Факторы и мероприятия по предупреждению взрывов угольной пыли и газа

Самые тяжелые последствия экономического и социального характера могут возникнуть после взрывов газа и угольной пыли. В результате этих аварий могут происходить не только групповые несчастные случаи, но и настоящие катастрофы, уносящие по несколько сотен человеческих жизней.

Факторы, определяющие угрозу взрывов

Если сравнивать с другими видами аварий, взрывы газа и пыли относятся к числу доминирующих случаев, связанных с катастрофическими последствиями. К сожалению, нормативно-техническая документация, определяющая основные правила проведения горных работ, основана на исследованиях, относящихся к середине XX века. А технология проведения работ при добыче угля значительно изменилась с тех пор. Практика говорит о том, что обеспечение необходимого уровня защиты от взрывов газа и пыли – трудоемкий процесс, решение которого зависит от нескольких факторов объективной угрозы взрыва:

• нижний концентрационный предел взрываемости (НКПВ, — ред.) пылевоздушной смеси;
• вес пыли, отложившейся на территории выработки;
• мероприятия по локализации вероятных взрывов;
• профилактические мероприятия по исключению образования газо- и пылевоздушных взрывчатых смесей.

Для корректировки мероприятий по защите от взрывов пыли немаловажное значение имеет периодичность контрольных испытаний на взрывчатость. В настоящее время требования документов предусматривают недостаточную периодичность испытаний.

Кроме этого, отсутствие необходимых штолен и шахт переносит практические испытания в лабораторные условия, не позволяющих предоставить оптимальную картину ситуации.

При использовании метода осланцевания уровень взрывчатости пыли практически не определяется. В этом случае данные основываются на показателях негорючих веществ, входящих в состав пыли.

Наибольшее практическое значение имеет НКПВ пыли, отложившейся на поверхности. Благодаря нему имеется возможность сделать обоснованные выводы о принятии необходимых мер для предупреждения взрывов.

Степень отложения взрывоопасной пыли может значительно различаться – на один кубометр выработки может приходиться от нескольких граммов до нескольких килограммов. На этот показатель могут оказывать влияние несколько факторов: скорость движения воздуха, концентрация пыли в горной породе, интенсивность производства и другое. Расчеты показывают, что для большинства шахт Кузбасса и Воркуты, необходимость производства мероприятий для предупреждения взрывов возникает через каждые полчаса работы, что на практике осуществить практически нереально.

Мероприятия по локализации взрывов угольной пыли: проблемы, эффективность автоматических систем

Сланцевая пылевзрывозащита относится к числу наиболее распространенных способов предупреждения взрывов угольной пыли. Однако, эффективность этого способа не всегда обеспечивает необходимый уровень защиты. Об этом же говорят трагические примеры на многих мировых шахтах, использовавших сланцевание. Дело в том, что при высокой интенсивности выделения пыли, она откладывается сверху защитного барьера, и через определенное время взрывозащитные свойства инертной пыли сходят на нет.

Это определило внесение изменений, предусматривающих замену сланцевой пыли на воду. Однако и этот метод не обеспечивает должной защиты при производительности более 500 тонн в сутки. По этой причине модернизация комплекса мероприятий по предупреждению взрывов угольной пыли относится к числу первостепенных задач в области обеспечения промышленной безопасности.

Стоит также отметить, что применение пассивных заслонов из инертной пыли и воды не имеет необходимой эффективности при технологии добычи, предусматривающей применение множества подвижных конструкций и элементов, являющихся потенциальными местами скопления взрывоопасной пыли.

Известно, что выработка горной породы в будущем будет сопровождаться дальнейшим увеличением выделения угольной пыли и газа, что, несомненно, значительным образом увеличит шанс возникновения условий для взрыва. Параллельно с прогрессивными идеями повышения производительности необходимо вести работу по предупреждению возникновения взрывов газа и пыли.

Еще со времен СССР проводились исследования, направленные на изобретение средств предупреждения взрывов природного газа и угольной пыли в автоматическом режиме. Их принцип действия основан на подаче в зону вероятного воспламенения ингибиторного вещества по команде датчика. Относительно небольшие габариты этих систем обеспечивают достаточно простой монтаж и транспортировку по выработке.

Российским ученым удалось создать одну из самых удачных разработок в этой области – «АСВП-ЛВ» (Автоматическая система взрывоподавления – локализации взрывов, — ред.). Среди себе подобных мировых разработок, данная система обладает наилучшими показателями быстродействия и эффективности. Это же доказывает четырехлетний опыт эксплуатации.

Подводя итог, можно уверенно заявить, что применение сланцевых заслонов является малоэффективным способом предотвращения взрыва пыли и газа. Об этом свидетельствуют также трагические случаи из практики. Из-за ограниченности технических возможностей этот метод защиты не обеспечивает необходимой эффективности при сильных взрывах, приводящих к разрушениям и трагическим смертям.

Увеличение темпов производства немыслимо без применения автоматических систем, обеспечивающих не только своевременность и эффективность мероприятий, но и не мешающих проведению основного процесса.

Для решения поставленных задач эти системы должны обеспечивать выполнение следующих требований:

• полноценная и своевременная диагностика интенсивности пылеотложения и скопления метана в местах горных выработок;
• бесперебойная связь диагностической части системы с пылеподавляющей частью, и эффективность последней;
• системы подавления и локализации взрывов порошковыми ингибиторами в автоматическом режиме.