Основные факторы, влияющие на взрывоопасность горных выработок

Одной из главных опасностей на угольных выработках является наличие высокого содержания в атмосфере метанового газа и угольной пыли. Особенно это очевидно на подготовительных производственных стадиях. В результате появляются факторы, влияющие на взрывоопасность выработки на этом этапе. К ним относятся:

  1. Технологически процесс. Специальные проходческие комбайны разрушают угольные пласты и провоцируют выделение метана и образование угольной пыли.
  2. Геометрическая форма выработки. Это, как правило, своеобразное вытянутое «помещение». От параметров, которые его характеризуют и зависит появление и концентрация опасных веществ в шахтном пространстве.

Проходческий комбайн, разрабатывая угольный пласт вскрывает зоны, где скапливается газ и разбивает угольные фракции на мельчайшие части. Это представляет огромную опасность для жизни и здоровья людей. Уже давно известны технологии, которые минимизируют последствия подобных опасных явлений. Главным образом, это проведение вентиляционных работ в тупиковых участках угольных выработок. Опасность в присутствии на данных площадях угольной пыли и метана заключается как раз в смешивании этих веществ с воздухом. Они образуют взрывоопасную смесь и при наличие самого незначительного источника тепла может произойти взрыв с совершенно непредсказуемыми последствиями. Именно поэтому на шахтных производствах используют технологии по принудительному вентилированию выработки. Их задача предельна проста – они должны привнести в рабочее пространство определенное количество свежего воздуха, который смешиваясь с метановым газом и угольной пылью, разбавляет и уменьшает их концентрацию. Далее эти смеси выводятся их пространства выработки.

Существует несколько методологических подходов проветривания территории, где скапливается метан и угольная пыль. По сути, их существует два: нагнетающий и всасывающий. Использование того или иного метода зависит от глубины залегания угольного пласта. Если шахтная выработка расположена в поверхностных слоях, на небольшой глубине, то, как правило, применяются всасывающие технологии. На больших глубинах обычно используют способ нагнетания воздуха.

В настоящее время наибольшее распространение получил именно нагнетательный метод. Он более эффективен и уже никто из специалистов не сомневается, что этот способ является единственным, который в состоянии минимизировать и в какой-то степени контролировать сверхнормативное присутствие таких опасных веществ, как метанопылевоздушных смеси, в горных выработках. Осуществляется следующий технологический процесс: с помощью вентиляторов свежий воздух нагнетается из выработки (где проходит проточный воздух) по специальному вентиляционному трубопроводу в рабочее пространство рядом с забоем, расположенное в тупике. Кинетическая энергия по всем законам физики проталкивает свежий воздушный поток от вентиляционного выхода в тупиковую призабойную часть шахтного пространства.

Но у этого метода есть свои недостатки. Они заключатся, прежде всего, в том, что во время «своего пути» не весь свежий воздух достигает цели, а именно забоя. Это связано с относительно небольшой начальной скоростью воздушного потока, вышедшего из вентиляционной трубы. Поскольку концентрация воздуха уменьшена, то соответственно недостаточно разбавляется метанопылевоздушная смесь. Ее содержание в этом случае может превысить нормативные показатели и привести к взрывоопасной ситуации.

Также в процессе проветривания исходящие воздушные потоки соприкасаются с электрооборудованием, расположенным на горных выработках. Это разнообразные электроприборы, кабеля, а также силовые электрические двигатели. В результате мельчайшие угольные частицы полностью покрывают это технологическое оборудование. Экспертами, анализирующими аварии на шахтных выработках, сделан вывод, что причиной значительной их части стало перегрев эксплуатируемой в них техники. Кроме того, вся система электрических кабелей находится под напряжением и в ней могут возникнуть «слабые места», провоцирующие последующие возгорания и взрывы.

Необходимо понимать, что существуют закономерности, основанные на физических процессах, которые при нагнетании воздуха уменьшают уровень концентрации опасных смесей, влияющий на вероятность возникновения взрыва.

Контролировать содержание угольной пыли в атмосфере шахтного пространства вообще невозможно. В этой области не существует даже расчетных технологий, способных хотя бы приблизительно определить предельный расходный уровень воздуха, удаляющего опасность возгораний мельчайших угольных частиц.

Дело в том, что все существующие технологии ориентированы на прогнозную динамику продвижения и освоения угольного пласта, а также плановое выделение метана. Но, к сожалению, фактические данные зачастую не согласуются с прогнозными.

Очень много зависит от интенсивности работы и эксплуатации проходческой техники на призабойных территориях. При высокопроизводительной работе комбайнов в пространство достаточно быстро поступают опасные концентрации газа. Причем специалисты уверены, что даже нормативная концентрация метанового газа, которая равняется 1%, может спровоцировать при определённых условиях взрыв или привести к другим негативным последствиям. Датчики, которые размещены по всей внутренней поверхности шахтной выработки, не могут четко определить концентрацию метана, особенно в местах, где располагаются источники тепла.

Чтобы уменьшить содержание угольной пыли в атмосфере шахтных пространств используют процедуру орошения водой. Ее направляют на разрушаемый пласт и формируют так называемую «водяную завесу». Но, наиболее опасные фракции в виде мельчайших твердых частиц воздушным потоком выносятся из места выработки в предзабойное пространство. Зарубежные компании в экономически развитых странах используют дополнительно системы пылеотсоса, но до конца эта проблема все равно не решается.

Получается, что в настоящее время в угольной промышленности не существует технологий, способных полностью предотвратить появление факторов, провоцирующих взрыв на угольных выработках.

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: