 |
Нормативные значения факторов и мероприятия по предотвращению, снижению и ликвидации последствий их действия на людей
|
|
|
|
Виды аварий в шахтах
Подземные аварии - внезапное нарушение нормального состояния выработок, механизмов и состава рудничной атмосферы, в результате которого создаётся угроза жизни людей, занятых на подземных работах. Виды аварий (по масштабу):
1. Аварии, которые отражаются на работе предприятия в целом или его отдельных производств: взрывы газа и пыли; внезапные выбросы угля и газа; внезапные выделения газа; прорывы воды или обводнённой горной массы; прорывы газа из пожарных участков; взрывы на складах ВМ; пожары в подземных выработках, надшахтных зданиях, сооружениях и складах ВМ; аварии на подъёмных установках, центральных водоотливах и компрессорных установках, вызвавшие достаточно длинные простои предприятия; аварии вентиляторов главного проветривания; обрушения в стволах шахт, вызвавшие остановку подъёма.
2. Аварии, которые отражаются на работе отдельного участка (цеха): обрушение очистных и подготовительных выработок; завалы главных вентиляционных и откаточных выработок; горение и вспышки газа в подземных выработках, не вызвавшие взрыва и пожара; аварии участковых подъёмных и вентиляционных установок; загорание крепи, кабелей и пр. материалов; обрушение или разрушение зданий и сооружений в результате ведения взрывных работ или подработки горными выработками.
3. Наиболее опасные аварии: взрывы метана и угольной пыли, пожары, внезапные выбросы и суфлярные выделения метана.
Особенности взрыва пылегазовых смесей в шахте
Виды воспламенения:
1. Медленное горение (0,3-0,6 м/с)
2. Вспышка (до 10 м/с)
3. Взрывное горение (до сотен метров)
4. Детонация (километры в секунду)
Вспышка переходит во взрыв постепенно, скорость фронта пламени и давление ударной волны нарастает постоянно. Взрыв - воспламенение, сопровождающееся ударной волной. Взрывы газа в шахте сопровождаются прямым и обратным ударами. Различают первичное (взрыв) и вторичное (досжигание) пламя.
|
|
|
Взрыв газовоздушных смесей
· Метановоздушная смесь при t ~ 600°C воспламеняется через 10 секунд;
· при ~ 1000°C - через доли секунд;
· при t ~ 1300°C - практически мгновенно взрывается.
Пределы взрываемости смеси горючих газов характеризуются треугольником взрываемости.
· Н = 4-74% - водород (400 °С);
· СО = 12,5-75% - угарный газ;
· СН4 = 5-15% - метан (600 -650°С);
· СН4 = 6% - наиболее взрывоопасная концентрация;
· СН4 = 9,5% - максимальный взрыв.
Степень взрываемости пылевоздушной смеси зависит от:
· размеров пылинок (дисперсность);
· химического и минерального состава пыли (пыль, при содержании в ней негорючих компонентов от 60-70% не взрывчата);
· выхода летучих при нагреве (Vdaf > 5-7%, при Vdaf = 15% - пласт опасен по пыли);
· количества летающей пыли (10-600 гр/м3);
· наличия в атмосфере горючих газов (например, при СН4=0, нижний предел взрываемости пыли 40 гр/м3; при СН4=0,5% - 30 гр/м3; при СН4=2% - 10 гр/м3;
· влажности пыли (при влажности 20-25%, пыль, как правило, не взрывается).
Газовый и пылевой режимы
ГАЗОВЫЙ РЕЖИМ
Основным мероприятием против скопления метана является вентиляция, которая считается эффективной, если во всех действующих выработках будет допустимая концентрация метана.
1. В зависимости от взаимного расположения стволов различают секционную и единую схемы проветривания. При единой схеме - воздухоподающий ствол связан со всеми вент. стволами, вскрывающими поле. Секционную схему применяют на крупных шахтах, с выделением метана более 10 м3/т, суточной производительностью более 6-и тыс. тонн и простиранием шахтного поля более 6 км. В пределах единой и секционной схем различают центральную, фланговую и комбинированную схемы проветривания.
|
|
|
o Центральная схема проветривания шахты характеризуется расположением воздухоподающего и воздухоотводящего стволов в центре шахтного поля. Схему целесообразно применять при разработке относительно небольших шахтных полей (не более 4-х км по простиранию) и не выше третьей категории по газу;
§ Недостатками схемы являются: двойной путь движения воздуха, что приводит к необходимости повышения депрессии; переменная величина депрессии; большие утечки воздуха через выработанное пространство.
§ Достоинствами схемы являются: меньшие капитальные затраты, быстрый ввод в эксплуатацию; концентрация всех сооружений поверхности в одном месте.
o Фланговая схема проветривания
o Комбинированная схема проветривания
2. Способ проветривания шахты - совокупность средств, создающих разницу давления воздушного потока, необходимую для движения воздуха по горным выработкам в заданном направлении и с требуемым расходом. Во всех шахтах в соответствии с ПБ, применяется искусственное проветривание, с учётом величины и направления естественной тяги (депрессии).
o Всасывающий способ проветривания шахты - депрессия определяется, как разность между атмосферным давлением и разряженным воздухом в устье ствола;
o Нагнетательное проветривание - применяют при разработке месторождений, склонных к самовозгоранию, на шахтах опасных по углекислоте;
o Комбинированный способ - участки, расположенные около центральных стволов проветриваются по центральной схеме, а участки у границ шахтного поля - по фланговой. Рекомендуется применять на крупных предприятиях, разрабатывающих пласты на нескольких горизонтах. Для раздельного проветривания используются подготовительные выработки первого горизонта и очистные второго.
o Обеспечение восходящего направления движения воздуха во всех исходящих струях (ПБ допускает исключение для угла наклона до 10 градусов и выработок протяжённостью до 30-и метров). Допускается нисходящее проветривание очистных забоев при угле наклона более 10 градусов, но при скорости воздуха не менее 1 м/с;
o Применение прямоточной с подсвежением схемы проветривания выемочных участков с выдачей исходящей вентиляционной струи из лавы на выработанное пространство;
|
|
|
o Изоляция остановленных выработок и отработанных участков (для снижения газовыделения из отработанных полей);
o Применение эффективных способов борьбы с внешними и внутренними утечками воздуха (для обеспечения максимального количества воздуха потребителю);
o Управление метановыделением в выработках (за счёт влияния горнотехнических факторов); Обеспечение распределения воздуха в шахтной вентиляционной сети в соответствии с фактическим газовыделением в горной выработке (для недопущения превышения ПДК);
o Систематический контроль за состоянием проветривания (воздухораспределения, аэродинамическое качество крепи, дипрессия вентиляционной струи шахты).
3. Сокращение метановыделения в горной выработке достигается:
o путём применения дегазации под- и надрабатываемых пластов - спутников, а также разрабатываемых пластов;
o применяют так же отвод метана из полостей, суфляров и выработанного пространства;
o метановыделение, имеющее внезапный характер, из трещин, а также шпуров скважин, вскрывших газопроводящие трещины.
4. Предотвращение возможности воспламенения и взрывов метана достигается:
o исключением открытого огня в горных выработках (ПБ §57);
o соблюдением мер использования электроэнергии (оборудование в специальном исполнении, отключение энергии АГЗ при превышении ПДК);
o соблюдением мер по технике безопасности при взрывных работах (комплекс проветривания, применение предохранительных ВВ и электровзрывания, соблюдение ПДК метана - не более 1%, выполнение требований пылевого режима);
o пылевой режим.
5. Локализация взрывов газо-воздушной среды.
Дегазация горных выработок включает в себя мероприятия уменьшающие газоносность пород и мероприятия по консервации газа в пласте. Эффективность дегазации оценивается коэффициентом дегазации.
ПЫЛЕВОЙ РЕЖИМ
Пыль - это аэрозоль двухфазной системы (твёрдое тело - газ), если степень измельчения твёрдого тела настолько велика, что в неподвижном воздухе, при давлении 700 мм ртутного столба и температуре 20 градусов, частички твёрдого тела, на которое действует только сила тяжести, будут опадать с постоянной скоростью менее 500 мм/сек, или совершать броуновское движение. Удельный выход пыли - количество пыли поступающей в воздух на единицу массы отбитой или погруженной горной массы. Этот показатель зависит от прочности, влажности, действия оросительных устройств, характера режущего и отбойного инструмента. Интенсивность пылеобразования - количество пыли, поступающей в воздух в единицу времени. В определённых условиях (содержание свыше 15% летучих веществ, крупности пылинок 0,01-0,1мм и концентрации 16-2000г/м3), угольная пыль, во взвешенном состоянии, взрывается от источника тепла и поддерживает взрыв метано-воздушной смеси.
|
|
|
Мероприятия пылевого режима делятся на четыре группы:
1. Мероприятия препятствующие образованию пыли и снижающие запылённость воздуха. К ним относятся все меры инженерно-технического характера по борьбе с пылью, как с профвредностью (§2.2). Удельное пылеобразование в шахте достигает 1000 г/т и более, санитарная норма 1-10 мг/м3.
2. Мероприятия направленные на нейтрализацию взрывчатой способности осевшей пыли в выработках (побелка, обмывка, связывание). Периодичность обмывки и связывания угольной пыли определяется расчётным путём и зависит:
o от нижнего предела взрываемости данной пыли;
o интенсивности пылеобразования; концентрации метана в выработке;
o вида мероприятий (вода, раствор ПАВ и т.п.ю).
3. Мероприятия, предотвращающие появление источника воспламенения (те же, что для газового режима, пункт 5).
4. Мероприятия, приводящие к локализации возникших взрывов пыли: осланцевание выработок, применение водяных или сланцевых заслонов. Смысл применения заслонов состоит в мгновенном увеличении зольности (влажности) и охлаждения газопылевого облака. Заслонами изолируют (ПБ §266) очистные забои, забои подготовительных выработок, проводимых по углю или углю и породе; крылья шахтного поля, пожарные участки, конвейерные выработки.
|
|
|
