Применение ингибиторов-антипирогенов

 

Применение ингибиторов-антипирогенов основывается на использовании их принципа действия, заключающегося в том, что они вступают в химическое взаимодействие с углистым веществом и тормозят его окисление кислородом воздуха или препятствуют переходу окисления в процесс горения. Антипирогены используются в виде водных растворов или плёнок твердеющих материалов.

При пропитке отвальной породы водными растворами антипирогенов происходит:

- изменение физико-химических свойств отвальной породы;

- снижение сорбционной способности;

- снижение скорости низкотемпературного окисления;

- уменьшение вероятности автокаталитической реакции окисления;

- изменение термических свойств отвальной породы.

К антипирогенам, используемым в виде водных растворов, относятся растворы извести, глины, глинистых сланцев.

Плёнкообразующие антипирогены - это вещества, формирующие на поверхности породного отвала плёнку, обладающую достаточной твёрдостью, прочностью, эластичностью, хорошей адгезией, устойчивостью к воздействию влаги. Для этих целей используют водные растворы природных и синтетических смол, жидкого стекла как самостоятельно, так и с наполнителями, модификаторами и другими добавками. Практически все угли и породы гидрофобные вещества, плохо смачивающиеся водой. Поэтому для улучшения эффективности их обработки в растворы добавляются смачиватели.

В качестве эффективных плёночных покрытий для профилактики самовозгорания отвальной породы рекомендуются композиции на основе карбамид-формальдегидной смолы, поливинилацетатной дисперсии и составы на основе жидкого стекла, которые обладают хорошей адгезией, трудносмываемые водой, образуют на поверхности эластичные воздухонепроницаемые плёнки. Обработка поверхности породного отвала плёнкообразующими антипирогенами осуществляется с помощью распылителей. Указанные составы, нанесенные на отвальную поверхность, создают на ней воздухонепроницаемую плёнку, которая в случае самовозгорания породы вспучивается с образованием твёрдой пены, а также служит индикатором процесса нагревания. Расход антипирогенов плёночного типа составляет от 0,3 кг до 0,6 кг на 1 м² поверхности.

 

 

Рис. 14.1. Зависимость коэффициента воздухопроницаемости изолирующих материалов от степени их уплотнения

 

Для изоляции поверхности откосов от доступа к нему кислорода воздуха могут быть использованы твердеющие пены. Исходным сырьём для получения твердеющей пены являются карбамид-формальдегидная смола КФ-Б или КФ-МТ, поверхностноактивное вещество (пенообразователь сульфанол НП-3) и кислотный отвердитель.

Антипирены - вещества, гасящие пламя. Их применение заключается в:

- понижении температуры пламени (для чего достаточно ввести небольшое количество распылённого твёрдого или жидкого антипирена);

- воздействии на горючие материалы (покрывают их поверхность и препятствуют притоку к ней кислорода).

Антипирены применяют в виде пены либо легкоплавких солей: силиката натрия, соды, фосфата натрия и др.

К гравитационным методам предотвращения самовозгорания отвалов относится уплотнение формируемых слоев отвальной массы. Оно осуществляется попутно с помощью движущихся автосамосвалов и бульдозеров. Однако уплотняются качественно только горизонтальные слои отвалов. Откосы отвалов уплотняются лишь отчасти бульдозерами, которые придают им угол, меньший естественного откоса отсыпаемых пород. Для предотвращения самовозгорания вещества откосов необходимо создавать воздухоизолирующие экраны из инертных материалов или защитную плёнку из антисорбентов. Данный способ требует больших затрат из-за больших объёмов работ. Снижение расходов может быть достигнуто в результате применения высокопроизводительных машин и сокращения расстояния транспортирования инертного материала. Например, Новочеркасский политехнический институт, МакНИИ и объединение Ростовуголь предложили использовать несколько марок землеройно-метательных установок для покрытия грунтом склонов отвалов. Грунт отбирается такими машинами непосредственно у подножья отвала и забрасывается на склоны по кратчайшему пути. Из всех видов установок достаточно высокой производительностью и необходимой дальностью метания обладают газоструйные метатели, которые используют струю газов, выбрасываемых турбореактивным двигателем (ТРД).