 147-162.

39. Вылегжанин Вл. Н. Шахтные исследования скоростей фильтрации и коэффициентов затухания газовых концентрационных волн// ФТПРПИ-1987,- № 1.- С. 99-101.

40. Мащенко И.Д., Стекольщиков Г.Г., Богатырёв В.Д., Воронкова H.H. Фильтрационные потоки воздуха при отработке крутых пластов// Эффективные способы управления газовыделением в угольных шахтах.- Кемерово: ВостНИИ, 1981.-С. 117-127.

41. Мясников A.A., Рябченко A.C., Садчиков В.А. Управление газовыделением при разработке угольных пластов.- М.: Недра, 1987.- 216 с.

42. Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика.- М.: Недра, 1972.- 274 с.

43. Мясников A.A., Садохин В.П., Жирнова Т.С. Применение ЭВМ для решения задач управления метановыделением в шахтах.- М.: Недра, 1977.248 с.274

44. Абрамов Ф.А., Фельдман Л.П., Святный В.А. Моделирование динамических процессов рудничной аэрологии,- Киев.: Наукова думка, 1981.283 с.

45. Мащенко И.Д., Богатырев В.Д. К вопросу математического моделирования процессов переноса примесей в выработанном пространстве// Проблемы аэродинамики угольных шахт.- Кемерово, 1984,- С. 61-66.

46. Умнов А.Е., Голик A.C., Палеев Д.Ю., Шевцов Н.Р. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях.- М.: Недра, 1990.- 286 с

47. Голик A.C., Палеев Д.Ю., Кунавина H.A. Распределение фильтрационных потоков воздуха в выработанном пространстве.- Прокопьевск, 1986.- 20 с. (Рукопись деп. ЦНИЭИуголь 20.02.86, № 3629-уп).

48. Маевская В.М., Поликаров А.Г., Щур Л.Н., Косарь Л.Ф. Принципы моделирования метановоздушной смеси в выработанном пространстве// Спо275собы и средства предупреждения самовозгорания угля в шахтах.- Кемерово: ВостНИИ, 1988.- С. 81-87.

49. Фельдман Л.П. Исследование нестационарного движения газовой смеси в выработанном пространстве участка численными методами// Разработка месторождений полезных ископаемых.- Киев: Техника, 1974. Вып. 36.- С. 137-143.

50. Фельдман Л.П., Лапко В.В. Оптимальное управление проветриванием выемочных участков// Изв. вузов. Горный журнал.- 1973.- № 1.- С. 123128.

51. Фельдман Л.П. Исследование движения и диффузии газовых смесей в выработанных пространствах участков угольных шахт численными методами // Изв. вузов. Горный журнал.- 1977.- № 2.- С. 74-81.

52. Брабандер О.П., Палеев Д.Ю. Математическое моделирование фильтрационного течения смеси газов в выработанном пространстве с учётом сил плавучести.- Вост. отделение ВНИИГД. Прокопьевск, 1990.- 14 с. (Рукопись деп. ЦНИЭИуголь, 26.12.90, № 5224-уп).

53. Пучков Л.А., Каледина Н.О. Влияние режима проветривания на распределение метана в выработанном пространстве// Изв. вузов. Горный журнал.- 1980.-№ Ю.-С. 46-49.

54. Бусыгин К.К., Попов И.Н., Зинченко И.Н. Закономерности изменения концентрации метана в выработанном пространстве вблизи очистной выработки// Вентиляция шахт и рудников.-Л.: ЛГИ, 1978. Вып. 5.- С. 42-47.

55. Фрейдман С.Л. О концентрации метана в выработанном пространстве участка (первоначальная оценка экспериментальных результатов)// ФТПРПИ.- 1984,- № 7.- С. 54-58.

56. Устройство «Вихрь» для локализации и тушения подземных пожаров порошком// A.A. Король, Н.В. Орлов, И.Д. Половинко и др.// Предупреждение и тушение подземных пожаров: Тезисы докл. первой науч.-произв. конф. I секция.- Донецк, 1978.- С. 81-82.

57. Ивченко А.И., Король A.A., Зильберт М.И. Определение параметров дистанционного тушения подземных пожаров тонкодисперсными порошками// Современные методы и средства противоаварийной защиты шахт.-Донецк, 1983.- С. 64-68.276

58. Козлюк А.И. Водоснабжение угольных шахт для борьбы с пожарами и пылью.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Недра, 1979.- 287 с.

59. Худосовцев Н.М., Козлюк А.И., Чарков В.П., Яремчук М.А. Современные средства пожарной защиты угольных шахт: Обзор/ ЦНИЭИуголь.- М., 1982.- 42 с.

60. Гладков Ю.А. Аппараты, приборы и оборудование горноспасательной службы: Каталог/ ЦНИЭИуголь.- М.,1981.-142 с.

61. Правила безопасности в угольных шахтах.- Самара: Самар. Дом печати, 1995,- 242 с.

62. Соболев Г.Г. Инертные газы надёжное средство предупреждения взрывов при подземных пожарах// Уголь.- 1976.- № 3. С. 65-70.

63. Сухаревский В.М. Изоляция подземных пожаров с применением инертных газов.- М.: Углетехиздат, 1954.- 101 с.

64. Применение инертных газов для сокращения времени изоляции пожарных участков// А.И. Козлюк, М.А. Яремчук, A.A. Клейнер, Э.А. Попов// Уголь.- 1982.-№3.- С. 37-39.

65. Розловский А.И. Основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами.- М.: Химия, 1980.- 376 с.

66. Осипов С.Н., Файнвейц Л.М., Гасюкевич В.К. Нейтрализация взрывчатых свойств метановоздушных смесей некоторыми фреонами// Безопасность труда в промышленности.- 1968.- № 7.- С. 31-33.

67. Баратов А.Н. Обзор исследований по химическому ингибированию пламён// Проблемы горения и тушения/ ВНИИПО.- М., 1968. С. 23.

68. Семёнов H.H. Цепные реакции.- М.: Госкомхимиздат, 1934,- 110 с.

69. Баратов А.Н. Химическое ингибирование пламени// Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1967. Т.12 (3).- С. 273.

70. Баратов А.Н., Карагулов Ф.А., Макеев В.И. Исследования в области ин-гибирования пламён Н2-02-№ смесей галоидоуглеводородов// Физика горения и взрыва.- 1970.- № 1.

71. Предотвращение взрывов и тушение пожаров газо- и парообразными добавками/ Сост. В.Ф. Заказнов, JI.A. Куршева: Обзорная информация.- М., 1982,- 44 с.277

72. Кучер В.М. О химическом и теплофизическом действии галоидоуглеводородов на концентрационные пределы распространения пламени углеводородов// Проблемы горения и тушения/ ВНИИПО.- М., 1968. С. 44.

73. Защита озонового слоя. Halons: L'ONV protege l'ozone. Darnel R. //Face riscue.- 1988,- № 241,- P. 65, 67, 69, 71-72.

74. Охрана окружающей среды и хладоны. Integrity testing for halón. Whiteley R.A.//Fire Surv.- 1989.- № 5.- С. 17-20.

75. Баратов А.Н., Иванов E.H. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности,- М.: Химия, 1979.- 368 с.

76. Распределение паров хладона 114В2 при подаче его в помещение большой высоты/ Н.Б. Арбузов, А.К. Купчиков, В.М. Николаев, A.B. Шариков// Пожаротушение /ВНИИПО.- М., 1985.- С. 113-118.

77. Бесчастнов М.В., Соколов В.М. Предупреждение аварий в химических производствах.- М.: Химия, 1979.- 390 с.

78. Веселов А.И., Мешман JIM. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтеперерабатывающей промышленности.-М.: Химия, 1975.-278 с.

79. Лучше фреон/ А. Баратов, М. Голгер, Н. Полознов, В. Кулаков// Пожарное дело.- 1975.- № 1,- С. 21-22.

80. Баратов А., Тесленко Г., Макеев В. Новый огнетушащий состав// Пожарное дело,- 1973.-№ 11.-С. 24-25.

81. Кошмаров Ю.А., Мышак Ю.А. Новый комбинированный состав для поверхностного тушения// Противопожарная защита объектов народного хозяйства,- М., 1979.- С. 89-95.

82. Кулаков В.Г., Полознов Н.М., Цуприк В.П. Тушение пожаров в герметичном объёме азотно-хладоновым составом// Пожарная техника и тушение пожаров/ВНИИПО,-М., 1981.-С. 134-140.

83. Кучер В.М., Цыган P.M. Огнегасительные составы на основе галоидоуглеводородов: инф. материал/ ЦНИИПО.- М., 1968. 22 с.

84. Матвеева Г.И. Огнетушащие составы на основе галоидоуглеводородов: обзор патентов/ ВНИИПО.- М., 1976,- 32 с.

85. Матвеева Г.И. Применение микрокапсулированных продуктов в пожаротушении и огнезащите: экспресс-информация/ ВНИИПО.- М., 1978.- 5 с.278

86. Мышак Ю.А., Баратов А.Н. Комбинированные огнетушащие составы// Средства и способы пожаротушения: сборник научных трудов/ ВНИИ-ПО.-М, 1981.-С. 60-64.

87. ГОСТ 15899-79. Хладон 114В2. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1979.- 6 с.

88. Доровский А .Я., Зенин В. Д. О возможности тушения метана в горных выработках огнегасительными составами на основе бромистого этила// Сборник статей по горноспасательному делу — Кемерово: Кн. изд-во, 1965. Вып. 4,- С. 15-20.

89. Белопол А.Н. Тушение горящего метана в шахтах галоидированными углеводородами// Уголь.- 1957.- № 2.- С. 58-61.

90. Белопол А.Н., Дмитрюк Н.Ф. Борьба с подземными пожарами в сложных горногеологических и горнотехнических условиях угольных шахт/ ЦНИЭИуголь.- М., 1974,- 60 е.- (Техника безопасности и горноспасательное дело).

91. Голик A.C., Баринов Г.П. Фреоновый огнетушитель ОГСФ-5// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Науч. техн. реф. сб./ ЦНИЭИуголь.- 1977.- № 7.

92. Голик A.C., Лагутин В. И. Применение фреона для тушения пожаров в шахте// Колыма,- 1978.- № 10.- С. 22-24.

93. Зенин В.Д., Сурначёв Б.А. Огнетушитель одноразового действия ООД-2 для тушения горящего метана в забоях подготовительных выработок// Борьба с авариями в шахтах.- Кемерово: Кн. изд-во, 1972.- С. 10-16.

94. Зенин В.Д., Лагутин В.И., Кухаренко Л.В. Тушение пожара одноразовыми огнетушителями// Безопасность труда в промышленности.- 1972,- № 8.-С. 17-18.

95. Куприс И.С. Мощная противопожарная установка МПУ-1// Борьба с авариями в шахтах.- Кемерово: Кн. изд-во, 1970. Вып. 2,- С. 110-113.

96. Голик A.C., Баринов Г.П., Палеев Д.Ю. Установка генерирования огнега-сительной фреоновой аэрозоли// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Науч. техн. реф. сб./ ЦНИЭИуголь.- 1981.- № 1.-С. 13-14.

97. Голик A.C., Лагутин В.И., Палеев Д.Ю. Флегматизация взрывов газа при локализации и тушении эндогенных пожаров галоидированными углеводородами// Локализация и тушение подземных пожаров. Кемерово: Кн. изд-во, 1983. № 10.-С. 13-14.

98. Extinqushing methods of mine roadway fires. Matsuura S., Komai Т., Yotsu-moto Y., Kunitani I., Isei Т., Akiyosi M., Suzuki Т., Kinoshita M., Uchida S., Tashiro J.// Cauko to xoan, Mining and Safaty.- 1981.- 21.- № 7,- 337-346.

99. Greitz E.G. J. Res. Nat. Bureau Standarts, 1970.74A. 521.

100. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы.- Л.: Химия, 1969.428 с.

101. Палеев Д.Ю., Патрушева С.Л. Расчёт испарения отдельной капли галоидоуглеводорода.- Вост. отделение ВНИИГД. Прокопьевск, 1986,- 9 с. (Рукопись деп. ЦНИЭИуголь, 07.01.86, № 3574-уп).

102. Витман Л.А., Кацнельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкости форсунками." М.;Л.: Госэнергоиздат, 1962.- 264 с.

103. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах/ Ф.М. Гельфанд, В.П. Журавлёв, А.П. Поелуев, Л.И. Рыжих.- М.: Недра, 1975.- 288 с.

104. Томановская В.Ф., Колотова Б.Е. Фреоны. Свойства и применение.- Л.: Химия, 1970.- 182 с.

105. Палеев Д.Ю. Дистанционный способ тушения пожаров и предотвращения взрывов в метанообильных тупиковых выработках угольных шахт: Дис. к.т.н./ КузПИ.- Кемерово, 1987.

106. A.c. № 863881 СССР, МКИ Е21 F 5/00. Способ тушения пожара в горной выработке/ Голик A.C., Лагутин В.И., Глазков П.С., Палеев Д.Ю. (СССР); ВО ВНИИГД,- № 2649985/22-03; Заявл. 31.07.78; Опубл. 15.09.81; Бюл. № 34.- 3 с.-: ил. 3.

107. A.c. № 1245714 СССР, МКИ Е21 F 5/00. Способ предотвращения взрыва газовоздушной смеси/ Голик A.C., Баринов Г.П., Палеев Д.Ю., Чуриков Ю.В. (СССР); ВО ВНИИГД,- № 2548100/22-03; Заявл. 25.11.77; Опубл. 23.07.86; Бюл. № 27,- 2 с.-: ил. 1.

108. A.c. № 1059210 СССР, МКИ Е21 F 5/00. Устройство для подачи ингибитора в очаг пожара/ Чуприков А.Е., Мещеряков Б.Г., Скляров A.A., Ги280лёвГ.Н, Палеев Д.Ю. (СССР); ВО ВНИИГД.- № 3395765/22-03; Заявл. 11.02.82; Опубл. 07.12.83; Бюл. № 45,- 3 с.-: ил. 3.

109. A.c. № 1361350 СССР, МКИ Е21 F 5/04. Устройство для подачи ингибитора в очаг пожара/ Чуприков А.Е., Палеев Д.Ю., Голубев В.М. (СССР); ВО ВНИИГД.- № 4017948/22-03; Заявл. 04.02.86; Опубл. 23.12.87; Бюл. № 47.- 4 с.-: ил. 3.

110. A.c. № 964185 СССР, МКИ Е21 F 5/00. Устройство для подачи ингибитора в очаг пожара/ Чуприков А.Е., Голик A.C., Палеев Д.Ю., Торгашин И.Н. (СССР); ВО ВНИИГД,- № 2928717/22-03; Заявл. 23.05.80; Опубл. 07.1082; Бюл. № 37.- 3 с.-: ил. 2.

111. Глузберг Е.И. Теоретические основы прогноза и профилактики шахтных эндогенных пожаров.- М.: Недра, 1986.-161 с.

112. Глузберг Е.И., Гращенков Н.Ф., Шалаев B.C. Комплексная профилактика газовой и пожарной опасности.- М.: Недра, 1988.- 181 с.

113. Маевская В.М., Белавенцев Л.П. Исследование теплового баланса процесса самовозгорания углей // Изв. вузов. Горный журнал.- 1967.- № 7,-С. 54-58.

114. Игишев В.Г., Гуттер A.A., Игишева A.A. К вопросу борьбы с самовозгоранием угля на больших глубинах// ФТПРПИ,- 1985.-№3.-С.91-95.281

115. Голик Г.А., Голик A.C., Афанасьев Ф.А. Ингибирование гетерогенного процесса окисления природных углей// Химия твёрдого топлива.- 1987.-№ 4,- С. 64-70.

116. Осипов С.Н. Применение инертных газов при ликвидации подземных пожаров.- Киев: Техника, 1972.- 170 с.

117. Медяник C.B., Маевская В.М., Кравченко М.П., Каргин К.В. Оценка экономического ущерба от эндогенных пожаров// Экономика и управление промышленностью.- 1979.- № 6.- С. 8-11.

118. Лагутин В.И., Игишев В.Г. Основы локализации эндогенных пожаров в действующих выемочных полях// Локализация и тушение подземных пожаров.- Кемерово, 1989. Вып. 11.- С.3-8.

119. Бот В, Мюллер Р. Тушение подземных пожаров с применением азота в каменноугольной промышленности ФРГ // Глюкауф,- 1979.- № 19.- С. 1116.

120. Осипов С.Н., Белик И.П., Горб В.Ю., Греков С.П., Юраков С.И. Опыт изоляции эндогенного пожара на шахте Феликса Кона с применением азота//Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: реф. сборник /ЦНИЭИу го л ь. 1968.- № 3.- С. 47-50.

121. Романчук А.Л. Анализ ликвидации аварии на шахте „Нижне-Кранская" в 1965 году// Поглощение инертных газов в горных выработках.-Тула; Донецк, 1969.- С. 132-137.

122. Bacharach J.P.L., Groven L.L., Stewarl D.B. Underground mine fire control with inerting System // CIM Bull.- 1986.- 79.- № 885.- P. 67-72.

123. Both W. Fighting Mine Fires with Nitrogen in the Germen coal Industry // The Mining Enginering,.- 1981.- Vol. 140.- P. 236,237.

124. Frocer C.-E. Fire fighting expertise in French underground mines // Mine Vent. Proc. 2nd US Mine Vent.Symp., Peno, Nev., 23-25 Sept. 1985 Rotterdam; Boston, 1985,-P. 3-10.

125. Бот В., Линдберг Б. Ликвидация рудничных пожаров методом инертиза-ции на шахтах, входящих в зону обслуживания Главной горноспасательной станции в Эссене с 1979 по 1989 гг.// Глюкауф.- 1990.- № 5/6,- С. 4952.

126. Судиловский М.Н., Колышенко М.В., Эйнер Ф.Ф. Предупреждение и ликвидация аварий на шахтах ФРГ.- М.: Недра, 1988.- 144 с.282

127. Хайн Н., Кок Ф.-И. Тактика применения азота при ликвидации подземных пожаров и задачи горноспасателей// Глюкауф.- 1980.- № 15.- С. 1622.

128. Кок Ф.-И., Линдберг Б. Стратегия борьбы с подземными пожарами с использованием азота//Глюкауф.- 1985.- № 18.- С. 20-26.

129. Калюсский А.Е., Горб В.Ю. Изменение концентрации азота в откаточном штреке при запуске в изолированный участок// Горноспасательное дело,-Донецк, 1971. Вып. 4,- С. 99-102.

130. Горб В.Ю. Исследование процессов фильтрации азота через выработанное пространство// Горноспасательное дело.- Донецк, 1971. Вып. 4.-С.102-104.

131. Fauconniel С.J., Meyer J.R. Conceptual mathematical models for the injection of nitrogen sealed collery fires// J.S. Afr.Inst.Mining and Met.- 1986.- 86.-№3,- P.81-88.

132. Голик A.C., Палеев Д.Ю., Кунавина H.A. Обеспечение взрывобезопасной локализации эндогенных пожаров в Кузбассе.- Восточное отделение ВНИИГД, Прокопьевск, 1986.- 22 с. (Рукопись деп. в ЦНИЭИуголь 30.06.86, №3806-уп).

133. Портола В.А. Оценка воздействия пенных завес на аэродинамику выработанного пространства// Управление вентиляцией и газодинамическими процессами в шахтах.- Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1989.- С. 72-74.

134. Полубаринова-Кочина П.Я. О неустановившейся фильтрации газа в угольном пласте// Прикл. математ. и мех.- 1953.- Т. 17.- № 6.- С. 735-738.

135. Мелвин-Хьюз Э.А. Физическая химия.- М.: ИЛ, 1962,- 1148 с.

136. Колмаков В.А. О критериях оценки границ применимости законов сопротивления// Вопросы рудничной аэрологии.- Кемерово: КузПИ, 1973. Вып. З.-С. 91-99.

137. Алехичев С.П., Вассерман Л.Д. Воздухораспределение в рудниках с зонами обрушения.- Л.: Наука, 1973.- 73 с.283

138. Шевелев Г.А. О режиме движения воздуха через выработанное пространство// Уголь Украины.- 1965.- № 6.- С. 44-45.

139. Лейбензон Л.С. Собрание трудов. Т.2.- М.: АН СССР, 1953.- 544 с.

140. Щелкачев В.Н., Лапук Б.Б. Подземная гидравлика.- М.; Л.: Гостоптехиз-дат, 1949.- 524 с.

141. Механика в СССР за 50 лет. Механика жидкости и газа. Т. 2.- М.: Наука, 1970.- 890 с.

142. Кричевский P.M. О выделении метана из угольных пластов в подготовительные выработки//Бюллетень МакНИИ.- 1947.- № 16.- С. 38-44.

143. Кричевский P.M. К прогнозу выделения метана на угольных шахтах Донбасса // Бюллетень МакНИИ.-1947.- № 15.- С. 37-46.

144. Алехичев С.П., Пучков Л.А. Аэродинамика зон обрушения и рост блоковых утечек воздуха.- Л.: Недра, 1968.- 67 с.

145. Справочник по рудничной вентиляции/ Под ред. К.З.Ушакова.- М.: Недра, 1977.-328 с.

146. Колмаков В.А. Новое выражение закона сопротивления//Вопросы рудничной аэрологии.-Кемерово, КузПИ, 1973. Вып. 3.- С. 76-90.

147. Христианович С.А. Движение грунтовых вод, не следующих закону Дар-си// Прикл. мат. и мех,- 1940.- Т. 4.- № !. с. 33-35.

148. Колмаков В.А. Метановыделение и борьба с ним в шахтах.- М.: Недра, 1981.- 134 с.

149. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в пористых средах.- М.:Недра, 1984.- 208 с.

150. Минский Е.М. Элементы статистического исследования фильтрационных движений// Труды ВНГНИИ. 1958. Вып.2 (10).- С. 3-25.

151. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды.- М.: Мир, 1971.- 452 с.

152. Forchheimer Ph.Hydraulik.-Leipzig, 1930.- 542 p.

153. Muskat M.The flow of homogeneons fluids through porous media.- New-York, 1946.- 736 p.

154. Богатырев В.Д., Беляева H.B. Моделирование фильтрационных потоков в выработанных пространствах при помощи представления их вентиляционной сетью// Вопросы безопасности горных работ в шахтах.- Кемерово: ВостНИИ, 1984.- С.34-38.284

155. Цейтлин Я.И., Смолий Н.И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов. -М.: Недра, 1981. 192 с.

156. Савенко С.К., Гурин A.A., Малый П.С. Ударные воздушные волны в подземных выработках. М.: Недра, 1973. - 152 с.

157. Тушение подземных пожаров на угольных шахтах/ Г.Г. Соболев, В.П. Чарков, A.M. Кушнарёв и др. М.: Недра, 1977. - 248 с.

158. Исследовать процессы воспламенения метановоздушной смеси и распространения пламени и ударных волн по горным выработкам. Отчёт по НИР (РосНИИГД): Рук. работы: Д.Ю. Палеев, И.М. Васенин. № гос. регистрации 0980009368.- Кемерово, 1999.- 104 с.

159. Пак В.В., Иванов С.К., Верещагин В.П. Шахтные вентиляционные установки местного проветривания.- М.: Недра, 1974,- 240 с.

160. Казаков С.П., Черкасов B.C. Об учёте потерь кинетической энергии при движении воздуха по трубопроводу с проницаемыми стенками// ФТПРПИ.- 1980.- № 1.- С. 65-67.

161. Воронин В.Н. Основы рудничной аэродинамики. М.: Углетехиздат, 1951.492 с.

162. Вентиляторы местного проветривания типа СВМ и «Проходка 500М».: Руководство по эксплуатации/ Томский электромеханический з-д им В.В. Вахрушева,- Томск, 1974.- 17 с.

163. Теплотехнический справочник. 2-е изд., перераб./ Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. T. 1.-М.: Энергия, 1975.- 744 с.

164. Картавый Н.Г. Стационарные машины.- М.: Недра, 1981.- 327 с.

165. Временное руководство по применению хладонов и их смесей при ведении горноспасательных работ на шахтах Кузбасса/ ВО ВНИИГД. Г. Прокопьевск, 1984.- 158 с.

166. Руководство по изоляции пожаров в шахтах, опасных по газу.- М.: Недра, 1971.-215 с.

167. Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. М.: Химия, 1972.-416 с.285

168. ГОСТ 13919-68. Газы и горючие. Методы определения пределов воспламенения.- М.: Изд-во стандартов, 1968.

169. Методика раздельного определения паров бромистого этила и тетрафтор-дибромэтана при их совместном присутствии в воздухе на лабораторном интерферометре ИТР-1/ ВО ВНИИГД.- Ленинск-Кузнецкий, 1975.

170. Баратов А.Н. Новые средства пожаротушения// Журнал Всесоюзного химического общества им Д.И. Менделеева.- 1976,- Т. 21.- № 4. С. 369379.

171. Турбулентность, принципы и применение/ Под ред. У. Фроста, Т. Моул-дена.- М.: Мир, 1980.- 536 с.

172. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 2,- М.: Наука, 1976. 576 с.

173. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1.- М.: Наука, 1976. 536 с.

174. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973.- 848 с.

175. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред.- М.: Недра, 1984.- 232 с.

176. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики.- М.: Наука, 1981.315 с.

177. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред.- М.: Наука, 1984.- 520 с.

178. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости,- М.: Энергоатомиздат, 1984.- 149 с.

179. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт,- Макеевка; Донбасс, 1989,- 320 с.

180. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.- М.: Недра, 1975,-238 с.

181. Хашин В.Н. Газовыделение при разработке мощных сближенных пластов// Безопасность работ в угольных шахтах.- М.: Недра, 1970. Т. 12. -С. 2-50.

182. Мясников A.A., Таран Н.П. Потенциальная метаноносность и предполагаемые запасы метана во вмещающих породах шахт Кузбасса// Вопросы безопасности горных работ в шахтах.- Кемерово: ВостНИИ, 1984.- С. 147157.

183. Попов В.Б., Гущин-Квятковский Л.П. Тушение подземных пожаров аэродинамическим методом// Безопасность труда в промышленности.-1992,-№ 1,-С. 8-12.

184. A.c. № 1701937 СССР, МКИ Е21 F 5/00. Способ тушения очагов подземных пожаров/ Портола В.А., Гуттер A.A., Лагутин В.И., Чуприков А.Е., Палеев Д.Ю. (СССР); ВО ВНИИГД.- № 4764727/03; Заявл. 30.11.89; Опубл. 30.12.91; Бюл. № 48.- 3 с.-: ил. 2.

185. A.c. № 1317157 СССР, МКИ Е21 F 5/00. Способ тушения эндогенного пожара/ Голик A.C., Голик Г.А., Палеев Д.Ю., Лапин В.А. (СССР); ВО ВНИИГД.- № 3993392/22-03; Заявл. 19.12.85; Опубл. 15.06.87; Бюл. № 22,-4 с.-: ил. 3.

186. Палеев Д.Ю., Брабандер О.П. Управление фильтрационным потоком с помощью пенных завес в выработанном пространстве гидродобычного участка.- Восточное отделение ВНИИГД.- Прокопьевск, 1991.-13 с. (Рукопись деп. в ЦНИЭИуголь 10.04.91, № 5264-уп)

187. Палеев Д.Ю., Брабандер О.П. Управление фильтрационным потоком в выработанном пространстве с помощью дегазационных скважин.- Восточное отделение ВНИИГД.- Прокопьевск, 1991.- 9 с. (Рукопись деп. в ЦНИЭИуголь 10.04.91, № 5262-уп).

188. Щербань А.Н., Кремнев O.A., Журавленко В.Я. Руководство по регулированию теплового режима шахт.- М.: Недра, 1977.- 359 с.

189. Ржевский В.В., Новак Г.Я. Основы физики горных пород.- М.: Недра, 1984.-359 с.287

190. Чёрный Г.Г. Газовая динамика.- М.: Наука, 1988,- 424 с.

191. Численное решение многомерных задач газовой динамики/ С.К. Годунов, A.B. Забродин, М.Я. Иванов и др.- М.: Наука, 1976. 400 с.

192. Исаченко В.П., Осипова В.Ф., Сукомел A.C. Теплопередача. М.: Энергия, 1975,- 486 с.

193. Дулов В.Г. Распад произвольного разрыва параметров газа на скачке площади сечения// Вестник ЛГУ. 1958. Серия математики, механики и астрономии.- № 19.- С. 76-100.

194. Палеев Д.Ю., Брабандер О.П. Математическое моделирование активного воздействия на взрывоопасные области и очаги горения в угольных шахтах.- Томск: Изд. том. гос. ун-та, 1999.- 202 с.2891. УТВЕРЖДАЮ

195. Внедрения опытной партии модуля для запуска хладона УПХВг. Прокопьевск15 февраля 2000 г.

196. За время эксплуатации изделие показало себя работоспособным и надёжным устройством. Модуль УПХВ позволяет эффективно ликвидировать аварии в тупиковых выработках шахт и повышает безопасность ведения горноспасательных работ.

197. Изделия находятся на расчёте в ПО ВГСО в полной технической исправности и готовности к применению.1. Заместитель командираотряда по оперативно-технической работе

198. Командир оперативного взвода ПО ВГСО1. А.В. Беликов290

199. УТВЕРЖДАЮ Заместитель начальникаоб использовании результатов докторской диссертационной работы заведующего лабораторией РосНИИГД Палеева Дмитрия Юрьевичаг. Кемерово 17 февраля 2000 г.

200. Зам. директора РосНИИГД по научной работе, д.т.н. проф.

201. Зав. лабораторией проблем горноспасательного дела, д.т.н.1. СПРАВКА

202. Сведения об использовании данного изобретения опубликованы в бюл. «Внедрённые изобретения» т. 1, ч. 2, 1990 г., стр. 682.

203. Начальник отдела исследовании и защ^уинтеллектуальной содвд^шюета | п .Ггр . К.В. Закудаев