Геологическая составляющая процессов самовозгорания в условиях угольных шахт

Следует сказать, что современное развитие угольной промышленности обеспечивает достойный уровень защиты от взрывов газовых смесей. В частности, это касается сигнализаторов загазованности, которые даже при значительном превышении установленных пределов обеспечивают необходимую безопасность.

Однако на практике имеют место быть случаи, связанные с сознательным нарушением норм безопасности, так сказать, за счет «предыдущего опыта успешной операции». Нередко нарушения техники безопасности ассоциируются, как должное, то есть необходимое условие выполнение необходимого комплекса работ. При этом не учитывается тот факт, что взрывы происходят в той части шахты, где они уже случались, так как в них уже отсутствует необходимый контроль безопасности.

Открытым остается вопрос: почему самовоспламенение происходит лишь в обособленных участках угольной залежи?

При поиске ответа на данный вопрос нередко появляется множество самых разнообразных вариантов. Это многообразие объясняется затруднением при поиске верного варианта после того, как возгорание случилось. Чаще всего можно слышать такие выводы, как «человеческий фактор» или «нарушение технологического процесса».

В итоге формулировки заключений о причинах воспламенений носят характер неубедительных доводов о технических и технологических причинах. Кроме того, в них практически полностью отсутствует анализ геологической составляющей. Даже если в указанных отчетах присутствует так называемый раздел «тектоника», то в них вряд ли можно обнаружить подробный анализ и исследования процессов накопления осадков и формирования скоплений минеральных микроэлементов.

В этом случае сразу же возникает вопрос: по какой причине в комиссию по расследованию пожаров в шахтах не включают профессиональных геологов?

Анализ статистики аварий показывает, что вина за происходящие аварии ложится на отдельных лиц. Это же подтверждает набор замечаний со стороны Ростехнадзора.

По причине отсутствия углубленных геологических знаний, обоснования причин скопления опасных концентраций газов также выглядят однообразно и не позволяют выявить истинные предпосылки опасных ситуаций.

Следует также отметить, что контролирующие органы «на местах» и органы Ростехнадзора чаще всего занимают нейтральную позицию наблюдателей, оставляя право выбора направлений деятельности в области обеспечения безопасности за предприятием. В таком случае нередко во главу угла ставятся материальные ценности, а не здоровье и жизнь обслуживающего персонала.

На фоне существующих проблем попытаемся проследить и проанализировать геологическую составляющую предпосылок, приводящих к самовозгораниям.

Для начала взглянем на имеющиеся практические наработки тушения возгораний с помощью азотного газа, а также рассмотрим условия формирования вероятного локального скопления минеральных источников, способных спровоцировать самовозгорание.

Следует сказать, что использование азотного газа в качестве тушащего вещества довольно эффективно. Об этом же говорят результаты постоянного контроля концентрации газов в зоне выработки.

В условиях ограниченного пространства азотный газ в полной мере способен вытеснить кислород из зоны вероятного возгорания. С точки зрения обывательской мысли, остается убедиться, что температура в зоне выработки снижена, и опасности самовозгорания нет. Но геология говорит о том, что это не совсем так.

Первое на что следует обратить внимание, это то, каким образом и возможно ли в полной мере изолировать пространства между собой.

Для ответа на этот вопрос следует обратиться к структуре горных пород, основной характеристикой которых в этом смысле является проницаемость. Реальное строение горных пород позволяет говорить о том, что даже в условиях кажущейся изолированности горных выработок, каналы и пути, соединяющие их между собой, имеют место быть. Объясняется это наличием пустот и трещин в горных породах. Тоже самое касается и возможной связи с вентиляционными каналами угольных шахт.

В последнем случае теряется роль автоматической сигнализации, которая не способна определять присутствие горючих газов в отработанных пространствах.

Выходит, что использование азотного газа и изоляция пространств – это всего лишь мероприятия временного характера.

Особую опасность при самовозгорании представляют собой горные породы неотектонических разломов, которые в силу специфики своего строения способны соединяться с поверхностью. Благодаря этому нередко происходят выбросы углеводородных газов.

Обобщенная информация, связанная с геологическим строением горных пород, позволяет сделать ряд выводов:

• местами наиболее вероятного скопления углеводородных газов являются включения песчаника в угольные разрезы;
• возникновение очагов самовозгорания вероятнее всего в условиях неотектонических разломов;
• концентрация микроэлементов резко возрастает у почвы угольного пласта;
• массивность включений песчаников в угольные разрезы лучше всего определяются при трехмерной съемке геологического пространства;
• опытным путем установлено, что снижение вероятности самовозгорания достигается за счет искусственного обогащения азотным газом;
• наибольшую опасность представляют локальные зоны, которые имеют пути соединения с поверхностью;
• наличие конкретной геологической модели и анализа разреза позволяет получить необходимую информацию о вероятных очагах самовозгорания, а также спланировать комплекс мероприятий, направленных на повышение безопасности эксплуатации объектов угольной промышленности.

Реальная ситуация, как говорилось выше, выглядит не так. Геологоразведочные отчеты, чаще всего, представляют собой типовую документацию, которая не позволяет осуществить необходимый комплекс работ.

Кроме того, можно говорить о том, что основными причинами пожаров и самовозгораний в угольных шахтах, являются отсутствие законодательно закрепленных требований к изучению и анализу результатов геологоразведочных мероприятий.