Лекция 11.4 Категории шахт по газу

ЛЕКЦИЯ 11.4 КАТЕГОРИИ ШАХТ ПО ГАЗУ

Газовый и пылевой режим

В соответствии с действующими правилами шахты, на которых хотя бы на одном пласте (залежи) обнаружены горючие газы, относят к опасным по газу и на них распространяется газовый режим.

Пылевой режим распространяется на те пласты или залежи, пыль которых взрывается. Так, к опасным по пыли относят пласты угля (горючих сланцев) с выходом летучих веществ 15% и более, а также пласты угля с выходом летучих менее указанного значения, если их взрывчатость установлена лабораторными испытаниями.

Серные шахты по степени опасности взрывов пыли подразделяют на две группы по среднему содержанию серы в руде: I группа - от 12 до 18%, II группа - более 18%.

Под газовым или пылевым режимом понимают совокупность требований по предупреждению взрывов, предъявляемых к шахте, разрабатывающей опасные по взрывчатости газа и пыли пласты или залежи.

Взрывоопасная ситуация может возникнуть при следующих обстоятельствах: скоплении такого количества горючего вещества, которое, находясь в воздухе, образует взрывчатую концентрацию, и наличии источника высокой температуры, способного воспламенить горючее вещество. Таким образом, общие принципы проведения мероприятий газового и пылевого режимов строят, с одной стороны, на недопущении взрывоопасных скоплений газа и пыли, а с другой - на предотвращении появления источника высокой температуры, способного воспламенить взрывчатую среду.

Избежать образования взрывоопасных концентраций можно посредством применения таких способов и средств, которые уменьшают выход взрывоопасных примесей при разрушении массива (например, нагнетание воды в пласт, дегазация) удаляют их с рабочих мест (пылеулавливание, проветривание), нейтрализуют (осланцевание, подача в пожарные участки инертных газов) и подавляют (орошение). Помимо перечисленных активных способов борьбы используют и пассивные - заблаговременную обработку пласта например, бактериями, пожирающими метан, контроль за содержанием взрывоопасных примесей в горных выработках и оборудование камер-убежищ. К пассивному способу борьбы можно также отнести способы локализации взрывов для уменьшения числа жертв взрыва, что достигается применением различного рода заслонов, разветвлением сети горных выработок на возможно большее число параллельных ветвей и др.

Появление источника открытого огня предотвращают путем использования специально изготовленного оборудования (взрыво - и искрозащитного), соблюдения особого порядка производства взрывных работ, запрещения курения и др.

Взрывчатые свойства газов и пылей имеют много общего (близкая по величине температура воспламенения, нижний и верхний пределы взрываемости и др.). Однако имеются и существенные различия. Поэтому, несмотря на общие методические основы разработки газового и пылевого режимов, способы и средства борьбы с пылью и газами различны.

Травматизм от взрывов газа и пыли на угольных шахтах составляет около 10% общего, а на рудниках - менее 1%. Как правило, это групповой травматизм с тяжелыми последствиями. Именно последним обстоятельством определяется особая социальная значимость предупреждения взрывов газопылевоздушных смесей в шахтах и защита персонала.

В современных условиях борьбу ведут в следующих направлениях:

-предотвращение образования пыли и газовыделений;

-недопущение опасных концентраций газа и пыли в шахтной атмосфере;

-исключение возникновения теплового импульса;

-ограничение масштабов (локализация) взрывов;

-защита персонала при взрыве.

Газовый режим распространяется на шахту в целом даже в том случае, если в свите разрабатываемых пластов имеются негазоносные. Исключение составляют калийные шахты, где при разработке нескольких пластов или залежей газовый режим распространяется только на те пласты или залежи, на которых обнаружено выделение газа, при условии их обособленной вентиляции.

В тех случаях, когда в горные выработки выделяется водород или смесь водорода с метаном, 1 м3 водорода принимают эквивалентным 2 м3 метана, так как водород является более опасным газом из-за меньшего значения нижнего предела взрываемости (4% по сравнению с 5-6% для метана) и температуры воспламенения, которая ниже на 100-2000С температуры воспламенения метана.

Категорию шахты по газу устанавливают на основании замеров метана и количества воздуха, а также расчетов по определению газообильности всех участков, крыльев, горизонтов, пластов и шахты в целом.

Строящуюся или действующую шахту независимо от значения относительной газообильности переводят в сверхкатегорную, если в ее выработках обнаружено суфлярное выделение.

Если на негазовой шахте выявляют выделение метана, то такую шахту немедленно переводят в I категорию по метану и устанавливают в ней соответствующий газовый режим.

По аналогичной методике устанавливают относительную газообильность калийных и других рудников.

Безопасность работ в газовых шахтах существенным образом зависит от содержаний горючих газов в шахтной атмосфере, которые строго нормируются ПБ.

Местными называют скопления метана в отдельных местах выработок с содержанием, превышающим среднее по поперечному сечению выработки. Присутствие высших углеводородов в шахтной атмосфере создает повышенную опасность, так как эти газы образуют взрывчатые смеси с воздухом при более низких содержаниях, чем метан, и, кроме того, являются высокотоксичными веществами. Пределы взрываемости по содержанию газов в смеси с воздухом составляют, например, для этана 3,12-15%, пропана 2,17-7,35% и бутана 1,55-8,5%.

Высшие углеводороды наряду с метаном входят в состав газов угленосных отложений. Выделение парообразных углеводородов наблюдают при проведении выработок по нефтесодержащим породам (например, на шахтах по добыче нефти подземным способом в районе города Ухты и др.).

Правильно организованный и выполняемый контроль за содержанием горючих газов имеет большое значение, так как позволяет своевременно обнаружить повышение их содержания и принять необходимые меры по нормализации газового состава.

Контроль содержания метана в газовых шахтах необходимо осуществлять во всех выработках, где обнаружен или может выделяться этот газ. Места и периодичность контроля устанавливает начальник участка вентиляции и техники безопасности (ВТБ) и утверждает главный инженер шахты. Периодичность контроля зависит от категории шахты.

На шахтах I и II категорий у забоев действующих тупиковых выработок, в исходящих вентиляционных струях тупиковых и очистных выработок и выемочных участков при отсутствии автоматического контроля замеры содержания метана нужно осуществлять не менее двух раз в смену, на шахтах III категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам, в тех же местах - не менее трех раз в смену. Первый замер выполняют в начале смены.

Отбор проб воздуха для последующего анализа в лабораторных условиях проводят на негазовых шахтах и шахтах I и II категорий по газу, а также в зарядных камерах не реже одного раза в месяц, в шахтах III категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам не реже двух раз в месяц. В негазовых шахтах и шахтах I и II категорий по газу в тупиковых выработках, где не обнаружен метан, для контроля содержания метана и углекислого газа необходимо применять переносные приборы эпизодического действия. В шахтах II категории по газу в выработках, где обнаружен метан, нужно использовать переносные автоматические приборы контроля содержания метана и переносные приборы для контроля содержания углекислого газа.

В шахтах III категории по газу, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам необходимо применять переносные или стационарные автоматические приборы контроля содержания метана в выработках, где обнаружен метан, а в остальных выработках - переносные приборы эпизодического действия.

Переносные автоматические сигнализирующие приборы подают звуковой и световой сигналы, если содержание метана в месте установки прибора превышает установленное предельное значение.

В исходящих вентиляционных струях участков (очистных выработок) на шахтах III категории и сверхкатегорных с абсолютной метанообильностью 3 м3/мин и более, а также при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам и суфлярным выделениям метана, контроль содержания метана нужно осуществлять при помощи автоматических стационарных приборов.

Поскольку образование скоплений метана и появление источника открытого огня наиболее часто наблюдаются в призабойном пространстве угольных шахт у комбайнов, то здесь контроль за содержанием метана должен быть особенно тщательным. Поэтому он выполняется не только сменным надзором участка и работниками ВТБ, но и звеньевыми, бригадирами, механиками участков и электрослесарями. Кроме того, на участках с абсолютной метанообильностью 3 м3/мин и более, а также при разработке пластов, опасных или угрожаемых по внезапным выбросам и суфлярным выделениям метана, в очистных выработках у комбайнов и врубовых машин контроль содержания метана необходимо выполнять с помощью автоматических приборов. Особенно тщательно замерять содержание метана нужно перед включением машин и механизмов, имея в виду искрение в системах коммутации.

Результаты замеров метана, проводимых в течение смены, заносят на специальные доски, установленные в местах замера на исходящих и поступающих струях, затем результаты записывают в рапорт и переносят в Книгу замеров метана и учета загазирований.

Большую опасность представляют местные и слоевые скопления метана с содержаниями, превышающими среднее по сечению выработок. Опасными считают скопления метана с содержанием 2% и более.

Слоевыми называют скопления метана вдоль кровли выработки с содержанием метана, превышающем допустимое на участке длиной более 2 м. Начальник участка ВТБ и геолог шахты составляют перечень выработок, опасных по слоевым скоплениям. Контроль за слоевыми скоплениями осуществляют горные мастера ВТБ не менее одного раза в сутки.

Одной из эффективных мер борьбы с горючими газами является деятельная вентиляция. Вентиляция должна быть организована таким образом, чтобы в горных выработках содержание метана и других горючих газов не превышало установленных Правилами безопасности концентраций, а количество воздуха, проходящего по выработкам, отвечало расчетным значениям. На горных предприятиях организован контроль за расходом воздуха. Замеры количества воздуха на шахтах негазовых, I и II категорий по газу осуществляют один раз в месяц, на шахтах III категории - не реже двух раз в месяц, на шахтах сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам — не реже трех раз в месяц. Одновременно с замером количества воздуха отбирают пробы для анализа на содержание в нем метана.