Файл: Пособие включает описание порядка организации безопасного ведения открытых и подземных горных работ, выполнения расчетов.pdf

106 4. Пожарная безопасность горных предприятий
Пожарная нагрузка определяется по формуле
Q =
1
Пожарная нагрузка определяется по формуле 4.1., а удельная пожар- ная нагрузка – по формуле 4.2:
Q = н
1
n
i
i
i
G Q



(4.1)
q = Q
S
,
(4.2)
где G
i
– количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; нi
Q

– низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДжкг; S – площадь размещения пожарной нагрузки, м
2
Масса пыли в бункере составляет:
m
ап
= 0,35·80 000 = 28 000 кг.
Расчетную массу пыли, которая в результате аварии может посту- пить в помещение, определим по формуле 4.3:
m
ав
= m
ап
 K
п
(4.3) где m
ап
– масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; K
п
– коэффициент пыления, принимаем равным 1.
Расчетная масса пыли, способной поступить в помещение, составит:
m
ав
= 28 000·1 = 28 000 кг
Избыточное давление взрыва определим по формуле 4.4:
∆P =
0
св в
0
н
1
T
P
m H P Z
V
C T K

 

 

(4.4)
где m – масса пыли, вышедшей в помещение в результате аварии, кг; Н
Т
– теплота сгорания пыли, Дж кг; Р
0
– начальное давление, кПа (допускается принимать 101 кПа); Z – коэффициент участия горючего во взрыве; V
св
– свободный объем помещения, м
3
(допускается принимать 80 % от геомет-
,
(4.1)
а удельная пожарная нагрузка – по формуле
q =
1
Пожарная нагрузка определяется по формуле 4.1., а удельная пожар- ная нагрузка – по формуле 4.2:
Q = н
1
n
i
i
i
G Q



(4.1)
q = Q
S
,
(4.2)
где G
i
– количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; нi
Q

– низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДжкг; S – площадь размещения пожарной нагрузки, м
2
Масса пыли в бункере составляет:
m
ап
= 0,35·80 000 = 28 000 кг.
Расчетную массу пыли, которая в результате аварии может посту- пить в помещение, определим по формуле 4.3:
m
ав
= m
ап
 K
п
(4.3) где m
ап
– масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; K
п
– коэффициент пыления, принимаем равным 1.
Расчетная масса пыли, способной поступить в помещение, составит:
m
ав
= 28 000·1 = 28 000 кг
Избыточное давление взрыва определим по формуле 4.4:
∆P =
0
св в
0
н
1
T
P
m H P Z
V
C T K

 

 

(4.4)
где m – масса пыли, вышедшей в помещение в результате аварии, кг; Н
Т
– теплота сгорания пыли, Дж кг; Р
0
– начальное давление, кПа (допускается принимать 101 кПа); Z – коэффициент участия горючего во взрыве; V
св
– свободный объем помещения, м
3
(допускается принимать 80 % от геомет-
,
(4.2)
где G
i
– количество i-го материала пожарной нагрузки, кг;
1
Пожарная нагрузка определяется по формуле 4.1., а удельная пожар- ная нагрузка – по формуле 4.2:
Q = н
1
n
i
i
i
G Q



(4.1)
q = Q
S
,
(4.2)
где G
i
– количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; нi
Q

– низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДжкг; S – площадь размещения пожарной нагрузки, м
2
Масса пыли в бункере составляет:
m
ап
= 0,35·80 000 = 28 000 кг.
Расчетную массу пыли, которая в результате аварии может посту- пить в помещение, определим по формуле 4.3:
m
ав
= m
ап
 K
п
(4.3) где m
ап
– масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; K
п
– коэффициент пыления, принимаем равным 1.
Расчетная масса пыли, способной поступить в помещение, составит:
m
ав
= 28 000·1 = 28 000 кг
Избыточное давление взрыва определим по формуле 4.4:
∆P =
0
св в
0
н
1
T
P
m H P Z
V
C T K

 

 

(4.4)
где m – масса пыли, вышедшей в помещение в результате аварии, кг; Н
Т
– теплота сгорания пыли, Дж кг; Р
0
– начальное давление, кПа (допускается принимать 101 кПа); Z – коэффициент участия горючего во взрыве; V
св
– свободный объем помещения, м
3
(допускается принимать 80 % от геомет-
– низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж·кг; S – пло- щадь размещения пожарной нагрузки, м
2
Разделение зданий на категории осуществляется следующим спо- собом. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений или
200 м
2
Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25 % суммар- ной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1 000 м
2
) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожароту- шения.
Здание относится к категории Б, если суммарная площадь поме- щений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех поме- щений или 200 м
2
Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1 000 м
2
) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаро- тушения.
Здание относится к категории В, если суммарная площадь помеще- ний категорий А, Б и В превышает 5 % (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более
3 500 м
2
) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

107 4.7. Противопожарное обследование
Здание относится к категории Г, если суммарная площадь поме- щений категорий А, Б, В и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более
5 000 м
2
) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками ав- томатического пожаротушения.
Здание относится к категории Д, если оно не относится к катего- риям А, Б, В или Г.
По конструктивной пожарной опасности здания делятся на че- тыре класса: С0, C1, C2, СЗ в зависимости от пожарной опасности конструкций здания, определяемой степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов.
Согласно [16] строительные конструкции, в свою очередь, по пожарной опасности подразделяются на четыре класса:
• К0 – непожароопасные;
• К1 – малопожароопасные;
• К2 – умеренно пожароопасные;
• КЗ – пожароопасные.
Пожарная опасность строительных материалов помимо ранее применявшейся характеристики – горючести (Г) оценивается также с помощью следующих характеристик: воспламеняемость (В), по рас- пространению пламени по поверхности (РП), дымообразующей способ- ности (Д), токсичности (T).

108 4. Пожарная безопасность горных предприятий
• выявление противопожарных нарушений в технологических процессах, кабельном и масляном хозяйствах, в работе агрегатов, энер- гетического и другого оборудования, в лабораториях, мастерских, на складах, базах и т. п., которые могут привести к возникновению пожа- ров, взрывов или аварий, и разработка мероприятий, направленных на устранение выявленных недостатков и упущений;
• содействие администрации предприятия в организации и про- ведении пожарно-профилактической работы и установлении противо- пожарного режима на предприятии;
• организация рационализаторской и изобретательской работы по вопросам пожарной безопасности;
• проведение противопожарной агитации и пропаганды среди ра- ботников предприятия;
• детальное противопожарное обследование не реже двух раз в год всех производственных и административных зданий, процессов, оборудования, складов, баз и других объектов с обязательной проверкой состояния путей эвакуации людей при пожарах и средств пожарной сиг- нализации и тушения пожара;
• прогнозирование мер противопожарной защиты, составление планов внедрения новейших противопожарных средств, противопожар- ной автоматики.
Ниже приведены примеры определения категорий помещений, зданий и установок по взрывопожарной и пожарной опасности в соот- ветствии с НПБ 105-03.
Категорирование производства по взрывопожароопасности является одним из главных вопросов пожарной профилактики тех- нологических процессов производств. В зависимости от категории взрывопожароопасности производств определяются нормативные про- тивопожарные требования к производственным зданиям (объемно-пла- нировочные решения, степень огнестойкости, допустимое количество этажей, максимальная площадь пожарных отсеков, протяженность пу- тей эвакуации, пожарные расходы воды, потребность в автоматических установках пожаротушения и др.).
Следовательно, качество определения категории производств ока- зывает существенное влияние на содержание профилактической работы пожарной охраны по всем указанным направлениям.

109 4.7. Противопожарное обследование
Пример 1. Определение категории пожаровзрывоопасности энер- гоузла предприятия – котельного зала.
Исходные данные для расчета
Горючую нагрузку в котельном зале представляет угольная пыль, находящаяся в 4 бункерах. Масса измельченного угля в каждом бункере
80 т, из которых 35 % по тонкости помола можно отнести к пыли. Тепло- та сгорания угля составляет 25 МДж/кг.
Решение
Так как в котельном отделении угольная пыль не только сжига- ется, но и хранится, необходимо принять расчетный вариант аварии, осуществить прогнозирование разрушения одного бункера и рассчитать избыточное давление взрыва.
Масса пыли в бункере составляет
m
ап
= 0,35∙80 000 = 28 000 кг.
Расчетную массу пыли, которая в результате аварии может посту- пить в помещение, определим по формуле
m
ав
= m
ап
· K
п
,
(4.3)
где m
ап
– масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; K
п
– коэффициент пыления, принимаемый равным 1.
Расчетная масса пыли, способной поступить в помещение, составит:
m
ав
= 28 000∙1 = 28 000 кг.
Избыточное давление взрыва определим по формуле
∆P =
1
Пожарная нагрузка определяется по формуле 4.1., а удельная пожар- ная нагрузка – по формуле 4.2:
Q = н
1
n
i
i
i
G Q



(4.1)
q = Q
S
,
(4.2)
где G
i
– количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; нi
Q

– низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДжкг; S – площадь размещения пожарной нагрузки, м
2
Масса пыли в бункере составляет:
m
ап
= 0,35·80 000 = 28 000 кг.
Расчетную массу пыли, которая в результате аварии может посту- пить в помещение, определим по формуле 4.3:
m
ав
= m
ап
 K
п
(4.3) где m
ап
– масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; K
п
– коэффициент пыления, принимаем равным 1.
Расчетная масса пыли, способной поступить в помещение, составит:
m
ав
= 28 000·1 = 28 000 кг
Избыточное давление взрыва определим по формуле 4.4:
∆P =
0
св в
0
н
1
T
P
m H P Z
V
C T K

 

 

(4.4)
где m – масса пыли, вышедшей в помещение в результате аварии, кг; Н
Т
– теплота сгорания пыли, Дж кг; Р
0
– начальное давление, кПа (допускается принимать 101 кПа); Z – коэффициент участия горючего во взрыве; V
св
– свободный объем помещения, м
3
(допускается принимать 80 % от геомет-
,
(4.4)
где m – масса пыли, вышедшей в помещение в результате аварии, кг;
Н
Т
– теплота сгорания пыли, Дж кг; Р
0
– начальное давление, кПа (до- пускается принимать 101 кПа); Z – коэффициент участия горючего во взрыве; V
св
– свободный объем помещения, м
3
(допускается принимать
80 % от геометрического объема помещения); ρ
в
– плотность воздуха до взрыва при начальной температуре, кг/м
3
; С
Р
– теплоемкость воздуха,
Дж·кг·К (допускается принимать 1,01·10 3
Дж·кг·К); Т
0
– начальная тем- пература, К; K
н
– коэффициент, учитывающий негерметичность поме-

110 4. Пожарная безопасность горных предприятий щения и неадиабатичность процессов горения (допускается принимать равным 3).
Для расчетов принимаем: Н
Т
= 25 000·10 3
Дж·кг
–1
; Р
0
= 101 кПа;
ρ
в
= 1,2 кг/м
3
; Z = 0,5; С
Р
= 1,01·10 3
Дж кг К; Т
0
= 37 о
С + 273 °С = 310 К
(37 °С – максимальная температура воздуха для г. Красноярска)
Определяем свободный объем помещения:
V
св
= 0,8·210·27·32,8 = 148 780,8 м
3
Определяем избыточное давление взрыва:
∆P =
2 рического объема помещения); ρ
в
– плотность воздуха до взрыва при на- чальной температуре, кг/м
3
; С
Р
– теплоемкость воздуха, Дж кг К (допуска- ется принимать 1,01 10 3
Дж кг К); Т
0
– начальная температура, К; K
н
– ко- эффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатич- ность процессов горения (допускается принимать равным 3).
Для расчетов принимаем: Н
Т
= 25 000 10 3
Дж кг
–1
; Р
0
= 101 кПа; ρ
в
=
1,2 кг/м
3
; Z = 0,5; С
Р
= 1,01 10 3
Дж кг К; Т
0
= 37
о
С + 273 °С = 310 К (37 °С – максимальная температура воздуха для г. Красноярска)
Определяем свободный объем помещения:
V
св
= 0,82102732,8 = 148 780,8 м
3
Определяем избыточное давление взрыва:
∆P =
3 3
28 000 25 000 10 101 0,5 1 3
148 780 1,2 1,01 10 310









= 210,8 кПа
Так как избыточное давление взрыва 210,8 кПа превышает 5 кПа, омещение котельного отделения согласно данным, приведенным в табл.
4.3 по взрывопожароопасности относится к категории Б.
Пример 2. Определение категории пожаровзрывоопасности галереи транспорта угля с двумя конвейерными ставами.
Исходные данные для расчета:
Параметры галереи: длина 179 м, ширина 6 м, высота 3 м.
Горючую нагрузку представляет уголь, равномерно распределенный на конвейерных лентах, а также сами резиновые транспортерные ленты.
Ширина лент 800 мм, толщина 15 мм, плотность резины 1 100 кг/м
3
, тепло- та сгорания резины 44,9 МДж/кг. Ширина слоя угля на ленте 600 мм, вы- сота слоя 100 мм. Насыпная плотность угля 500 кг/м
3
, теплота сгорания
25 МДж/кг.
Решение:
Общая масса угля на конвейерных лентах:
500·0,6·0,1·179·2 = 10 740 кг.
Общая масса резины:
1 100·0,8·0,015·179·4 = 9 451,2 кг.
Площадь помещения галереи:
= 210,8 кПа.
Так как избыточное давление взрыва 210,8 кПа превышает 5 кПа, помещение котельного отделения согласно данным, приведенным в табл. 4.3, по взрывопожароопасности относится к категории Б.
Пример 2. Определение категории пожаровзрывоопасности гале- реи транспорта угля с двумя конвейерными ставами.
Исходные данные для расчета
Параметры галереи: длина 179 м, ширина 6 м, высота 3 м.
Горючую нагрузку представляет уголь, равномерно распреде- ленный на конвейерных лентах, а также сами резиновые транспортер- ные ленты. Ширина лент 800 мм, толщина 15 мм, плотность резины
1 100 кг/м
3
, теплота сгорания резины 44,9 МДж/кг. Ширина слоя угля на ленте 600 мм, высота слоя 100 мм. Насыпная плотность угля 500 кг/м
3
, теплота сгорания 25 МДж/кг.
Решение
Общая масса угля на конвейерных лентах составляет
500 ∙ 0,6 ∙ 0,1 ∙ 179 ∙ 2 = 10 740 кг.
Общая масса резины равна
1 100 ∙ 0,8 ∙ 0,015 ∙ 179 ∙ 4 = 9 451,2 кг.
Площадь помещения галереи
S = 179 · 6 = 1 074 м
2