УДК 622.003.232.268.27.84

ПОЧЕМУ СУЩЕСТВУЮТ ЭНДОГЕННЫЕ ПОЖАРЫ?

Предупреждение подземных эндогенных пожаров при подземной отработке угольных пластов на территории РФ осуществляется на основании нормативных документов в сфере деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору содержащихся в "Федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности "Правила безопасности в угольных шахтах" (Выпуск 40, 2014)" пункты 476-483 [1].

В начале статьи необходимо остановиться на следующих технических терминах и определениях, которые характеризуют следующие понятия.

Существует несколько теорий самовозгорания угля, на которых наиболее распространены пиритная, бактериальная, фенольная, фюзено-пиритная и теория комплекса уголь-кислород.

Пиритная теория – одна из первых, пытавшихся объяснить причину самовозгорания угля, Согласно этой теории, самовозгорание угля происходит вследствие наличия в нем пирита, способного вступать во взаимодействие с кислородом воздуха и водой. При этом реакция окисления сопровождается выделением тепла, а при его аккумулировании происходит самовозгорание угля. Считалось, что пирит особенно легко реагирует с кислородом, если он находится в распыленном состоянии в витренизированном веществе [3].

Но значительные по объему проверенные исследования выявили, что самовозгорание углей происходит с незначительным содержанием пирита и содержание пирита не является основной причиной самовозгорания углей. Затем следующая теория.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Бактериальная теория самовозгорания углей была выдвинута В. Петтером, который, считал, что при увлажнении углей происходит размножение находящихся в нем микроорганизмов.

При температуре 700С микроорганизмы погибают, но температура продолжает повышаться, так как при этом наступает химическая реакция между разлагающимся растительным материалом и кислородом воздуха.

Эта теория была опровергнута. Доказано, что уголь после пребывания в вакууме при температуре 100єС в течении 20 ч сохраняет свою степень самовозгораемости.

В Институте микробиологии АН ССС проводили специальные исследования по выявлению роли микроорганизмов в процессе самовозгорания углей при их хранении, в результате которых пришли к выводу, что микроорганизмы никакой роли в процессе самовозгорания и самонагревания углей не играют. Поэтому дальнейшие исследования в этом направлении были прекращены.

Фенольная теория была предложена [4]. Согласно этой теории, самовозгорание угля происходит вследствие наличия в нем фенольных атомных групп, которые энергично поглощают кислород при соприкосновении с воздухом, обусловливая этим развитие экзотермической реакции окисления.

[5] считает, что фенолы в присутствии влаги окисляются молекулярным кислородом легче, чем углеводороды того же строения. Комплексные соединения фенолов (фенолята) окисляются легче фенолов, а их эфиры труднее.

Другие мнения придерживается [6]. Он считает, что одноатомные и многоатомные фенолы, входящие в состав угля, обнаруживают большую инертность к молекулярному кислороду и их окисление не носит автокаталического характера. Наиболее подвержены автокаталитическому самокоислению альдегиды, олефины, алкизамещенные ароматические углеводороды, а также нафтеновые и парафиновые углеводороды.

Содержание фенольных гидроокислов в угле предопределяет его способность к окислению, и окисление угля не может обуславливаться какой-либо одной химической составной частью

Теория комплекса уголь-кислород была предложена [7] и развита , [8], [9] и другими. Сторонники этой теории считают, что главной причиной самовозгорания угля является его способность вступать во взаимодействие с кислородом воздуха.

Уголь при соприкосновении с кислородом воздуха сначала его адсорбирует, но при этом происходит не простое уплотнение молекул кислорода на поверхности угля, а образование неустойчивых кислородных соединений типа перикисей. Образование перекисных соединений сопровождается выделением тепла. В условиях плохого его рассеивания скорость взаимодействия между кислородом и углем увеличивается. Процесс адсорбции переходит в хемосорбцию. Происходит распад неустойчивых кислородных соединений с образованием более сложных уголь-кислородных комплексов, процесс прогрессивно ускоряется и в дальнейшем сопровождается повышением температуры. При распаде неустойчивых кислородных соединений происходит интенсивное выделение тепла и газообразных продуктов окисления, СО2, СО и Н2О. Процесс становится автогенным, что приводит к воспламенению угля.

Теория комплекса уголь-кислород получила наибольшее признание, так как она подтверждается практикой. Угли, изолированные от притока воздуха, не самовозгораются. Уменьшение притока воздуха к углю обуславливает торможение окислительных процессов, что используется как средство предупреждения эндогенных пожаров.

Предложено несколько схем макромолекулярного механизма окисления угля. Это объясняется, по-видимому, тем, что уголь является весьма сложным веществом. Он состоит не только из неоднородной органической массы, но и из минеральных примесей, находящихся  в виде грубых включений в тонкодисперсном состоянии, тесно связанных с ним. Минеральные примеси – это не инертные вещества, они оказывают весьма различное влияние на процессы самовозгорания в зависимости от их состава.

Как показали исследования, минеральные примеси, входящие в состав кузнецких углей, по разному влияют на сорбционную их способность по отношению к кислороду воздуха. Окислы железа, калия и натрия, содержащиеся в составе кузнецких углей, ускоряют реакцию окисления, а окислы алюминия, кальция, магния – замедляют. При этом существенное значение имеет – в каких соединениях они находятся в угле.

В связи с тем, что органическая масса углей неоднородна по составу, структуре и свойствам, возникает значительная трудность дать единую схему макромолекулярного механизма окисления углей. По-видимому, микрокомпоненты имеют различные схемы и каждый из них может иметь не одну, а несколько схем в зависимости от химического угля, минеральных примесей и их взаимосвязей.

В то же время можно считать вполне обоснованным объяснение механизма окисления угля молекулярным кислородом, исходя из теории: перекисной Баха-Энглера и цепных реакций . Различная сорбционная способность углей по отношению к кислороду воздуха обуславливается неодинаковой их молекулярной структурой.

Как показали исследования [5, 10], изометаморфные угли имеют различное содержание кислородосодержащих функциональных групп. Чем больше этих групп в угле, тем он более склонен к самовозгоранию.

С повышением степени метаморфизма уменьшается число кислородосодержащих функциональных групп в угле за счет уплотнения его молекулярной структуры, но при этом увеличивается число свободных радикалов. Поэтому сорбционная способность остается без изменения. Вследствие этого угли от длиннопламенных до антрацитов могут быть как склонными, так и не склонными к самовозгоранию.

Методы определения склонности угля к самовозгоранию по пробам, отобранным из горных выработок.

Для определения степени самовозгораемости угля только за последние 20 лет предложено свыше 17 методов, основанных на разных принципах:

– окисление угля кислородом или воздухом [11-16 и др.];

– окислении угля кислородом, связанным в конденсированной фазе [11, 17-20 и др.];

– определении изменения плотности угля при окислении его кислородом [8, 20];

– определении структуры угля [5, 19];

– определении петрографического состава угля [3. 14, 21].

Проведен большой объем  исследований по разработке и усовершенствованию приборов для испытания угля на определение склонности его к самовозгоранию, установлению и устранению факторов, влияющих на показания этих приборов. Однако при этом не уделялось должного внимания установлению численных значений показателей и разрешающей способности их, сопоставлению полученных данных о склонности угля к самовозгоранию к фактическими. Так, из 17 предложенных методов лишь по четырем произведена классификация углей по степени склонности их к самовозгоранию. Не учитывалась возможность использования предложенных методов для массовых испытаний угля и определения склонности его к самовозгоранию по керновым пробам, отобранным из геологоразведочных скважин, а также не уделялось должного внимания представительности проб и методике их отбора. Кроме того, не учитывалось, что изометаморфные угли одного и разных месторождений имеют одинаковую сорбционную способность по отношению кислороду воздуха [22].

Это неизбежно приводило к получению противоречивых данных и к созданию новых методов.

На основе современного представления о механизме окисления и молекулярной структуре углей можно считать, что склонность их к самовозгоранию зависит от размеров сорбирующей поверхности и от ее активности, которая, в свою очередь, зависит от их структуры и состава. Следовательно, все методы, основанные на определении размеров и активности сорбирующей поверхности (окислении угля молекулярным или химически связанным кислородом и др.), структуры (содержания функциональных групп) и состава (петрографического) угля характеризуют склонность его к самовозгоранию.

Затем необходимо раскрыть содержание указанных выше пунктов Правил безопасности в угольных шахтах.

Пункт 477 гласит: "Угледобывающие организации не реже одного раза в три года определяют склонность отрабатываемых пластов к самовозгоранию.

Склонность впервые отрабатываемых пластов к самовозгоранию, планируемых к отработке в соответствии с техническими проектами до начала отработки, определяют по результатам геологоразведочных работ.

Перечень пластов, склонных к самовозгоранию, ежегодно утверждает технический руководитель (главный инженер) шахты. Перечень пластов, склонных к самовозгоранию, после его утверждения направляют в подразделение ВГСЧ, обслуживающее угледобывающую организацию, и в территориальный орган Ростехнадзора".

На основании данных о склонности угольных пластов к самовозгоранию проектной организации разрабатывается проектная документация (проект) на отработку данного пласта или свиты пластов отражено в пункте 476 ПБ.

п. 476. Порядок, способы и сроки реализации профилактических по предупреждению подземных эндогенных пожаров при разработке пластов угля, склонных к самовозгоранию, должны быть определены техническим проектом и (или) проектной документацией.

Пункт ПБ 478 определяет порядок вскрытия и подготовку угольных пластов склонных к самовозгоранию.

п. 478. Вскрытие и подготовка пластов угля, склонных к самовозгоранию, осуществляют горными выработками, пройденными по породам. Вскрывающие горные выработки в местах пересечения пластов угля, склонного к самовозгоранию, и на расстоянии 5 м в обе стороны от этого пересечения обрабатывают герметизирующими инертным материалов, исключающим проникновение воздуха к угольному массиву".

Но в тоже время в работах ученых ВостНИИ (Восточный научно-исследовательский институт) говорится, что в результате длительно проведенных в течение многих лет натурных исследований в различных угольных регионах бывшего СССР и множественных лабораторных исследований получены не опровергаемые результаты, которые отражены в научных отчетах и публикациях.

В монографии [2] авторы утверждают, что эндогенная пожароопасность шахтных и выемочных полей во многом зависит от способа их вскрытия и подготовки, так как последние предопределяют способы и схемы проветривания, которые оказывают непосредственное влияние на величину и продолжительность утечек (подсосов) воздуха через выработанные пространства, являющихся главными факторами, обусловливающими самовозгорание угля.

При выборе способов вскрытия и подготовки шахтных и выемочных полей необходимо учитывать степень их пожароопасности. Безопасными в пожарном отношении следует считать такие способы вскрытия и подготовки шахтных и выемочных полей, которые позволяют обеспечить применение пожаробезопасных способов, схем и режимов проветривания; надежную изоляцию и в случае возникновения пожара, быстро их исключить из общей сети горных выработок шахты.

За критерий эндогенной пожароопасности способов вскрытия шахтных и выемочных полей следует принимать величину и продолжительность утечек воздуха через выработанное пространство.

В зависимости от условий залегания угольных пластов, вскрытие шахтных полей производится вертикальными или наклонными стволами, штольнями или одним из комбинированных способов.

По заключению авторов монографии наибольшая пожароопасность достигается при вскрытии шахтных полей:

– вертикальными стволами и этажными капитальными квершлагами;

– наклонными стволами, проведенными по породам или по пластам угля, не склонного к самовозгоранию, и этажными квершлагами.

Практика проведенных, автором монографии, исследований показала, что при проходке наклонных стволов по пластам угля, склонного к самовозгоранию, устранить опасность возникновения пожара не представляется возможным. В случае возникновения пожара  создается не только серьезная опасность для жизни горных рабочих, но и на длительное время выходит из строя шахта, что наносит огромный материальный ущерб. Поэтому проходка наклонных стволов по пластам угля, склонного к самовозгоранию, не может быть оправдана никакими эксплуатационными соображениями.

Значительное влияние на степень пожароопасности оказывает место заложения стволов, а также прямой или обратный порядок отработки шахтного поля. Как считают авторы монографии [2] при прямом порядке отработки шахтного поля наибольшая пожароопасность обеспечивается в случае флангового расположения стволов, а при обратном – в случае центрального.

Обратный порядок отработки шахтных полей с центральным расположением стволов более пожароопасный, чем прямой, так как позволяет исключить утечки воздуха через выработанные пространства.

При прямом порядке отработки шахтных полей вентиляционные стволы следует располагать за пределами шахтного поля в безугольной толщи. Полевые наклонные стволы необходимо проходить вне зоны надработки в крепких нетрещиноватых породах на расстоянии не менее 30-40 м от нижележащего пласта. Пласты, залегающие пол полевыми наклонными стволами, следует отрабатывать на полную мощность, а в случае невозможности отработки их на полную мощность необходимо оставлять целики угля шириной не менее 40 м, но значительное снижение эндогенной пожароопасности достигается при разделении шахтного поля на блоки, каждый блок вскрывается стволами, расположенными на флангах. При такой подготовке можно снизить величину общешахтной депрессии до пожароопасных пределов – до 100-150 мм вод. ст. Данный способ подготовки шахтных полей широко используется на шахта ПНР. Величина общешахтной депрессии при применении этого способа на шахтах ПНР обычно не превышает 80-100 мм вод. ст.

В случае эндогенного пожара в одном из блоков можно оперативно вывести данный блок из работы, отперемычев его и локализовать пожар при помощи одного из существующих способов.

Подготовка шахтных полей производится этажным и панельным способами. Этажный способ подготовки менее пожароопасный, чем панельный, так как при разделении шахтного поля на подэтажи можно производить их погашение по мере отработки. Степень пожароопасности значительно снижается при полной полевой подготовке, когда по породе проводят не только штрека на откаточном и вентиляционном горизонтах, но и выработки пласта (скаты, бремсберги).

Поэтому при разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, при всех углах падения, за исключением горизонтальных, авторы рекомендуют применять этажный способ подготовки шахтных полей.

Подготовка выемочных полей так же, как и шахтных, бывает пластовой и полевой. Наиболее пожаробезопасна полевая подготовка.

Как считают авторы, при пластовой подготовке и прямом порядке отработки шахтного поля в случае возникновения пожара выходит из строя пласт, а иногда и группа пластов в пределах крыла шахтного поля, и возобновление очистных работ становится возможным только после проведения полевых обходных выработок.

С целью снижения эндогенной пожароопасности подготовку шахтных полей на мощных, крутых и наклонных пластах следует осуществлять полевыми магистральными штреками, пройденными от главного квершлага на откаточном и вентиляционном горизонтах в породах лежачего бока каждой, не зависимой по условиям подработки и надработки, группы сближенных пластов (рис. 1).

Рис. 1. Схема вскрытия и подготовки шахтных полей:

1 – магистральный полевой штрек; 2 – промежуточный квершлаг; 3 – главный квершлаг

Отработку пластов в пределах шахтного поля необходимо производить односторонними выемочными полями, вскрываемыми с магистральных полевых штреков промежуточными квершлагами на неотрабатываемый массив.

Расстояние между промежуточными квершлагами на мощных крутых и наклонных пластах принимается 300-600 м, а на мощных пологих – 600-1200 м.

Практика показала, что при отработке пластов двухсторонними выемочными полями степень пожароопасности повышается примерно в 2 раза, так  как при подходе очистных работ к вскрывающей выработке вследствие возрастающего опорного давления увеличивается аварийность забоев и снижается качество изоляции из-за деформации целиков, оставляемых над квершлагами.

Выемочное поле следует вскрывать блоковыми квершлагами или гезенками с полевых штреков, пройденных из промежуточных квершлагов или из штрека, проведенного по нижележащему сближенному пласту угля, не склонного к самовозгоранию.

С целью снижения эндогенной пожароопасности на пластах мощностью более 6 м независимо от угла падения пласта выемочные поля следует делить на блоки размером 100-150 м. Между блоками следует оставлять целики размером 6-8 м, не прорезаемых горными выработками, для чего с блоковых квершлагов по пласту проходятся конвейерные (откаточные) штреки на длину блока. Отработку пласта необходимо производить до почвы конвейерного и откаточного штреков без оставления целиков. Для обеспечения надежной  изоляции заезды с промежуточных квершлагов на пласт делают по породе.

Ширина целиков угля, оставляемых между выемочными участками, принимается не менее 8-10 м в зависимости от мощности и угла падения пласта.

Применение такого способа подготовки выемочных полей в Кузбассе позволило значительно снизить эндогенную пожароопасность шахт, так как представилось возможным по мере отработки пласта изолировать выработанные пространства, а в случае возникновения пожара потушить его в пределах выемочного поля.

На мощных пологих пластах также следует применять полевую подготовку выемочных полей с односторонней их отработкой. В этом случае по породе проводятся штреки на откаточном и вентиляционном горизонтах и путевой бремсберг (уклон). Это позволят погашать подэтажи по мере их отработки, уменьшать деформацию целиков, прилегающих к бремсбергам (уклонам), и погашать их по мере отработки подэтажа.

Опыт отработки мощных пластов в условиях Томь-Усинского района показывает, что более 70 % пожаров от общего их числа происходит в целиках, прилегающих к бремсбергам, вследствие их деформации при подходе очистных работ.

Тонкие и средние мощности пласты независимо от угла падения пласта следует отрабатывать без разделения на выемочные участки. Вскрытие и подготовку выемочных полей необходимо производить с полевых магистральных или групповых штреков, проведенных по пластам угля, не склонного к самовозгоранию, промежуточными квершлагами (ходками) или гезенками.

Пласт следует отрабатывать прямым ходом на передний промежуточный квершлаг (ходок) или гезенк с тем, чтобы проветривание осуществлялось по возвратноточной схеме с односторонним прилеганием вентиляционной струи к выработанному пространству. Выработанное пространство необходимо погашать по мере подвигания очистного забоя.

При выборе расстояние между квершлагами, ходками, гезенками необходимо исходить из намечаемой скорости подвигания очистного забоя, степени самовозгораемости угля, которая при оптимальных условиях по притоку воздуха и теплообмену определяет продолжительность инкубационного периода.

Чтобы предупредить самовозгорание угля, необходимо уменьшить количество поступающего к нему воздуха до момента окончания инкубационного периода. Для этого следует увеличить скорость подвигания очистного забоя или уменьшить расстояние между промежуточными квершлагами (ходками, гезенками).

Такой способ вскрытия и подготовки полей успешно применялся на шахтах Донбасса, Средней Азии и других бассейнов и месторождений при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию.

Пункт ПБ 479 подтверждает значительные исследования, проведенные ранее авторами монографии [2], что отработку пластов угля, склонных к самовозгоранию, осуществляют с оставлением целиков угля, размеры которых обеспечивают безопасную отработку смежных выемочных участков. Место оставления и размеры целиков угля должны быть определены техническим проектом.

При всем выше сказанном пункт ПБ 481 требует, что при отработке пластов угля, склонных к самовозгоранию, запрещает оставлять в выработанном пространстве целики и пачки угля, не предусмотренные проектом, отбитый и измельченный уголь.

При оставлении в выработанном пространстве целиков или пачек угля выполняют меры по предупреждению самовозгоранию угля.

Но мероприятия, изложенные в пункте ПБ, не конкретизируют выполнение их в количественном определении (в %, в тоннах и т. п.), что не гарантирует их выполнение, в том числе обработку отработанного пространства антипирогенами.

По статистическим данным, предоставленным лабораторией профилактики эндогенной пожаров АО "НЦ ВостНИИ" за период с 1992 по 2015 гг. на шахтах Кузбасс произошло 263 пожара, из них эндогенных пожаров – 184, экзогенных пожаров – 79. Более подробно количество пожаров отражено в табл. 1.

Таблица 1 – Данные о возникновении пожаров на шахтах в период с 1992 по 2015 гг.


№ п/п

Год

Всего пожаров

Эндогенных

Экзогенных

1

1992

33

19

4

2

1993

26

16

10

3

1994

25

17

8

4

1995

25

13

12

5

1996

24

19

5

6

1997

18

8

10

7

1998

20

12

8

8

1999

9

7

2

9

2000

5

3

2

Итого

185

124

61

10

2001

7

6

1

11

2002

6

2

4

12

2003

7

6

1

13

2004

8

8

0

14

2005

4

2

2

15

2006

4

3

1

16

2007

5

3

2

17

2008

2

2

0

18

2009

2

2

0

19

2010

6

4

2

Итого

51

38

13

20

2011

4

4

0

21

2012

7

7

0

22

2013

6

5

1

23

2014

3

2

1

24

2015

7

4

3

Итого

27

22

5

Всего

263

184

79

Подробно более подробно места возникновения пожаров охарактеризованы ниже с 2011-2015 гг.

2011 г.

31 января 2011 г. в ОАО "Заречная" выработанном пространстве лавы № 000, пл. Байкаимский за изоляционной перемычкой № 000 обнаружен очаг самовозгорания с повышением температуры и концентрации вредных газов. Аварий – эндогенный пожар.

04 мая 2011 г. в ООО "Шахта "Колмогоровская-2" ОАО "УК
"Промуглесбыт", при обследовании изоляционных перемычек отработанного пространства лавы № 3 обнаружен дым у перемычки № 000. 144 работника шахты были выведены на поверхность. Авария – эндогенный пожар.

17 декабря 2011 г. в ООО "Шахта им. Ворошилова" ООО "Объединение Прокопьевскуголь" на участке № 5 из-за изоляционного сооружения (перемычки), ограждающей отработанное пространство 1-го выемочного штрека Южного блока, с квершлага № 14, гор. – 40 м обнаружена окись углерода – эндогенный пожар в отработанном изолированном пространстве. Авария, пострадавших нет.

2012 г.

20 января 2013 г. в ОАО "Южный Кузбасс" – Управление по подземной добыче угля (Шахта им. ). 11.01.12 г. на пласте XVI центральной части шахтного поля в изолированном пространстве отработанной лавы 0-16-11, при обследовании перемычек, обнаружена окись углерода. После изоляции лавы и возведения взрывоустойчивых перемычек процесс самонагревания угля продолжался. Принято решение о переводе инцидента в аварию – эндогенный пожар № 68.

02 марта 2012 г. на шахте Ольжерасская-Новая ОАО "Южный Кузбасс" в выработанном пространстве выемочного участка лавы 21-1-7 пласта 21 были зарегистрированы признаки самонагревания угля – авария эндогенный пожар.

23 марта 2012 г. в ООО "УК "Заречная" в выработанном пространстве подготовленной к демонтажу лавы № 000 был зарегистрирован рост окиси углерода до концентрации 0,199 %, что является признаком эндогенного пожара № 000 – авария.

04 апреля 2012 г. в ОАО "Шахтоуправление Анжерское" в исходящей струе воздуха выемочного участка лавы № 1 пласта Румянцевкого выявлено превышение концентрации окиси углерода – эндогенный пожар, авария.

14 апреля 2012 г. в ООО "Шахта Грамотеинская" "Южкузбассуголь" при обследовании горных выработок на сопряжении бремсберга 802 по пласту Сычевский-4 был обнаружен дым, в кровле в районе отработанной лавы 809 – открытый огонь. Произведено тушение открытых очагов огня. Авария – эндогенный пожар.

07 ноября 2012 г. в ООО "Шахта Колмогоровская-2" в демонтажной камере лавы № 4 горным мастером был выявлен очаг открытого огня, обнаружении очага самовозгорания немедленно сообщено горному диспетчеру и задействован План ликвидации аварии. 73 работника шахты вышли самостоятельно на поверхность. Авария – эндогенный пожар.

2013 г.

06 мая 2013 г. в лаве 4-9-23 пласта 9, в ОАО "Распадская" вспышка в выработанном пространстве (вытекла перемычка на фланге) эндогенный пожар.

28 июля 2013 г. в лаве 30-51 пласта, в ОАО "Шахта Большевик" взрыв в выработанном пространстве (разрушена перемычка) эндогенный пожар.

05 июня 2013 г. в ООО "Шахта "Киселевская" ОАО "ХК "СДС-Уголь" в вентиляционном штреке пл. Прокопьевского с квершлага № 66 обнаружен открытый огонь со стороны лежачего борта пласта – авария.

23 сентября 2013 г. в ООО "Шахта Колмогоровская-2" ООО "УК Промуглесбыт" в конвейерном штреке № 6 обнаружен очаг самонагревания угля. Авария – эндогенный пожар.

23 октября 2013 г. в ООО "Шахта Коксовая-2" произошла авария – эндогенный пожар, причина возникновения пожара – самовозгорание угля в межкамерных целиках.

28 марта 2013 г. в ООО "Шахта Алардинская" ОАО "ОУК "Южкузбассуголь" на групповом конвейерном штреке пл. 6 обнаружено задымление в районе хвостовой части ленточного конвейера, очагом возгорания явилось горение угольного штыба и ленточного полотна конвейера. Авария – пожар.

2014 г.

26.10.2014 г. ОАО "Шахта Заречная" лава 1308 – эндогенный пожар в выработанном пространстве.

31.10.2014 г. шахта "Первомайская" – возгорание в насосной камере основного штрека пласта XXVII Юг, экзогенный пожар.

13.12.2014 г. ООО "Шахта Зиминка" возгорание в скате пласта Двойного с полевого штрека "юг" гор. +40 м на полевой штрек "юг" гор. +133 м эндогенный пожар.

2015 г.

18.02.2015 г. пожар № 1 пласта 68, возникшего в условиях шахты "Талдинская-Западная-1" – эндогенный пожар.

11.04.2015 г. в очистном забое 1212 по пласту Надбайкаимскому ОАО "СУЭК-Кузбасс" ПЕ шахта им. – экзогенный пожар на сопряжении лавы с вентиляционным штреком.

12.07.2015 г. в АО ХК "СДС-Уголь" ООО "Шахта Листвяжная" произошло возгорание в монтажной камере № 000. Авария – экзогенный пожар.

21.08.2015 г. в выработках пласта III осложненного горением метана в выработанном пространстве, в условиях ЗАО "Распадская-Ккоксовая" ООО "РУК" – эндогенный пожар № 48Р.

15.09.2015 г. АО "Разрез Инской" пожар № 1Р, возникший на сопряжении людского ходка № 90 с ходком № 91 пл. Полысаевского бывшей шахты "Сигнал" (гор. + 130 м) – эндогенный пожар.

20.09.2015 г. ОАО "Шахта Заречная" лава 1308 – рецидив  эндогенного пожара в выработанном пространстве.

19.12.2015 г. ООО "Шахта Алардинская" возгорание ленты – экзогенный пожар людского ходка № 90 с ходком № 91 пл. Полысаевского бывшей шахты "Сигнал" (гор. + 130 м) – эндогенный пожар.

Проанализировав вышеприведенные статистические данные можно сделать выводы о том, что все эндогенные пожары происходят в отработанном пространстве очистных забоев. По всей видимости, причинами возникновения эндогенных пожаров являются:

– оставление значительных объемов разрушенного угля в отработанном пространстве очистных забоев, особенно при отработке мощных угольных пластов мощностью 4,0 и более метров. Особую пожароопасность, порождает отработка угольного пласта № 21 мощностью свыше 9 м на шахте "Ольжерасская-Новая" с выпуском подкровельной пачки мощностью до 4 м, что составляет свыше 30 % потерь.

Данная технология отработки этого пласта не приемлема для существующих условий его отработки;

– неэффективная обработка оставленного в отработанном пространстве очистных забоев разрушаемого угля антипирогенами или вообще ее отсутствие;

– неудовлетворительная изоляция отработанных пространств очистных забоев.

Предлагаемые меры по недопущению эндогенных пожаров в отработанном пространстве очистных забоев:

– строго контролировать допустимые потери угля в отработанном пространстве очистных забоев;

– строго контролировать утечки воздуха в отработанное пространство очистных забоев;

– потребовать от владельцев угольных шахт отрабатывающих угольные пласты склонные к самовозгоранию оборудовать секции очистных забоев автоматизированной системой обработки завала эффективными антипирогенами. Каждая секция механизированной крепи должна быть оборудована специальными форсунками, распыляющими  в забое очистного забоя антипирогенами в определенном количестве после прохода очистного комбайна. Работа комбайна должна быть блокирована с работой распыления антипирогенов в отработанное пространство. При нерабочем состоянии системы орошения отработанного пространства, очистной комбайн должен быть заблокирован.

Кроме того, хотелось бы обратить внимание на анализ произошедших в 1992-2015 гг. пожаров на шахтах Кузбасса отраженных в табл. 1. Все они произошли в отработанном пространстве выемочных столбов. Это говорит о том, что потери разрушенного угля в завале, составляют значительную часть схемы комбинированного проветривания при отработке самовозгорающихся пластов неприемлемы и вызывают большую пожароопасность, отработанное пространство за очистным забоем недостаточно отрабатывается антипирогенами или вообще не обрабатывается.

Кроме того, в данной статье нам хотелось и вопрос разработки и производства оборудования для проходки вскрывающих и подготавливающих выработок при внепластовым их проведении при отработке угольных пластов склонных к самовозгоранию.

Буровых установок для бурения вертикальных стволов, проходческих комбайнов соответствующих параметров для проведения наклонных и горизонтальных вскрывающих и подготавливающих выработок по пустым породам, вспомогательного транспорта в виде отечественных монорельсовых дорог, подземных и поверхностных буровых установок для бурения скважин направленного бурения, что вышеописанное оборудование позволяет отказаться от заказчика импортного оборудования.

Список литературы

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила безопасности в угольных шахтах" / Выпуск 40, 2014.

2. Линденау , профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах / , , . – М.: Недра, 1977. – 320 с. 

3. Травин петрографического исследования каменных углей с изучением их склонности к самовозгоранию Тр. горно-геологического института, 1956. – 25 с.

4. Тронов теория окисления углей / Журнал прикладной химии // Т. 13, 1940. – С. 18-24.

5. Харитонов отдельных структурных элементов на свойства углей // Изд-во АН КиргССР, 1960. – 420 с.

6. О Механизме процессов самоокисления  и самовозгорания углей // Изв. АН КазССР, серия химич., вып. 9, 1956. – С. 75-90.

7. , Макаров о применении антипирогенов при борьбе с рудничными пожарами. – М., Изд-во АН СССР, 1947. – 235 с.

8. Об окислении и самовозгорания каменных углей. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. – М., 1953. – 475 с.

9. , Ларина кинетики и механизма окисления ископаемых углей. – М., Изд-во АН СССР, 1960. – 98-107 с.

10. Ходот в угольных шахтах / , , и др. // Углетехиздат, 1958. – 249 с.

11. Веселовский природа горючих ископаемых. – М.: Наука,1955. – 423 с.

12. Жизлина тепловыделения от низкотемпературного окисления угля.  Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. – Харьков, 1964. – 20 с.

13. Забавин бурые угля. – М.: Наука, 1964. – 197 с.

14. Маевская углей Кизеловского бассейна по степени их склонного к самовозгоранию / , , // Вопросы безопасности в угольных шахтах, 1963. – С. 201-210.

15. воевременное обнаружение эндогенных пожаров в каменноугольных шахтах // Горное обозрение. Т. XVI, № 10. – С.753-758.

16. етод определения склонности угля к самовозгоранию / В. Халупа, В. Драбек // Уголь, № 15, 1962.

17. Замай кинетики окисления ископаемых углей триацетатом и тетрациатетатом марганца / , // Материалы к IX совещанию работников лабораторий геологических организаций. – Л.: Углехимическая секция, 1965. – С. 12-16.

18. ергидрольный метод определения склонности углей к самовозгоранию // Горноспасательное дело, 1964. – С. 15-18.

19. Пурикова процессы окисления ископаемых углей. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, 1966. – 20 с.

20. Хрисанфонова хранения углей и мероприятия по сокращению потерь топлива / , . – М.: Недра, 1970.

21. Маревич угля мощных пластов Прокопьевского месторождения Кузбасса. – М., Углетеиздат, 1955. – 130 с.

22. Маевская эндогенной пожароопасности при разработке угольных пластов. Дисс. на соис. уч. степ. докт. техн. наук. – Кемерово, 1969. – 384 с.