Причины возникновения пожаров на объектах горнодобывающей отрасли

Пожары, возникающие непосредственно в местах, где осуществляется выработка горных пород, называются рудничными. Причины их возникновения неконтролируемы. Они бывают подземными (где осуществляется непосредственно рабочий процесс) и открытыми (в надшахтных помещениях, складах готового сырья и т.д.). Наличие огня на таких объектах является смертельной угрозой для их персонала. Опасность для жизни и здоровья людей представляют, прежде всего, следующие источники: токсичный дым, недостаток кислорода, падающие материальные части, огонь, горячий воздух и т.д. Взрывы, которые случаются при пожарах, еще больше усугубляют ситуацию на объекте. Облицовочные материалы подвергаются возгоранию, выделяя токсичные и ядовитые вещества, угрожающие жизни человека.

Если на объекте необходимые средства противопожарной безопасности отсутствуют или находятся в ненадлежащем состоянии, то пожары могут превратиться в еще большую угрозу, граничащую с бедствием. Положение осложняется еще тем, что все токсичные смеси через вентиляционные системы распространяются по всей территории, где находится персонал объекта, а также специальные спасательные бригады.

Проблема при ликвидации таких пожаров усугубляется ситуацией, при которой к источнику огня практически невозможно приблизиться, а зона его воздействия, при этом, моментально увеличивается. Взрывоопасные смеси угольной пыли и газа начинают взрываться.

Подобные чрезвычайные ситуации связаны не только с угрозой гибели людей, но и, как правило, с огромными материальными убытками. Рудничные пожары настоящий бич для горнодобывающей промышленности – 90% всех расходов по ликвидации аварий в отрасли связаны именно с ними.

Рудничные пожары по причине их возникновения бывают экзогенными (от внешних факторов) и эндогенными (внутренние, возникающие в результате самовозгорания).

Самовозгорающийся процесс осуществляется следующим образом: окисление горючих материалов – выделение тепла – возгорание. При этом, горючее вещество – это рыхлая угольная масса, а окислитель – кислород в воздухе.

Эндогенные возгорания в основном происходят в местах скопления угля внутри шахты или на внешних складах и развалах, где высокая концентрация угольных пород.

Причинами экзогенных пожаров являются:

• дефекты и неисправности в электросетях и энергетическом оборудовании (перегрев и замыкание разнообразных контроллеров, кабелей и обмотки двигателей);
• ошибки при проведении взрывных работ;
• использование при плановых взрывах материалов неудовлетворительного качества;
• трение, возникающее в результате использования частей технологического оборудования и материалов;
• использование открытого огня при эксплуатации объекта;
• курение;
• нагрев технических масел, используемых в основном и вспомогательном оборудовании;
• самовозгорание метана, образовавшегося в пустотах и свободных пространствах.

В горнодобывающей отрасли РФ количество эндогенных и экзогенных пожаров практически одинаково. На всех предприятиях отрасли расположены большие запасы различных горючих материалов и веществ. Проблема усугубляется также тем, что на таких опасных производственных объектах, как правило, достаточно минимального объема горючих веществ, чтобы возник пожар, который в короткое время может привести к необратимым последствиям, в том числе и гибели людей.

Присутствие на объекте внешних тепловых источников может привести к повышению температуры горючих материалов, выделению токсичных газов и испарений, а также возникновению вспышки или возгоранию вещества.

Если газовые и паровые выделения материалов или жидкостей моментально сгорают, а скорость этого процесса и их количество недостаточно, то подобное действие называется вспышкой. И нужен только открытый источник огня, чтобы эта субстанция вспыхнула со всеми, вытекающими из этого, последствиями. Минимальная температура, при которой все это происходит, называется температурной вспышкой.

Вещества, исходя из этого показателя, подразделяются на 2 группы: быстровоспламеняющиеся с температурой вспышки до 61С. Это спирт этиловый, бензин, ацетон и т.д. Им для возгорания достаточно 13С. Метиловым спиртам, керосину и т.д. для этого необходима более высокая температура.

В случае, если количество вещества достаточно велико, то происходит его воспламенение. Этот процесс также имеет свои минимальные температуры запуска, которые выше температуры вспышки аналогичного вещества

Следующий этап – это горение, которое поддерживается за счет быстрого процесса окисления (наличия кислорода в воздухе). В зависимости от структуры вещества оно может быть гомогенным (газообразное состояние) или гетерогенным (жидкое или твердое состояние).

Режимы процесса горения также имеют свою классификацию: диффузные и кинетические. В первом случае окислитель и само вещество изначально находятся в раздельном положении, и поэтому возгорание осуществляется в зоне их соприкосновения и смешивания. Во втором случае смесь (окислитель и вещество) образовывается до процесса возгорания.

Но на этом негативные процессы и последствия возгораний и пожаров на опасных производственных объектах горнодобывающей отрасли не заканчиваются. Горение сопровождается выделением опасных, для людей и окружающей среды, токсичных химических соединений.

Основой органики угля является углерод. Именно он и является основным виновником пожаров и дальнейших последствий.

На скорость распространения огня в местах горной выработки влияют также следующие факторы: объем влаги в горючих веществах, динамика воздушной струи (скорость), система крепления на объекте, форма сечения выработки, а также размер и мощность теплового источника возгорания. Если температура возгорания достигла 1000С и выше, то процесс перемещения огня зависит исключительно от динамики вентиляционной струи и объема сырья на объекте.

Требования к безопасности в случае возникновения пожаров на подобных объектах горнодобывающей промышленности настолько многообразны и принципиально важны для исполнения, что требуют особого квалифицированного подхода и обеспечения всеми необходимыми ресурсами, в том числе финансовыми.