Введение
Травматизм, вплоть до гибели людей, – это прямая зависимость от наличия в шахтной атмосфере вредных примесей: метана, углекислого и угарного газов, угольной и породной пыли. В числе основных причин гибели людей – взрывы метана и угольной пыли в подземных горных выработках. Большинство шахт, по данным Государственного комитета по надзору за безопасностью труда, отнесены к первой категории с повышенной опасностью взрыва метана. До 35% опасны также по взрывам угольной пыли.
При взрыве метановой или угольно-метановой смеси одновременно действует температура свыше 2000ºС, ударная волна, удушливая атмосфера, задымленность воздуха и возможность повторных взрывов. При взрыве выделяется много тепла и образуется высокотоксичный угарный газ (CO). Кроме того, за счет горения уменьшается содержание кислорода в воздухе шахты и образуется избыток углекислого газа. Все это приводит к несчастным случаям, иногда со смертельным исходом.
При разработке метаноносных пластов угля подземным способом выделяющийся метан создает две проблемы. Первая - обеспечить эффективную работу высокопроизводительной выемочной техники. Вторая - обеспечить безопасные условия работы в шахте для людей.
Высокие достигнутые нагрузки на очистной забой на метаноносных пластах и увеличение количества взрывов и возгораний метана в шахтах показывают неэффективность способов решения проблем безопасности. Ежегодно на угольных шахтах России происходят десятки вспышек и взрывов метана.
Число аварий, связанных со взрывом, вспышками, горением газа и пыли в 2004 году – 9, в 2005 году – 8, в 2006 году – 4, в 2007 году – 6 случаев. Число смертельных травм при этом в 2003 году составило 7, в 2004 году – 67, в 2005 году – 33, в 2006 году – 3, в 2007 году – 162. В ходе профилактических обследований в 2007 году личным составом ВГСЧ было выявлено 5719 нарушений режима проветривания и 7096 нарушений пылевого и газового режимов.
Взрывы метана и угольной пыли в шахтах: причины и следствия
Что же является первопричиной взрывов шахтной атмосферы: природный или «человеческий фактор»?
При расследовании взрывов шахтной атмосферы часто причиной называют «человеческий фактор», который проявляется при нарушении Правил безопасности (ПБ) или некомпетентности работников. Взрывы почему-то происходят тогда, когда в месте нарушения ПБ оказывается недостаточно свежего воздуха для разбавления газа. Это происходит в очистных забоях, в забоях подготовительных выработок, в выработанном пространстве за лавой, в забое квершлага, в магистральной выработке. Например, в шахте «Распадская» взрыв произошел в магистральной выработке при пробое электрического кабеля упавшей породой. Взрывная волна через загазированные выработанные пространства нескольких отработанных лав прошла в наклонную выработку, где стоял газоотсасывающий вентилятор. Взрывоопасная концентрация газа была как в магистральной выработке, так и в выработанном пространстве. Если бы концентрация газа была меньше, то взрыв бы не произошел.
Существующее в России государственное законодательство защищает жизнь и безопасность работников, занятых в угольной отрасли. Комплекс действующих законов обязывает работодателей обеспечить безопасность производственных процессов при добыче угля. Поэтому решение проблемы повышения рентабельности должно сопровождаться обязательным технологическим и организационным обеспечением безопасных условий.
Шахтная атмосфера становится опасной в локальных зонах подземного пространства там, где выделяется много рудничного газа, а расход чистого проточного воздуха недостаточен для разбавления газа до неопасной концентрации. Взрывоопасная смесь, распространяясь в подземном пространстве, создает «объемную газовую бомбу», и при появлении любого источника тепла возгорается и взрывается, разрушая ударной волной километры горных выработок. Нейтрализовать взрыво- или пожароопасность можно только интенсивным проветриванием опасных зон достаточным расходом воздуха или искусственным уменьшением (дегазацией) выделения газа в шахтную атмосферу. Но дегазируемый газ не должен попадать в шахтную атмосферу. Таким образом, первопричиной возгорания и взрывов шахтной атмосферы необходимо считать природный фактор - неожиданное увеличение концентрации опасного газа, а следствием - появление инициирующих источников тепла.
При выполнении очистных и подготовительных работ рудничный газ будет выделяться в шахтную атмосферу всегда. Для обеспечения безопасности не имеет значение, каким способом будет поддерживаться безопасная концентрация. Однако основным принципом должно быть предупреждение аварии. В связи с этим, выбор способов обеспечения безопасности должен иметь приоритет перед выбором технологических параметров и интенсивности выемки при освоении запасов метаноносного угля (рис. 1).
Рис. 1. Блок-схема последовательности выбора параметров обеспечения безопасности и технологии разработки метаноносных пластов угля
Что нужно сделать, чем можно помочь, что предложить и рекомендовать по предупреждению таких аварий, особенно катастроф или это рок, своеобразная расплата за нарушение целостности недр, всевозможные нарушения правил дорожного движения водителями как на автомобильном транспорте?
Из прошлого и современного обобщенного трагического опыта установлено, что взрывы метана и угольной пыли из всех аварий на шахтах являются наиболее сложными и опасными. В результате часто возникают пожары, обрушения, завалы в горных выработках, отравления и другие не менее тяжелые последствия. Иногда, даже невозможно извлечь пострадавших и восстановить выработки в пределах участка, крыла шахты для возобновления горных работ.
В России, после прекращения добычи и ликвидации около 180 наиболее опасных и сложных шахт, частота взрывов метана с катастрофическими последствиями за последние 10-11 лет увеличилась по сравнению с любым десятилетием работ шахт бывшего Минуглепрома СССР. Причем, на первый взгляд, особых причин к этому нет.
С точки зрения выполнения научных разработок отставания от других стран нет, по механизации выемки угля - тоже, реструктуризация осуществляется достаточно высокими темпами. Открытый способ добычи угля стал основным. Системам, способам разработки пластов угля, проветриванию шахт, осуществлению мероприятий по ТБ посвящены сотни, если не тысячи научно-исследовательских работ, книг, статей и других публикаций, в том числе фундаментальных.
Следовательно, есть какие-то другие причины, факторы, тенденции, которые не учитываются в профилактической работе при осуществлении добычи угля подземным способом.
Иногда специалисты шутят, “если есть метан – искра всегда найдется”. Но так только кажется, на самом деле все сложнее, причин и факторов, оказывающих влияние на скопление – загазирование и взрывы метана несколько десятков (главные, сопутствующие, косвенные, прочие). Рассмотрим основные причины и тенденции.
Особенность метана и его опасность
Скачать реферат