Причины образования и правила безопасности с горючими и взрывоопасными смесями на шахтах и рудниках

Метан – это один из самых опасных химических компонентов, который всегда присутствует в горных выработках. От строго и неукоснительного соблюдения правил безопасности с этим веществом зависят человеческие жизни и здоровье персонала шахты (рудника), горных спасателей и жителей региона.

Периодически мы слышим об авариях на шахтах, связанных со взрывами, и которые, как правило, сопряжены с гибелью людей. Основной причиной подобных чрезвычайных ситуаций является образование взрывной смеси, полученной в результате смешивания опасных горючих смесей с воздухом. К ним относится, прежде всего, метан, а также водород, этан, окись углерода, ацетилен и др. У каждого вещества свои пропорции содержания кислорода, ведущие к взрыву. Тот же ацетилен, например, имеет эти границы в размере от 3 до 65%.

Основной причиной аварии является формирование взрывной смеси из 5-15% метана и воздуха. В случае если содержание метана достигает 9,5%, то взрыв приобретает наибольшую разрушительную силу, так как при горении расходуется весь кислород. Температура в закрытом помещении доходит до 2650С, а с выходом на открытое пространство – 1850С.

Опасность метана заключается в том, что он, будучи значительно (в 2 раза) легче воздуха поднимается вверх и скапливается там, проникая во все пустые конструкции. Его распространение происходит из всевозможных, невидимых глазу, отверстий и трещин. Объем газа на каждой шахте разный – все зависит от количества его присутствия в пласте.

Если на шахте обнаружен метан, то этот объект является взрывоопасным и принимаются отдельные решения по его эксплуатации с точки зрения обеспечения безопасности.

При анализе ситуации необходимо разобраться в истинных причинах образования взрывной смеси. Ими могут быть:

  • полное отсутствие работы вентиляционных систем, вызванных техническими или организационными обстоятельствами;
  • предаварийное состояние системы воздушно-вентиляционных трубопроводов;
  • ошибки в расчетных данных о потребностях необходимого воздуха;
  • объем метана в воздухе;
  • расхождение вентиляционной конструкции с проектными решениями;
  • нарушение технологии разбавления метана (разгазирование).

Для того, чтобы предотвратить возможности возгорания опасной воздушно-метановой смеси, необходимо обеспечить соблюдение правил безопасности при эксплуатации объекта и знать причины, приводящие к этому процессу. Их можно подразделить на следующие:

  • плановые взрывные работы;
  • дефекты и недостатки в электросети и оборудовании;
  • процессы технологического трения;
  • искрение (фрикционное), вызванное контактом между горными породами и соответствующего инструмента;
  • нарушение правил безопасности, связанных с курением и обращением с огнем;
  • сварочные работы;
  • самостоятельное возгорание;
  • угольное самовозгорание (эндогенное).

Повышенной взрывоопасностью обладает и угольная пыль. Все зависит от ее состава, количества, ну и конечно размеров пыльных веществ. Факторами, провоцирующими возгорание угольной пыли, являются: присутствие опасных газов в воздухе, активность летучих газов во время нагревания, коэффициент влажности воздуха и самой пыли, а также степень концентрации кислорода в атмосфере. Если выход летучих веществ в пыли составляет более 10%, а наличие в ней инертных частиц и непосредственно золы меньше 60%, то угроза возгорания и взрыва в шахте резко повышается.

Смеси из опасного газа и пыли более взрывоопасны, чем воздушногазовые смеси. Причина этого в температуре возгорания. Так, например, этот процесс из пыли бурого угля начинается с 200-230С, а из веществ угля другого состава – 300-365С. Воздушнометановая смесь начинает гореть с температуры в 500С.

Самая опасный состав угольной пыли имеет влажность в пределах 2-3%. Что пылегазовая смесь, что метановоздушная – обе, имея в своем составе 16% и выше кислорода, уже являются взрывоопасными.

Техника безопасности в целях предотвращения аварий на угольных шахтах должна соблюдаться практически везде, но существуют места возгорания пылегазовых смесей, особенно опасные, где требуется дополнительные меры предосторожности. Это:

  • поверхность угольного пласта для последующего его отделения и передачи наверх (очистной забой);
  • проходки подготовительные (подготовительный забой);
  • прочие выработки;
  • территория после выработки.

Наибольше количество аварий, более половины, происходит в подготовительных забоях.

Чем выше хрупкость и твердость горных пород, тем выше вероятность образования опасного пылевоздушного вещества. В случае повышенной смачиваемости и впитываемости угольной пыли риск взрыва увеличивается. В угольных забоях также не рекомендуется сильное проветривание. Оно должно осуществляться в соответствии с порядком, четко установленным мерами безопасности. При проектировании и эксплуатации вентиляционных систем нельзя допустить самостоятельного укорачивания и создания опрокидывающего момента для струевых потоков вентиляции. Также необходимо свести к минимуму пересечение воздушных потоков.

На любой шахте, где обнаружена опасность в виде горючих газовых смесей, вводятся особые меры безопасности. Эти объекты переводятся на газовый регламент. На пылевой же регламент переходят в случае, если в забое обнаружена взрывоопасная пыль.

Эти режимы предполагают комплекс правил и норм безопасности, которые необходимо соблюдать при эксплуатации рудника или шахтного предприятия. Главное в них это недопущение образования газовых и пылевых смесей, а также невозможность создание на территории объекта источника температуры, которая может спровоцировать их возгорание. Главным и необходимым условием отсутствия аварий на подобных объектах является постоянный и четкий надзор за этими показателями.

Чтобы оценить качество состояния атмосферного воздуха, а также безопасное его распределение, специалисты, эксплуатирующие объект, проводят систему замеров и экспертиз по его расходованию на всех участках рудника и шахты.

Не менее важным для обеспечения безопасности на шахте или руднике является дегазация, заключающаяся в отводе по специальным трубам газово-воздушных смесей. После осуществления этого процесса проводятся работы по увлажнению угольных пластов в целях уменьшения пылеобразования и блокировки метана.

Нарушение требований безопасности при эксплуатации подобных объектов чревато опасными и необратимыми потерями, в том числе человеческих жизней. Именно поэтому их выполнение является необходимым и обязательным условием.

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: