Розвиток наукових основ оцінки пожежної небезпеки вугільних шахт

Під час оцінювання пожежонебезпечності привідних станцій стрічкових конвеєрів потрібен контроль температури вентиляційного струменя поблизу барабана. У малорухомому запиленому середовищі з малою швидкістю основним фактором перенесення тепла є конвективний теплообмін, який можна звести до одновимірного горизонтального потоку. Отримана залежність для розрахунку відстані розміщення теплових сповіщувачів Lд (м) залежно від температури нагрівання барабана Тб (К), при якій спалахує суміш вугільного пилу і подрібнених крихт стрічки, температури спрацьовування теплового сповіщувача Тд (приймають Тд= 345 К) і часу ф1 (с) досягнення температури займання вугільної суміші:

,(21)

де а - коефіцієнт температуропровідності повітря, мІ/с; k - коефіцієнт, м-1;

в - швидкість вентиляційного струменя, м/с.

Для підтвердження розрахункових результатів за формулою (21) одночасно з вимірюванням температури привідного барабана вимірювалася температура повітря на відстані 0,1 м; 0,3 м і 0,5 м від його обичайки за напрямом вентиляційного струменя, що обмиває привідний барабан. Вимірювання температури проводили термопарами типу ТХА, з'єднаними з автоматичним потенціометром КСП. Результати цих досліджень наведено у табл. 5.

Таблиця 5

Температура повітря вентиляційного струменя

Середнє квадратичне відхилення розрахункових і експериментальних значень температури повітря складає відповідно у1= 9,38; у3=6,41; у5=3,43. Аналіз цих результатів свідчить, що температура повітря досягає значення спрацьовування теплового сповіщувача 345 К (72 0С) через 2 хвилини на відстані 0,1 м від поверхні нагрітого барабана, через 3 хвилини на відстані 0,3 м. Якщо тепловий сповіщувач буде установлено на відстані 0,5 м від барабана, то цей сповіщувач може не спрацювати і не видати сигнал на включення автоматичної установки пожежогасіння за розглянутий термін часу.

Таким чином, у разі розміщення теплових пожежних сповіщувачів біля привідних станцій стрічкових конвеєрів слід враховувати конструктивні властивості автоматичних установок пожежогасіння, умови мінімізації часу спрацьовування пожежних сповіщувачів та фактори, які характеризують процес нагрівання барабана під час пробуксовування конвеєрної стрічки у виробці, що провітрюється.

Важливим показником для шахтних конвеєрних стрічок є непоширення полум'я по їх поверхні на значну відстань в умовах підземних виробок. У разі проведення сертифікаційних випробувань конвеєрних стрічок і вирішення можливості допуску їх до застосування у вугільних шахтах важливо забезпечити порівнянність результатів випробувань за цим показником для стрічок, зроблених різними виробниками, як вітчизняними, так і іноземними. Під час проведення теоретичних досліджень щодо обґрунтування теплової потужності джерела запалювання та нормованої довжини поширення полум'я по поверхні стрічки було враховано параметри умов, наведених у вітчизняних та іноземних нормативних документах відносно подібних випробувань. На основі складання теплового балансу при згорянні речовин та матеріалів, які використовують для джерела запалювання конвеєрної стрічки, з урахуванням умов випробування стрічок у пожежній штольні НДІГС «Респіратор» та дослідній шахті «Тремонія» (Німеччина) було встановлено, що при повному згорянні 10 л гасу у пожежній штольні та 300 кг деревини вологістю 10 % у дослідній шахті питома потужність джерела запалювання складає відповідно 8540 кДж/(хв·мі) і 8800 кДж/(хв·мі), які збігаються між собою з точністю до 3 %. З урахуванням умов випробування конвеєрної стрічки, які наведено у розробленому галузевому стандарті ГСТУ 12.11.402-97, та методів теплоперенесення було отримано розподіл середньоінтегральних температур пожежних газів tср (К) уздовж пожежної штольні за джерелом запалювання під час горіння гасу:

tср= 291+782 ехр(-0,155 L),(22)

де L- відстань від джерела запалювання в напрямку вентиляційного струменя, м.

Результати розрахунку tср для умов пожежної штольні свідчать про те, що в разі горіння тільки гасу температура пожежних газів знижується до tср= 555 К (282 0С) на 7 м, це менше ніж температура займання конвеєрної стрічки tвосп= 573 К (300 0С). Тобто у цьому разі можна сказати, що можливе горіння стрічки не збільшує значної кількості теплоти до імпульсу джерела запалювання

Якщо конвеєрна стрічка горить і чималою мірою додає тепла до джерела запалювання, то підвищується температура вогнища, міняється витрата пожежних газів і розподіл температур tср. У цьому разі можливе поширення полум'я по поверхні конвеєрної стрічки на відстань більшу ніж 7 м.

Результати численних сертифікаційних випробувань підтверджують, що установлена теплова потужність джерела запалювання достатня для визначення здатності до поширення полум'я по поверхні конвеєрних стрічок в умовах пожежної штольні, при цьому нормована довжина поширення складає 7 м.

У шостому розділі обґрунтовано і розроблено вимоги основних нормативних документів, що регламентують пожежну безпеку шахти, а також наведено результати розроблення основ і алгоритмів функціонування автоматизованої системи прогнозу, попередження, виявлення та управління гасінням на підземних об'єктах вугільних шахт.

До останнього часу у вугільній галузі України діяли «Правила пожежної безпеки для підприємств вугільної промисловості УРСР», які затверджено ще у 1970 році і які не корегувалися, незважаючи на те, що було введено в дію нові нормативно-правові документи, державні та галузеві стандарти, а також законодавчі акти - Закон України «Про пожежну безпеку», Гірничий закон України тощо. У розділах Правил не розглядувалася пожежна безпека підземних об'єктів і технологічного обладнання шахт. Крім того, ці вимоги морально застаріли і не відповідали сучасним умовам виробництва та пожежної безпеки у вугільній галузі.

У зв'язку з цим, було розроблено новий нормативно-правовий документ «Правила пожежної безпеки для підприємств вугільної промисловості України», який ураховує сучасні вимоги пожежної безпеки до поверхневих і підземних об'єктів вугільних шахт, гірничошахтного обладнання та протипожежного захисту. Для визначення основних напрямків розроблення нових Правил пожежної безпеки було проаналізовано вимоги пожежної безпеки більше ніж 70 нормативних документів. Під час розроблення Правил ураховували наступні положення: пожежна безпека на вугільному підприємстві повинна забезпечуватися системою запобігання пожежі, системою протипожежного захисту та організаційно-техніч-ними заходами. Правилами установлено вимоги до технічних засобів протипожежного захисту, їх кількості, розташування, стану і готовності до дії залежно від характеристики захищаємого об'єкта. Розглянуто також шахти, що працюють у режимі водовідливу («суха консервація»).

З метою зручності користування цими Правилами, значну частину їх наведено як додатки, у яких, зокрема, викладено рекомендації з розробки планів евакуації людей; перелік приміщень та споруд, що підлягають оснащенню автоматичними системами пожежогасіння; інструкцію з розрахунку систем водозабезпечення підземних виробок і надшахтних споруд; інструкцію з протипожежного захисту виробок зі стрічковими конвеєрами. Окремим нормативно-правовим документом було розроблено «Положення про порядок розслідування підземних пожеж на вугільних шахтах», у якому крім загальних положень про створення спеціальної комісії наведено технічне розслідування обставин і причин підземної пожежі, створення експертної комісії, її обов'язки, права та відповідальність, яка на основі методів системного аналізу повинна визначати обставини на об'єкті до пожежі, під час пожежі та після неї.

Одним з основних нормативних документів з пожежної безпеки у вугільній галузі також є розроблений галузевий стандарт «Речовини, матеріали та вироби для вугільних шахт. Методи визначення пожежної небезпеки», у якому наведено номенклатуру показників з пожежної небезпеки матеріалів і виробів для шахт та методи їх визначення, а також норми та вимоги, що сприяють зниженню пожежної небезпеки. Крім лабораторних методів визначення показників найбільш пожежонебезпечних виробів викладено методи випробувань в умовах пожежної штольні. Вимоги цього галузевого стандарту є невід'ємною частиною багатьох нормативних документів.

Враховуючи вимоги до забезпечення безпеки робіт у вугільних шахтах було розроблено окремі розділи «Правил безпеки у вугільних шахтах» і «Правил технічної експлуатації вугільних шахт», де наведено вимоги пожежної безпеки до підземних об'єктів шахт, що відповідають сучасній нормативній базі, сприяють попередженню виникнення пожежі, конкретизують підземні об'єкти та місця для захисту автоматичними установками пожежогасіння з урахуванням їх технологічного призначення. Значно були підвищені вимоги пожежної безпеки до шахтних гумотехнічних і синтетичних виробів, зокрема, конвеєрним стрічкам, що призвело, як свідчить аналіз аварійності на вугільних шахтах України за останні роки, до зниження абсолютної кількості підземних пожеж, де первопричиною горючого середовища були конвеєрні стрічки.

Задачу зі скорочення кількості підземних пожеж можна вирішити також за допомогою системи багатофакторного контролю, прогнозу їх розвинення та попередження. Така система повинна реагувати на відхилення технологічних параметрів об'єкта, що контролюється, змінами його характеристик за відхиленням основних показників протягом часу за межу нормального стану. Безперервний контроль, прогнозування та аналіз різних небезпек, які виникають під час ведення гірничих робіт, з використанням сучасних інформаційних технологій, на основі алгоритмів і спеціального програмного забезпечення, дозволяє приймати рішення у режимі прямого управління.

З урахуванням цих вимог було розроблено автоматизовану систему «Протипожежний захист», яку призначено для прогнозування та безперервного вимірювання параметрів пожежобезпечного стану об'єктів, шахтної атмосфери, гірничошахтного обладнання, а також автоматичних систем пожежогасіння, передавання інформації на диспетчерський пункт, її обробка та відображення. Ця система може бути гармонізована із загальною системою безпеки, що діє на шахті.

Система «Протипожежний захист» вміщує структурно-функціональні рівні: збору та первинної обробки інформації, що являє собою сукупність сповіщувачів і пристроїв, які забезпечують збір контролюючих параметрів пожежонебезпечних об'єктів; передачі сигналів до диспетчера шахти і керованих сигналів у шахту, складається з запрограмованих контролерів, репітерів і телекомунікаційних ліній; обробки та аналізу інформації, що надійшла, диспетчерського керування гірничошахтним обладнанням, а також реєстрації, відображення та збереження інформації; запуску автоматичних систем пожежогасіння, складається з пускового блоку, запасу вогнегасних речовин і розгалуженого трубопроводу з розпилювачами.

Сигнал на включення систем пожежогасіння подається тоді, коли спрацьовують два пожежних сповіщувача. У дисертаційній роботі також розглянуто особливості сповіщувачів, нормативні значення вимірюваних параметрів, а також умови розташування цих сповіщувачів на об'єктах, які захищають.

Для найнебезпечніших об'єктів, установлених новими Правилами пожежної безпеки, розроблено алгоритми функціонування системи «Протипожежний захист». Для деяких вугільних шахт України, на яких функціонує автоматизована система УТАС, розроблено схеми розміщення систем «Протипожежний захист» для гасіння пожеж в камерах ЦПП, складах ВМ, камерах з маслонаповненним обладнанням, виробках зі стрічковими конвеєрами, що значно дозволило поліпшити обставини з пожежної безпеки вугільних шахт. Розроблену систему впроваджено більше ніж на десяти вугільних шахтах України.

У сьомому розділі наведено результати досліджень економічних аспектів від впровадження розроблених окремих нормативних документів, а також соціального ефекту від впровадження результатів дисертаційної роботи. Розроблені «Правила пожежної безпеки для підприємств вугільної промисловості України» регламентують, зокрема, обов'язкове оснащення автоматичними установками пожежогасіння найпожежонебезпечніших об'єктів шахти (камер ЦПП, гаражів, складів ВМ тощо). До введення в дію цих Правил, протипожежний захист визначених об'єктів здійснювався тільки первинними засобами пожежогасіння. Фактором економічної ефективності від впровадження підвищених вимог пожежної безпеки є зменшення кількості пожеж ІІ-ІV категорій за умов застосування автоматичних засобів пожежогасіння, своєчасного виявлення займання, гасіння пожежі у початковій стадії її розвинення, тобто зменшення тяжкості економічних наслідків розвинених пожеж. У нашому випадку нема потреби пов'язувати розрахунок економічного ефекту з впровадженням на захищуваному об'єкті конкретного виду автоматичних засобів пожежогасіння, так як Правила пожежної безпеки цього не регламентують. Тому економічний ефект можна розглядати як зниження збитків від можливих пожеж. У зв'язку з тим, що пожежна техніка діє на пожежу, що вже виникла, середньорічна кількість пожеж і загорянь з групи розглядуваних шахт, як для базової, так і для нової техніки, залишається незмінною і такою, що дорівнює фактичному значенню. Скорочення збитків відбувається за рахунок перерозподілу імовірності гасіння пожеж з початковою стадією (І) і стадіями розвинутої пожежі (ІІ-ІV).

З використанням статистичних даних про виникнення екзогенних підземних пожеж на шахтах України протягом 2000-2008 років було розраховано економічний ефект від впровадження на одній шахті автоматичних систем пожежогасіння на об'єктах підвищеної небезпеки, передбачених цими Правилами, який становить майже 423 тис. грн. щороку.

Соціальний ефект від застосування результатів досліджень, наведених у дисертаційній роботі, полягає в тому, що на підставі прогнозу імовірних аварійних ситуацій, постійного диспетчерського контролю та оперативності прийняття рішення, застосування пожежобезпечних матеріалів і робочих рідин, попередження та гасіння підземних пожеж у початковій стадії, може бути знижено рівень виявлення негативних тенденцій, викликаних технічними, економічними та соціальними показниками.

ВИСНОВКИ

У дисертації дано теоретичне узагальнення та практичне рішення актуальної науково-технічної проблеми, що полягає у розвитку наукових основ оцінки пожежонебезпеки вугільних шахт шляхом розкриття механізму формування причинно-наслідкових зв'язків процесу виникнення пожежі та розробки методології прогнозування впливу на ризик підземної пожежі факторів гірничо-геологічного, гірничотехнічного та соціального характеру; встановленні кількісних зв'язків ризику підземної пожежі від її небезпечних факторів і визначенні пожежної небезпеки об'єкта з урахуванням особливості розвитку підземної пожежі, утворення зон загазування, прийнятих систем саморятування гірників під час аварії в шахті та ефективності існуючого протипожежного захисту; встановленні залежності критерію пожежної небезпеки гірничошахтного обладнання від можливості утворення в ньому джерел запалювання горючого середовища; обґрунтуванні методу комплексної оцінки пожежонебезпеки робочих рідин для гірничошахтного обладнання; аналітичному обґрунтуванні та експериментальному підтвердженні теплової потужності джерела запалювання та нормованої довжини поширення полум'я по поверхні стрічки під час її сертифікаційних вогневих випробувань; розробленні основ і алгоритмів функціонування автоматизованої системи прогнозу, контролю та безперервного вимірювання параметрів, керування автоматичними установками пожежогасіння, що в сукупності дозволило підвищити рівень пожежної безпеки вугільних шахт.

Основні наукові та практичні результати роботи зводяться до наступного:

1. Обґрунтовано метод визначення пожежної небезпеки підземних об'єктів вугільних шахт за допомогою кількісного критерію, за який вперше запропоновано використовувати розрахунковий індивідуальний ризик як імовірність виникнення небезпечних факторів пожеж під час аварії у певному місці об'єкта протягом певного часу.

2. Розкрито механізм формування причинно-наслідкових зв'язків процесу виникнення пожежі в шахті, який полягає у впливі факторів гірничо-геологічного, гірничотехнічного та соціально-економічного характеру на ризик пожежі, що дозволило розробити методологію оцінювання за допомогою кількісних показників ризику підземної пожежі та обґрунтовувати заходи щодо мінімізації її наслідків .

3. Установлено кількісні зв'язки ризику підземної пожежі від його небезпечних факторів у певному місці об'єкта протягом певного часу, на підставі яких визначають пожежну небезпеку об'єкта з урахуванням особливостей розвитку підземної пожежі, утворення зон загазування, умов пересування гірників у виробках під час аварії, прийнятих систем саморятування на шахті та ефективності протипожежного захисту. Це дозволяє проводити оцінку пожежної небезпеки розглянутого підземного об'єкта в порівнянні з нормованою величиною та здійснювати додатково обґрунтування заходів, потрібних для її зниження.

4. Обґрунтовано можливість використання метода системного аналізу для побудови імовірнісної структурно-логічної моделі оцінки пожежної небезпеки гірничошахтного обладнання, удосконалювання математичних моделей її оцінки, а також установлення номенклатури показників, що характеризують процес виникнення та розвитку пожежі на конкретному обладнанні. Розроблено основні принципи та алгоритм методу вибору показників пожежної небезпеки обладнання, до основи якого вперше покладено ідею використання блок-схеми причинно-наслідкового зв'язку основних подій, що призводять до виникнення джерела запалення горючого середовища.

5. Розроблено метод і алгоритм визначення пожежної небезпеки технологічного обладнання за допомогою кількісного критерію, за який запропоновано використовувати імовірність виникнення пожежі на гірничошахтному обладнанні, як для такого, що експлуатується в підземних умовах вугільних шахт, так і для обладнання, яке проектують для визначення можливості допуску його до експлуатації в гірничих виробках. На відміну від відомих цей метод оцінки дозволяє враховувати гірничо-геологічні і гірничотехнічні фактори, наявність горючих матеріалів у обладнанні (або в безпосередній близькості від нього) і можливість утворення джерела запалювання при певній надійності обладнання, а також виконувати оцінку шляхом порівняння з нормованою величиною, яка дорівнює 10-6 на рік розраховуючи на кожний виріб.

6. Установлено залежності кількісного критерію пожежної небезпеки (імовірності виникнення пожежі) гірничошахтного обладнання від умов ведення гірничих робіт, що відрізняються від відомих тим, що вони враховують наявність горючих матеріалів і можливість утворення в ньому джерел запалювання при досягнутому рівні пожежної безпеки об'єкта, на підставі яких розроблено класифікацію обладнання з пожежної небезпеки з урахуванням відповідності його категорії горючому середовищу, надійності блокувань і захистів, а також автоматичних систем пожежогасіння.

7. Розкрито характер впливу основних показників пожежної небезпеки робочих рідин на загальний рівень пожежної безпеки підземного об'єкта, обумовлений займистістю робочих рідин під час розпилення під високим тиском і здатністю до поширення горіння в суміші з вугільним пилом, що дозволило класифікувати їх за пожежною небезпекою і установити можливість допуску до застосування у підземних умовах шахт.

8. Обґрунтовано методи і розроблено стенди для випробування робочих рідин гідроприводів гірничошахтного обладнання, що враховують можливість їх займання від теплового джерела запалювання при аварійних умовах експлуатації рідин під високим тиском і під час розливу на вугільний пил. Розроблено метод комплексної оцінки робочих рідин для класифікації їх за ступенем пожежонебезпеки, що дозволяє підвищити вимоги пожежної безпеки до нових робочих рідин і вірогідність результатів їх сертифікаційних вогневих випробувань.

9. Уперше теоретично отримано та експериментально підтверджено залежність для визначення місць розміщення теплових пожежних сповіщувачів біля привідних станцій стрічкових конвеєрів з урахуванням конструктивних параметрів стаціонарних автоматичних установок пожежогасіння, умов мінімізації часу спрацьовування пожежного сповіщувача і факторів, що характеризують нагрівання барабана у разі пробуксовування конвеєрної стрічки в провітрюваній виробці. Установлено, що тепловий пожежний сповіщувач повинен відстояти від провідного барабана за напрямком вентиляційного струменя на відстані не більшій ніж 0,3 м.

10. Уперше аналітично обґрунтовано та експериментально підтверджено теплову потужність джерела запалювання під час сертифікаційних вогневих випробувань зразків конвеєрних стрічок у провітрюваній пожежній штольні, а також нормовану довжину поширення полум'я по поверхні стрічки, що для шахтних пожежобезпечних конвеєрних стрічок повинна становити не більше ніж 7 м.

11. Розроблено наукові основи та алгоритми функціонування автомати-зованої системи «Протипожежний захист» для прогнозування, контролю і безперервного вимірювання параметрів і відхилень їх від допустимих рівнів пожежобезпеки об'єктів (у тому числі параметрів шахтної атмосфери, технологічного обладнання, автоматичних систем пожежогасіння), керування установками пожежогасіння, своєчасної передачі інформації на диспетчерський пункт шахти для прийняття оперативних рішень. Це дозволяє підвищити рівень пожежної безпеки шахти за рахунок збільшення обсягу, оперативності та вірогідності інформації, підвищення ефективності керування гасінням пожежі у початковій стадії.

Ця система є відкритою і може бути гармонізована із загальною системою безпеки, що діє на шахті. Для деяких вугільних шахт України, на яких функціонує автоматизована система УТАС, розроблено схеми розміщення та впроваджено систему «Протипожежний захист» для гасіння пожеж на найпожежонебезпечніших об'єктах (склади ВМ, камери ЦПП, камери з маслонаповненим обладнанням, гаражі електровозів і дизелевозів).

12. Результати дисертаційної роботи використано під час обґрунтування вимог пожежної безпеки, розробленні основних галузевих нормативно-правових і нормативно-технічних документів.

Економічний ефект полягає у попередженні можливих збитків шахт від підземних пожеж у разі застосування автоматичних систем пожежогасіння на об'єктах підвищеної небезпеки протягом року і становить тільки за однією шахтою 423,0 тис. грн.

Соціальний ефект застосування отриманих результатів полягає в тому, що на підставі прогнозування можливих аварійних ситуацій, постійного диспетчерського контролю та оперативності прийняття рішень, застосування нових матеріалів і робочих рідин з високими пожежобезпечними показниками, попередження та гасіння підземних пожеж у початковій стадії може бути знижено рівень проявів негативних тенденцій, викликаних технічними, економічними і соціальними показниками, зменшення кількості пожеж на підземних об'єктах та впливу небезпечних факторів пожежі на здоров'я гірників.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:

1. Мамаев В. В. Классификация горно-шахтного оборудования по пожароопасности / В. В. Мамаев, Л. З. Бычковская // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / ВНИИГД.- Донецк, 1991.- С. 113-114.

2. Мамаев В. В. Определение пожарной опасности технологического оборудования для угольных шахт / В. В. Мамаев // Перспективы развития горных технологий в начале третьего тысячелетия: Сб. науч. тр. / ДГМИ.- Алчевск, 1999.- С. 252-255.

3. Принципы оценки уровня пожарной опасности подземного объекта угольной шахты / И. Ф. Ярембаш, В. В. Мамаев, И. Ф. Дикенштейн, Н. С. Яковлева // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 1999.- С. 69-73.

4. Мамаев В. В. Классификация подземных объектов угольных шахт по пожарной опасности / В. В. Мамаев // Пожежна безпека-99: Наук. зб./ ЧІПБ.- Черкаси, 1999.- Ч.1.- С. 138-140.

5. Мамаев В. В. Повышение достоверности оценки пожарной опасности рабочих жидкостей гидроприводов горношахтного оборудования / В. В. Мамаев // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 2000.- С. 108-116.

6. Мамаєв В. В. Умови допуску технологічного обладнання до експлуатації в залежності від ризику пожежі / В. В. Мамаєв // Пожежна безпека-2001: Зб. наук. праць / ЛІПБ- Львів, 2001.- С. 89-90.

7. Пашковський П. С. Оцінка ризику пожежі при розробці систем пожежобезпеки технологічного обладнання / П. С. Пашковський, В. В. Мамаєв // Підвищення бойової ефективності, обґрунтування тактичних та технічних характеристик систем озброєння та техніки військово-морських сил України: Зб. наук. праць / СВМІ- Севастополь, 2001.- Вип. 2.-С. 16-20.

8. Мамаев В. В. Оценка пожарной опасности жидкостей для гидравлических систем / В. В. Мамаев, В. В. Гуржий // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 2004.- Вып. 41.- С. 75-80.

9. Мамаев В. В. Оптимизация затрат на пожарную безопасность технологического оборудования для угольных шахт / В. В. Мамаев // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 2005.- Вып. 42.- С. 30-37.

10. Ющенко Ю. Н. Противопожарная защита приводных станций подземных ленточных конвейеров / Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 2006.- Вып. 43.- С. 45-52.

11. Ющенко Ю. Н. Автоматизированная система противопожарной защиты подземных гаражей угольных шахт / Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 2007.- Вып. 44.- С. 40-46.

12. Ющенко Ю. Н. Совершенствование нормативных требований пожарной безопасности на предприятиях отрасли / Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев, И. Ф. Дикенштейн // Уголь Украины. - 2008.-№5.- С. 22-24.

13. Мамаев В. В. Комплексный подход к определению пожарной безопасности подземных объектов угольных шахт и их категорированию / В. В. Мамаев,

И. Ф. Дикенштейн, В. В. Гуржий // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. / НИИГД.- Донецк, 2008.- Вып. 45.- С. 51-59.

14. Мамаев В. В. Методические подходы к прогнозу пожароопасности шахтных ленточных конвейеров / В.В. Мамаев // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр./ НИИГД.- Донецк, 2009.- Вып. 46.- С. 93-101.

15. Мамаев В. В. Уровень пожарной безопасности подземных объектов угольных шахт / В. В. Мамаев // Горноспасательное дело: Сб. науч. тр./ НИИГД.- Донецк, 2010.- Вып. 47.- С. 83-88.

16. Мамаев В. В. Определение воспламеняемости рабочих жидкостей для гидроприводов при распылении под высоким давлением / В. В. Мамаев // Вісник ЛДУ БЖД: Зб. наукових праць/ ЛДУ БЖД.- Львів, 2010.- С. 143-148.

17. Мамаев В. В. Оценка способности распространения пламени по конвейерным лентам / В. В. Мамаев // Науковий вісник УкрНДІПБ: науковий журнал / УкрНДІПБ МНС України. - Київ, 2010.- №2(22).- С. 121-125.

18. Мамаев В. В. Применение методов системного анализа при оценке пожарной опасности горношахтного оборудования / В. В. Мамаев // Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах: Сб. науч. тр. / МакНИИ.- Макеевка, 2010.- №2(26).-С. 43-51.

19. Мамаев В. В. К определению уровня пожарной опасности подземных объектов угольных шахт / В. В. Мамаев // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр./ НУГЗ Украины.- Харьков, 2011.- Вып. 29.- С. 123-129.

20. Мамаєв В. В. Оцінка ризику пожежі на підземних об'єктах вугільних шахт / В. В. Мамаєв // Пожежна безпека: теорія і практика: Зб. наук. праць / АПБ.- Черкаси, 2011.- №7.- С. 89-95.

21. Пашковский П. С. Повышение пожарной безопасности подземных объектов и горношахтного оборудования / П. С. Пашковский, В. В.Мамаев // Уголь Украины.- 2011.- №6.- с. 36-40.

22. Мамаев В. В. Количественная оценка пожарной опасности оборудования для шахт / В. В. Мамаев, Л. З. Бычковская // Проблемы пожарной безопасности зданий и сооружений. Матер. Ч Всесоюзн. науч. - практ. конф.- М.: ВНИИПО. 1990.- С. 144-145.

23. Мамаев В. В. Классификация технологического оборудования по степени пожарной опасности / В. В. Мамаев, Л. З. Бычковская // Взрывобезопасность технологических процессов, пожаро- и взрывозащита оборудования и зданий. Тез. докл. ЙЙЙ Всесоюзн. науч.-практ. конф. Северодонецк-Черкассы, 1990.- С. 25-26.

24. Мамаев В. В. Снижение пожароопасности гидравлического горно-шахтного оборудования / В. В. Мамаев, Н. С. Яковлева // Пути развития горноспасательного дела. Труды науч.- практ. конф. Донецк: НИИГД,1997.- С. 92-93.

25. Мамаев В. В. Системный подход к определению пожарной опасности горношахтного оборудования / В. В. Мамаев // Пути развития горно-спасательно-го дела. Труды науч.- практ. конф. Донецк: НИИГД, 1997.- С. 94-95.

26. Мамаев В. В. Оценка риска пожара на технологическом оборудовании в угольной шахте / В. В. Мамаев // 29 Междунар. конф. ин-тов по безоп. в угольных шахтах: Сб. науч. тр./ БМГТ.- Щирк-Польша, 2001.- Т.2.- С. 27-31.

27. Мамаев В.В. Оценка безопасности горношахтного оборудования по уровню риска пожара / В.В. Мамаев, Н.С. Яковлева // Крупные пожары: предупреждение и тушение. Матер. XVЙ науч.-практ. конф.- М.: ВНИИПО, 2001.- Ч.1.- С. 176-177.

28. Мамаев В. В. Методы системного анализа в работе экспертно-технической комиссии при пожаре в шахте / В. В. Мамаев // Проблемы пожарной безопасности. Ликвидация аварий и их последствий. Тез. докл. Междунар. конф.- Донецк: НИИГД, 2002.- С. 177-179.

29. Мамаев В. В. Методы оценки пожарной безопасности горно-шахтного оборудования / В. В. Мамаев, В. В. Гуржий // Пути повышения безопасности горных работ в угольной отрасли. Тез. докл. науч. -практ. конф.- Макеевка: МакНИИ, 2004.- С. 351-353.

30. Пашковский П. С. Нормативные требования пожарной безопасности для предприятий угольной промышленности / П. С. Пашковский, Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев // Пути повышения безопасности горных работ в угольной отрасли. Тез. докл. науч. -практ. конф.- Макеевка: МакНИИ, 2004.- С. 357-359.

31. Пашковський П. С. Нормативні вимоги пожежної безпеки для підприємств вугільної промисловості / П. С. Пашковський, Ю. М. Ющенко, В. В. Мамаєв, І. Ф. Дікенштейн // Пожежна безпека та аварійно-рятувальна справа: стан, проблеми і перспективи. Матер. VЙЙ Всеукр. науково-практ. конф. - К.: УкрНДІПБ, 2005.-С. 39-41.

32. Чумак А. С. Телекоммуникационная подсистема диспетчерского контроля и управления противопожарной защитой подземных объектов угольных шахт / А. С. Чумак, Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев // Проблеми зниження ризику виникнення надзвичайних ситуацій в Україні. Матер. VЙЙЙ Всеукр. науково-практ. конф. рятувальників. - К.: УкрНДІПБ, 2006.- С. 276-279.

33. Ющенко Ю. Н. Автоматическая система пожаротушения для складов взрывчатых материалов / Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев, И. Ф. Дикенштейн, А. Н. Прима // Проблеми зниження ризику виникнення надзвичайних ситуацій в Україні. Матер. VЙЙЙ Всеукр. науково-практ. конф. рятувальників. - К.: УкрНДІПБ, 2006.- С. 181-185.

34. Ющенко Ю. Н. Совершенствование нормативно-правовой базы для повышения пожарной безопасности предприятий угольной промышленности Украины / Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев, И. Ф. Дикенштейн // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. Сб. тез. докл. ЙV Международ. науч.-практ. конф.- Минск, 2007.- Т.3.- С. 363-365.

35. Пашковский П. С. Автоматизированная система предупреждения, обнаружения и управления тушением пожара на подземных и поверхностных объектах угольных шахт / П. С. Пашковский, Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. Сб. тез. докл. ЙV Международ. науч.-практ. конф.- Минск, 2007.- Т.3.- С. 94-96.

36. Мамаев В. В. Оценка риска пожара на подземных энергообъектах шахт / В. В. Мамаев, В. В. Гуржий // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. Сб. тез. докл. ЙV Между народ. науч.-практ. конф. -Минск.- 2007, Т.2.- С. 291-293.

37. Системный подход к определению уровня пожарной опасности подземного объекта угольной шахты / В. В. Мамаев, И. Ф. Дикенштейн, Н. С. Яковлева, В. В. Гуржий // Техногенна безпека. Теорія, практика, інновації. Тез. докл. Міжнарод. наук.-практ. конф.- Львів, ЛДУБЖД, 2008.- С. 49-51.

38. Мамаєв В. В. Оцінка пожежної небезпеки підземних об'єктів шахт на основі розрахункового індивідуального ризику/ В. В. Мамаєв // Пожежна безпека. - 2009. Тез. доповідей ЙV Міжнар. наук.-практ. конф.- Львів: ЛДУБЖД, 2009.- С. 272-273.

39. Мамаев В. В. Прогнозирование пожарной безопасности подземных объектов шахт на основе индивидуального риска / В. В. Мамаев // Актуальные проблемы пожарной безопасности. Матер. XXЙЙ Междунар. науч.-практ. конф.- М.: ВНИИПО, 2010.- Ч. 1.- С. 144-146.

40. Мамаев В. В. Профилактика и предупреждение подземных пожаров на угольных предприятиях / В. В. Мамаев // Чистый четверг: инф.-аналит. бюллетень Минуглепрома Украины, 2009.- №3-4.- С. 36-38.

41. Ющенко Ю. Н. Автоматизированная система противопожарной защиты объектов угольных шахт / Ю. Н. Ющенко, В. В. Мамаев, В. В. Гуржий // Пожарная автоматика-2011: Каталог.- М.: Издательский Дом ВДПО.- С. 97-100.

АНОТАЦІЯ

Мамаєв В. В. Розвиток наукових основ оцінки пожежної небезпеки вугільних шахт. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.02 - «Пожежна безпека». - Державний Макіївський науково-дослідний інститут з безпеки робіт у гірничій промисловості, Макіївка, 2011.

Дисертацію присвячено рішенню актуальної науково-технічної проблеми, яка полягає в створенні високоінформативних методів оцінки пожежної небезпеки вугільних шахт. Ідея роботи полягає у використанні закономірностей впливу імовірності виникнення джерел запалювання горючого середовища, можливості саморятування гірників, а також ефективності протипожежного захисту на рівень пожежної безпеки підземного об'єкта і в науковому обґрунтуванні на цій основі способів досягнення допустимого рівня пожежної безпеки цього об'єкта.

Такий підхід до вирішення проблеми дає можливість прогнозувати і оцінювати рівень пожежної безпеки відповідно до нормованого, а за потреби розробити додаткові заходи для його досягнення. В якості визначення такого рівня запропоновано розглядати індивідуальний ризик як імовірність сукупності подій виникнення пожежі, присутності та евакуації гірників з аварійної дільниці, ефективності спрацьовування протипожежного захисту. Розроблено методи визначення пожежної небезпеки підземних об'єктів, гірничошахтного обладнання, робочих рідин для гідроприводів, обґрунтовано теплову потужність джерела запалювання під час сертифікаційних випробувань шахтних конвеєрних стрічок і довжину поширення полум'я по їх поверхні. Розроблено наукові основи та алгоритми функціонування автоматизованої системи прогнозування, контролю параметрів пожежної небезпеки об'єктів і керування автоматичними установками пожежогасіння.

Ключові слова: вугільна шахта, пожежна небезпека, підземна пожежа, небезпечні фактори пожежі, підземні об'єкти, гірничошахтне обладнання, робочі рідини, імовірність, індивідуальний ризик, оцінка, класифікація, вимоги пожежної безпеки, рівень, протипожежний захист.

АННОТАЦИЯ

Мамаев В.В. Разработка научных основ оценки пожарной опасности угольных шахт.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 21.06.02 - «Пожарная безопасность».- Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности, Макеевка, 2011.

Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической проблемы, заключающейся в разработке высокоинформативных методов оценки пожарной опасности угольных шахт. Для решения этой проблемы разработана методология анализа причин возникновения пожара на горношахтном оборудовании с использованием методов системного анализа, построением так называемых «логических деревьев» и «ориентированных графов», а также статистико-вероят-ностных методов, которые наиболее приемлемы для расчета вероятности возникновения пожара на объекте, так как учитывают случайный характер пожароопасных событий и позволяют оценивать фактический уровень пожарной безопасности технологического оборудования, процессов, объектов, а также шахты в целом. С использованием этих методов разработана математическая модель вероятности возникновения пожара на всем протяжении ленточного конвейера в подземных условиях шахт, что позволяет оценивать пожарную опасность отдельных узлов в аварийном режиме и разработать мероприятия по ее снижению.

В качестве критерия, определяющего уровень опасности, принимают величину индивидуального риска пожара на объекте и его последствий для людей и материальных ценностей, предполагаемые размеры его социальных, экономических последствий. В диссертационной работе получены основные закономерности риска воздействия опасных факторов подземного пожара на горняков в шахте, возможности их эвакуации при достижении факторов своих предельно допустимых значений и эффективности противопожарной защиты на объекте.

Разработан метод оценки пожарной опасности горношахтного оборудования с помощью количественного критерия, позволяющего установить вероятность возникновения пожара на оборудовании как на эксплуатируемом в шахте, так и на проектируемом. При этом учитывается горно-геологические, горнотехнические факторы, наличие горючей среды и источников зажигания, надежность блокировок и автоматических установок пожаротушения, что позволило разработать классификацию его по степени пожарной опасности и решить вопросы допуска к применению в шахтах.

Разработан метод комплексной оценки пожарной опасности рабочих жидкостей гидроприводов горных машин, механизмов и комплексов, что позволило повысить требования пожарной безопасности и достоверность оценки с учетом возможности рабочих жидкостей к воспламенению при распылении под высоким давлением и способности к распространению горения в смеси их с угольной пылью. Разработаны методики и лабораторные стенды для испытания этих жидкостей, а также классификация по степени пожарной опасности.

Научно обоснованы тепловая мощность источника зажигания при сертификационных испытаниях шахтных конвейерных лент в проветриваемой пожарной штольне и нормируемая длина распространения пламени по их поверхности.

На основании результатов выполненного анализа требований пожарной безопасности действующих нормативно-правовых и нормативно-технических документов разработаны новые правила и отраслевые стандарты, которые соответствуют современным условиям производства и нормативной базе, способствуют предупреждению пожаров, конкретизируют подземные объекты и места размещения средств пожаротушения.

Для повышения эффективности и оперативности тушения подземных пожаров разработаны научные основы и алгоритмы функционирования автоматизированной системы прогнозирования, контроля параметров шахтной атмосферы и горношахтного оборудования, управления автоматическими установками пожаротушения, своевременной передачи информации об аварии на диспетчерский пункт шахты для принятия оперативных решений и тушения пожара в начальной стадии.

Ключевые слова: угольная шахта, пожарная опасность, подземный пожар, опасные факторы пожара, подземные объекты, горношахтное оборудование, рабочие жидкости, вероятность, индивидуальный риск, оценка, классификация, требования пожарной безопасности, уровень, противопожарная защита.

ABSTRACT

Mamayev V.V. Estimation scientific fundamentals development of the coal mines fire hazard. - Manuscript.

Thesis for nomination of doctor of Engineering scientific degree on the speciality 21.06.02 - «Fire safety». - The Makeyevka State Safety in Mines Research Institute, Makeyevka, 2011.

The thesis is devoted to solving the actual scientific-technical problem that consists of the working-out of fire hazard estimation highly informative methods of coal mines. The idea of the work consists of influence conformities use of origin probability of the combustible environment ignition sources, self-rescue possibility of the mine workers, as well as the fire protection efficiency on the fire safety level of an underground object and in the scientific substantiation of achievement methods of the permissible fire safety level of this object on the basis given.

Such approach to solving the problem gives an opportunity to estimate the fire safety level with respect to the normalized one, and, if necessary, to work out additional measures for its achievement. To determine such level it is proposed to consider the individual risk as probability of events population of fire origin, presence end evacuation of the mine workers from the accidental district, actuation efficiency of fire protection. Determination methods of underground objects fire hazard, mining equipment, operating fluids for hydraulic drives are worked out, and heat power of the ignition source by mine conveyor belts certification tests and fire propagation length on their surface are substantiated. The scientific foundations and algorithms of functioning the prognosis automated system, of the fire hazard parameters check of the objects and of automatic fire-fighting installations control are worked out.

Key- words: coal mine, fire hazard, underground fire, hazardous factors of the fire, underground objects, mining equipment, operating fluids, probability, individual risk, estimation, classification, fire safety requirements, level, fire protection.

Размещено на Allbest.ru