Участие пыли в газовоздушной метановой среде снижает нижний порог взрываемости метана до 3-4%. За счет участия пыли во взрыве метана повышается сила взрыва, часто на порядок по сравнению со взрывом только метановоздушной смеси.
При взрыве пыли или участии ее во взрыве метана, как правило, часть пыли частично сгорает, поэтому образуется большой объем оксидов углерода и других токсичных газов высокой концентрации, что при взрывах не менее опасно для находящихся в шахте людей, чем ударная волна и фронт пламени. Число погибших от отравления бывает значительно больше, чем непосредственно от взрыва.
Характерной особенностью взрывов метана и угольной пыли с катастрофическими последствиями и гибелью людей является то обстоятельство, что взрывная ударная волна воздуха, фронт пламени по ходу движения поднимают все дополнительные объемы пыли, взрывая или поджигая ее. В этом случае взрыв распространяется до 8 – 10 км от эпицентра, а продуктов его бывает достаточно, чтобы заполнить все выработки крыла, горизонта шахты. Известны случаи, при которых ударная волна громадной разрушительной силы достигала стволов и поверхности, разрушая надшахтные здания и другие сооружения (взрывы метана и пыли на шахтах “Колмогоровская”, “Распадская”, им. Шевякова, на двух шахтах в Остраво-Карвинском бассейне в Чехословакии).
С увеличением глубины разработки влажность углей уменьшается, а пылеобразование, как и количество метана, увеличивается.
С применением комбайнов с производительностью 8-12 т в минуту и в связи с интенсивным проветриванием возрос объем пыли до 1,2-1,5 кг на 1 т отбитого угля, резко увеличилось пылеобразование по всему очистному забою и распространение пыли далеко за пределы очистного забоя и даже выемочного участка.
Применение сплошной конвейеризации для доставки горной массы, увеличение скорости воздушной струи по выработкам способствует распространению пыли, практически по всей шахте.
Несовершенные методы борьбы с пылью, отсутствие инструментального контроля, экспресс-анализа и других инженерных, эффективных мер.
Борьба с метаном значительно легче по критериям определения опасной концентрации газа в атмосфере (при наличии многочисленных приборов замера, защиты), а процесс устранения опасных скоплений метана весьма прост и относительно нетрудоемкий (достаточно увеличить количество подаваемого в забой выработки воздуха и содержание метана приходит в норму). Труднее во многом осуществлять меры по борьбе с пылью. Во-первых, отсутствуют четкие количественные критерии определения взрывчатой концентрации пыли в выработке (на почве, на бортах выработки, за креплением). Во-вторых, не существует аппаратуры замера и контроля запыленности. В-третьих, вентиляционной струей со скоростью 4-6 м/с пыль, выносится (распространяется) практически по всем выработкам шахты, где она должна убираться, смываться водой или путем сланцевания приводить ее во взрывобезопасное состояние. Таким образом, трудоемкость мер по борьбе с пылью практически на порядок более высокая, чем с метаном.
Ослабление контроля за соблюдением пылевого режима в определенной степени проявляется при “мокром” способе борьбы. При уборке пыли – с помощью воды, мы лишились даже примитивного определения состояния взрывоопасности выработки по сланцевой пыли. Как известно, достаточно осланцованная (белая) выработка считалась безопасной, черная – запыленная взрывоопасной (имелась норма расхода пыли на 1м2). При мокром способе все выработки черные, вода при высокой температуре на большой глубине быстро испаряется, а пыль также быстро накапливается.
Отстали в этой области и научные исследования по определению параметров – периодичности выполнения мер по уборке и локализации угольной пыли в зависимости от производительности добычных машин, скорости воздушной струи, опасности пыли по взрываемости. Из практики известны многочисленные случаи, в том числе аварии (шахта “Сокурсная” и др.), когда зона ежедневной уборки и смыва угольной пыли по выработке устанавливается в 50-100 м от забоя, а пыль сильной вентиляционной струей выносится на 150-200 м и более. Периодичность выполнения противопылевых профилактических мер устанавливается раз в сутки, в неделю, а контрольные почасовые пылевые съемки (или суточные) показывают, что взрывчатая концентрация пыли в выработке при высокой производительности добычного комбайна до 1000 т в смену образуется за 5-7 часов.
Определение параметров и периодичности выполнения мер трудно регламентировать требованиями инструкций и ПБ производства работ. Хотя руководители технической, пылевентиляционной и других служб шахт, ВГСЧ при желании могут и делают соответствующие замеры, расчетным или опытным путем, применительно к местным конкретным горногеологическим условиям. Выполняется это участком вентиляции и техники безопасности экспериментальным путем по аналогии как определяется время, в течение которого содержание метана в выработке при остановке вентилятора местного проветривания достигнет 2%. Для своевременного выполнения противопылевых мер в особо запыленной выработке, достаточно произвести серию замеров величины отложившейся пыли (до опасной взрывной концентрации). Так, например, на вентиляционном штреке в 50-100-150-200 м от лавы в течение 1-2-3 смен производят замеры пылеотложения при наиболее распространенном режиме работы и максимальной производительности комбайна. В зависимости от данных, полученных при замерах, разрабатываются меры борьбы с опасными скоплениями угольной пыли, периодичность их выполнения и контроля.
Причиной – местом скопления угольной пыли опасной для взрыва, является пространство между крепью и стенками выработок. У многих выработок контур по периметру за крепью не ровный, особенно при буровзрывном способе отбойки горной массы и имеет площадь значительно большую, чем периметр выработки в свету, пространство между крепью и горным массивом редко бывает забученным полностью. В этом пространстве и по периметру массива происходит накапливание метана и угольной пыли, особенно в сухих выработках. При тщательном выполнении мер по уборке угольной пыли водой, часть пыли из-за крепления может смываться или увлажняться” при осланцевании же сланцевая пыль за борта крепи выработки попадает в незначительном количестве. Хотя это не говорит о том, что метод борьбы с пылью, основанный на применении воды, является более эффективным. Скорее, по мнению специалистов наоборот. Таким образом, выработка после выполнения противопылевых мероприятий может выглядеть удовлетворительной, на самом деле иметь значительное количество пыли за крепью. Этим можно объяснить реакцию руководителей участков и шахты перед взрывом посетивших горные выработки, которые, утверждали, что называется, "отдают голову на отсечение", что пыли в выработке перед взрывом не было.
Одной из основных причин опасного скопления пыли является отсутствие постоянных рабочих по осланцеванию, смыванию, уборке пыли как в подготовительных выработках, так и в выработках примыкающих к очистному забою.
Скачать реферат