2. Порядок расчета
1. По табл. 3 определяется суммарная горючая загрузка
.
(1)
где
- горючая нагрузка по каждому виду
горючего материала.
Таблица 3
Горючие материалы |
Горючая загрузка,
|
Объем воздуха
для полного ее выгорания,
|
|
1 ветвь ленты резинотросовой |
800 мм |
16-19 |
160-190 |
1000 мм |
20-24 |
200-240 |
|
1200 мм |
24-29 |
240-290 |
|
1 ветвь ленты резинотканевой |
800 мм |
8-16 |
80-160 |
1000 мм |
10-20 |
100-200 |
|
1200 мм |
12-24 |
120-240 |
|
Деревянные трапы |
13 |
50 |
|
Деревянные элементы конструкции конвейера |
2,5 |
10 |
|
Кабель гибкий силовой, 1 шт. |
2-3 |
20-25 |
|
Угольная мелочь |
5 |
40 |
|
Деревянная (или смешанная) крепь |
|
|
|
при
|
211 |
844 |
|
при
|
240 |
960 |
|
,
кг/м
,
м3/м
м2;
м
м2;
м
Ввиду того, что в
выработках чаще всего размещено несколько
видов горючих материалов, общая величина
объема воздуха, необходимого для полного
выгорания горючих материалов,
(м3/м)
определяется по формуле (2)
,
(2)
где
- горючая загрузка для материалов i-го
вида, кг/м;
- удельный расход
воздуха на горение каждого вида горючего
мате-риала принимается по табл. 3;
- число видов
горючих материалов в аварийной выработке
(резина, древесина, уголь и др.).
2. В зависимости
от скорости вентиляционного потока и
вида горючих материалов по табл. 4
определяется значение параметра
(в минутах).
Таблица 4
Параметр , характеризующий скорость развития пожара, мин.
Вид горючих материалов |
Скорость вентиляционного потока, м/c |
||
до 1 |
1-3 |
более 3 |
|
значения |
|||
Конвейерная лента с негорючей крепью |
120 |
120-200 |
200 |
Конвейерная лента со смешанной крепью |
40 |
40-80 |
80 |
Смешанная крепь |
60 |
60-150 |
80 |
Деревянная крепь |
40 |
40-80 |
80 |
3. Определяется предельная (максимально возможная в данных условиях) скорость распространения пожара по выработке (м/мин) по формуле (3)
(3)
где
- скорость воздушного потока в аварийной
выработке, м/с (исходные данные);
- площадь сечения выработки в свету, м2 (исходные данные);
- объем воздуха, необходимого для полного выгорания горючих мате-риалов, размещенных на участке выработки единичной длины, м3/м (формула (2).
При наличии
информации о расстоянии, пройденном
пожаром по выработке
,
и о времени, за которое оно пройдено с
начала горения
,
величину параметра
можно определить по формуле:
(4)
4. Определяется скорость распространения пожара на любое заданное время (м/мин) по формуле (5)
,
(5)
где - время действия пожара, мин (исходные данные);
- параметр, характеризующий скорость развития пожара, мин.
5. Определяется дальность распространения пожара при свободном его развитии на любое заданное время (м) по формуле (6)
(6)
где - время действия пожара, мин (исходные данные);
- параметр, характеризующий скорость развития пожара, мин.
При заданном
по графику (рис. 2) и классу пожара (табл.
1) определяют дальность распространения
пожара
.
6. Определяется
температура пожарных газов в зоне
горения (
)
по формуле (7)
(7)
где
- температура на свежей струе,
(исходные
данные);
- концентрация
кислорода на свежей струе, % (исходные
данные;
- концентрация кислорода на исходящей струе, % (исходные данные).
7. Определяется коэффициент теплоотдачи от нагретого воздуха к стенкам выработки (ккал/м2·ч·ºС) по формуле (8)
,
(8)
где - скорость воздушного потока в аварийной выработке, м/с (исходные данные).
8. Определяется массовый расход воздуха в выработке (кг/ч) по формуле:
,
(9)
где
- плотность воздуха,
;
- скорость воздушного потока в аварийной выработке, м/с (исходные данные).
- площадь сечения выработки в свету, м2 (исходные данные).
9. Определяется средняя температура воздуха за очагом пожара на заданном расстоянии от него по формуле (10):
,
(10)
где - температура на свежей струе, (исходные данные);
- температура
пожарных газов в зоне горения,
(исходные
данные);
- коэффициент
теплоотдачи от нагретого воздуха к
стенкам выработки, ккал/м2·ч·
,
(пункт 7 расчета);
,
м, (11)
- -периметр выработки,
м (исходные данные);
- массовый расход
воздуха в выработке, кг/ч (пункт 8-ой
расчета);
- удельная
теплоемкость воздуха,
=0,24
ккал/(кг·
);
- постоянная
математическая величина,
=2,71,
расчет в любой отрицательной степени
определяется по табл. 5;
- расстояние от
места возникновения пожара до сечения,
для которого рассчитывается температура,
м (берется из задания);
- дальность
распространения пожара на момент расчета
(пункт 5 расчета).
10. Определяется площадь горящей поверхности (м2). При горении деревянных элементов крепи и конвейерной ленты суммарная площадь горения определяется по формуле (12)
,
(12)
где - дальность распространения пожара на момент расчета (пункт 5 расчета);
- ширина конвейерной
ленты, м;
- периметр
затягиваемой деревянной затяжкой
поверхности выработки (определяется
по табл. 3) В табл 3 приведены данные для
металлокрепи с полной перетяжкой
деревянной затяжкой, поэтому для расчетов
принимаем величину
при деревянных стойках и верхняке с
затяжкой металлической решеткой, если
деревянные только стойки, принимаем
,
если все деревянное, то принимаем к
расчету величину
.
11. Расход материалов
на горение (кг/мин)
определяется по формуле
,
(13)
где - расход воздуха, поступающего к очагу пожара, м2/мин (исходные данные);
- удельный расход
воздуха на сгорание материала, м3/кг;
- концентрация кислорода на поступающей к пожару струе, %;
- концентрация кислорода на исходящей струе, %.
Эта формула используется также в тех случаях, когда в горении принимает участие несколько видов материалов. В этих случаях принимается равным 4 м3/кг и определяется эквивалентный расход древесины:
.
(14)
При эквивалентном расходе древесины на горение потребляется столько же кислорода и выделяется примерно столько же тепла, сколько его выделяют все одновременно горящие материалы.
Расчеты п.10 и п.11 потребуются для определения параметров тушения пожара.
Таблица 5
Значения показательной функции
|
|
|
|
|
|
0,00 |
1,000 |
2,1 |
0,1230 |
5,1 |
0,00610 |
0,10 |
0,905 |
2,2 |
0,1110 |
5,2 |
0,00552 |
0,15 |
0,861 |
2,3 |
0,1002 |
5,3 |
0,00499 |
0,20 |
0,819 |
2,4 |
0,0907 |
5,4 |
0,00452 |
0,25 |
0,779 |
2,5 |
0,0821 |
5,5 |
0,00409 |
0,30 |
0,741 |
2,6 |
0,0743 |
5,6 |
0,00370 |
0,35 |
0,705 |
2,7 |
0,0672 |
5,7 |
0,00335 |
0,40 |
0,670 |
2,8 |
0,0608 |
5,8 |
0,00303 |
0,45 |
0,638 |
2,9 |
0,0550 |
5,9 |
0,00274 |
0,50 |
0,606 |
3,0 |
0,0498 |
6,0 |
0,00248 |
0,55 |
0,577 |
3,1 |
0,0451 |
6,2 |
0,00203 |
0,60 |
0,549 |
3,2 |
0,0408 |
6,4 |
0,00166 |
0,65 |
0,522 |
3,3 |
0,0369 |
6,6 |
0,00136 |
0,70 |
0,496 |
3,4 |
0,0334 |
6,8 |
0,00111 |
0,75 |
0,472 |
3,5 |
0,0302 |
7,0 |
0,00091 |
0,80 |
0,449 |
3,6 |
0,0273 |
7,2 |
0,00075 |
0,85 |
0,427 |
3,7 |
0,0247 |
7,4 |
0,00061 |
0,90 |
0,406 |
3,8 |
0,0224 |
7,6 |
0,00050 |
0,95 |
0,387 |
3,9 |
0,0202 |
7,8 |
0,00041 |
1,00 |
0,368 |
4,0 |
0,0183 |
8,0 |
0,00033 |
1,10 |
0,333 |
4,1 |
0,0166 |
8,2 |
0,00027 |
1,20 |
0,301 |
4,2 |
0,0150 |
8,4 |
0,00022 |
1,30 |
0,273 |
4,3 |
0,0136 |
8,6 |
0,00018 |
1,40 |
0,247 |
4,4 |
0,0123 |
8,8 |
0,00015 |
1,50 |
0,223 |
4,5 |
0,0111 |
9,0 |
0,00012 |
1,60 |
0,202 |
4,6 |
0,0101 |
9,2 |
0,00010 |
1,70 |
0,183 |
4,7 |
0,0091 |
9,4 |
0,00008 |
1,80 |
0,165 |
4,8 |
0,0082 |
9,6 |
0,00007 |
1,90 |
0,150 |
4,9 |
0,00745 |
9,8 |
0,00006 |
2,00 |
0,135 |
5,0 |
0,00674 |
10,0 |
0,00004 |
