3.12 Воздушно-механическая пена.

Основными свойствами пены являются кратность и устойчивость. Пожаротушащий эффект пены в подземных условиях основан на охлаждении очага пожара и стенок выработки жидкостью и воздухом, а также частичной изоляции зоны горения от доступа свежего воздуха.

Воздушно механическая пена является двухфазной полидисперсной коллоидной системой, состоящей из пузырьков воздуха, оболочки которых содержат раствор пенообразователя, (рис.8)

Пенообразователь обеспечивает продолжительное существование пены за счет снижения сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз газ -жидкость с 0,72 до 0,31 Н/м. Основным условием уменьшения поверхностного натяжения и образования устойчивой пены является наличие разности концентраций пенообразователя на границе раздела и в объеме раствора. При увеличении содержания пенообразователя в растворе указанная разность концентраций вначале возрастает до максимума, а затем падает вследствие насыщения пенообразователем всего объема раствора. Минимальному поверхностному натяжению соответствует концентрация пенообразователя в исходном растворе 0,1-6 вес.

Смачивающая способность пенообразующего водного раствора значительно повышает охлаждающие и пожаротушащие свойства воды.

Добавка пенообразователя даже менее 0,1% резко улучшает смачивающую способность с 300 до 29 и менее секунд. При этом выделяющаяся из пены жидкость в процессе синерезиса хорошо смачивает горящие материалы, содействуя быстрейшему тушению пожара.

Пенообразователь ПО - 1 по физико-механическим показателям соответствует

81

нормам. Он не токсичен, не вызывает раздражений кожи, имеет относительно слабый запах.

В 1971 году получено разрешение санитарной инспекции СССР на применение пенообразователя ПО - 1 в шахтных условиях.

Нормативные показатели пенообразователя ПО -1 (таблица №3.4)

Наименование показа­телей	Нормы	Методика испытаний
1. Внешний вид	Жидкость темного цвета без посторонних приме­сей	Визуально в пробирке из бесцветного стекла
2. Наличие осадка	Не допускается	Визуально в пробирке из бесцветного стекла
3. Вязкость при 20 °С не более	5,5	По ГОСТ 6258 - 52
4.Кинематическая вяз­кость не более	40,0	По ГОСТ 33 - 66
5. рН среды	7,0-9,0	Определяют рН-метром
6.Плотность не менее	1,1	По ГОСТ 3900 - 47
7.Температура застыва­ния	-8°С	Определение темпера­туры застывания

82

Рисунок 8 - Схема диффузии газов из объема к стенкам пузырька пены.

83

Равномерное диспергирование газа (обычно воздуха) в пенообразующем растворе осуществляется в специальном устройстве - пеногенераторе.

Воздушно механическая пена, благодаря длительному сохранению своей структуры и объема, способна быстро заполнить выработку и под собственным весом или за счет обще шахтной депрессии перемещаться на значительные расстояния, дистанционно воздействуя на очаг пожара и нагретые боковые породы.

Воздушно механическая пена от других пожаротушащих средств выгодно отличается следующими признаками:

а) повышенным коэффициентом полезного использования воды, позво­ляющим получать из единицы объема 100 - 150 и более объемов пены;

б) длительным сохранением своей структуры и объема;

в) способностью перемещаться на значительные расстояния под собственным весом или за счет воздушного напора;

г) возможностью дистанционного тушения пожара в труднодоступных местах;

д) эффективностью тушения трудносмачивающихся горючих материалов (дерево, резинокабельные изделия и т.п.);

е) безопасностью и незначительной трудоемкостью работ по локализации и тушению подземных пожаров.

Воздушно механическая пена обладает универсальными пожаротушащими свойствами по отношению ко всем горючим материалам, имеющимся на руднике СКРУ - 3.

Эффект тушения достигается быстрым заполнением пеной объема предварительно оконтуренной горящей выработки.