Мероприятия по предотвращению выбросов горных пород и опасных горючих смесей на угольных выработках

При эксплуатации шахты и рудников существует огромное количество опасностей, которые в случае игнорирования правил техники безопасности, могут провести к необратимым последствиям, в том числе человеческим жертвам. Одной из них является непроизвольный выброс горных пород и опасных газовых смесей, которые происходит из-за динамических энергетических процессов в местах горной выработки. Этому предшествует разрушение и движение твердых фракций, проникновение сквозь них газа и его скопление в пустотах. В результате подобных процессов, в конечном итоге, образовавшаяся энергия выбрасывает части пород и газ наружу. Обычно это бывает, когда пласт подвергается моментальному вскрытию. Сначала появляются шумовые эффекты, посторонние звуки, напоминающие удары, а крепь, при этом, испытывает сильное давление, в результате чего осуществляется сжатие и дробление горных пород.

Для персонала, работающего в шахтах и рудниках, выбрасываемая порода, горючий газ, недостаток кислорода, а также ухудшение работы вентиляционных систем крайне опасны и являются факторами, которые угрожают их жизни и здоровью.

На шахтных выработках, опасные в этом отношении пласты, классифицируются следующим образом: угрожаемые и выбросоопасные. На первых из них ранее наблюдались обрушения твердых фракций и выделение опасных газовых смесей, а вторые являются более опасными — там выбросы уже происходили, зачастую неоднократно.

В настоящее время существуют современные и научные методы определения степени опасности подобных производственных объектов. Для этого используется специальная техника, улавливающая и регистрирующая шумовые колебания. Дело в том, что перед потенциальным выбросом уровень звукового фона превышен в несколько раз по сравнению со стандартным. Также посредством шпура определяется скорость выделения газа, находящегося в пласте, и если она превышает нормативную, то угроза выброса газа резко возрастает.

Чтобы обеспечить безопасные условия эксплуатации объектов по выработке угля необходимо провести ряд мероприятий, которые позволят снизить опасность выбросов горных пород и газа. Они подразделяются на общие и местные.

К общим или региональным можно отнести следующие меры:

  • предварительная подготовка системы защиты на пластах;
  • дегазационные работы и разрывы пластов гидравлическим способом;
  • предварительные увлажнительные работы в фильтрационном режиме.

К местным или локальным методам, позволяющим существенно уменьшить взрывоопасность, относятся:

  • водное нагнетание пластов;
  • увлажнительные работы в фильтрационном режиме;
  • опережающее бурение;
  • создание разгрузочных щелей и пазов;
  • обработка угольных пластов гидровзрывом.

Дегазационные работы с разрывом пластов гидравлическим методом позволяют удалить газ, скапливающийся в пластах под высоким давлением, а также изменить объемную структуру угля. Вода подается следующими способами: разрывным, размывным, методом расчленения и фильтрации.

При увлажнениях посредством фильтрации вода не должна превосходить пластовую приемистость и тогда горные массивы не подвергаются разрушению. Процент влажности, как правило, увеличивается до 6%. Перед этой процедурой необходимо проведение комплекс дегазационных работ.

Расчленение пласта нагнетающим водяным потоком уже выше пластовой приемистости. Благодаря этому трещины в горной породе раскрываются.

Гидроразрывной способ нагнетания жидкости предполагает разрушение пород за счет многократного превышения жидкости пластовой приемистости.

Опережающее бурение скважин (диаметр 80 – 250 мм) необходимо для дегазации и разгрузки угольных пластов.

Формирование разгрузочных щелей осуществляется по горизонтали, вдоль плоскости угольного пласта. Они создаются вдоль всей длины забоя и шириной, превышающей глубину захватных возможностей специальных машин по выемке пород. А пазы, наоборот, разрабатываются перпендикулярно пласту шириной 60-80мм. Они располагаются в напряженных подготовительных и очистных зонах выработки (нишах, уступах и кутках). Задача пазов – снизить это напряжение. Бурение осуществляется на глубину не более 2,5 мм.

Торпедирование, как метод предотвращения выбросов твердых пород и опасных газов, посредством взрывной энергии осуществляет разрыхление и ослабление угольного пласта. Кроме того, за счет увеличения проницаемости газа происходит его дегазация. В целях увеличения эффекта от этой процедуры в пробуренные скважины, диаметром 55-60 длинной от 8 до 14 м, нагнетается жидкость. Как правило, бурение осуществляется при наклоне от 4 до 7 градусов. После размещения взрывчатого вещества скважины заливаются водой.

Кроме всех технических и технологических процедур, способных снизить аварийность эксплуатируемых шахтных и рудниковых объектов из-за выброса горных пород и опасных газов, существуют еще и меры безопасности для работающего персонала. Их применение обязательно. Они подразделяются на средства индивидуальной защиты и групповой. Это самоспасатели изолирующие (защита органов дыхания и зрения), отведение сжатого воздуха (групповое и индивидуальное), специальные аппараты(спасательные), а также мобильные спасательные центры.

При строительстве новых шахт и модернизации старых, в обязательном порядке должны соблюдаться требования промышленной безопасности (ПБ, — ред.) по эксплуатации опасных производственных объектов. Изначально необходимо провести экспертизу на соответствие этим нормам и правилам, которые утверждены Ростехнадзором РФ. Проект ПБ должен предусматривать комплекс технических и организационных решений по недопущению самопроизвольных выбросов твердых пород и опасных газов.

Начало эксплуатации шахт и отработка угольных пластов согласовываются с региональным подразделением Ростехнадзора.

При обнаружении первых признаков потенциальных выбросов следует срочно отключить энергетическое снабжение выработки и вывести абсолютно весь персонал. После этого проводятся все соответствующие исследования и экспертизы. Эксплуатация объекта может быть возобновлена только после письменного приказа руководства объекта.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Кроме того, интересно почитать:

Вам понравилась статья? Не хотите пропускать новые? Тогда подпишитесь на RSS или получайте новые статьи мгновенно на электронную почту


Лицензия Creative Commons

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: