На основании причин и последствий взрывов метана с участием угольной пыли и катастрофическими последствиями за последние 8-10 лет, есть веские основания и предложения сместить приоритеты в работе институтов руководителей и специалистов шахт в сторону повышения эффективности профилактических мероприятий по снижению пылеобразования, отложению пыли в горных выработках, локализации ее взрывных свойств, как основного взрывчатого материала при катастрофических взрывах метана. Такая необходимость диктуется тем, что без участия во взрывах угольной пыли можно было бы избежать 70-80 % известных нам катастроф, они при всех прочих нарушениях могли состояться, но по силе взрыва и последствиям были бы отнесены к категории слабых или средней величины взрывов метана, число пострадавших было бы на много меньшим.
Не отрицая необходимость улучшения схем проветривания шахт, увеличения подачи воздуха главным приоритетом должен стать комплекс организационно-технических мероприятий борьбы с угольной пылью, в очистных выработках, где чаще всего за последние 10-15 лет происходят взрывы, используя для этого весь имеющийся комплекс средств.
В первую очередь следует сделать основную обязательную операцию при добыче угля и проведения выработок – увлажнения угля в массиве, расширить область применения сланцевой пыли.
Следует продолжать наблюдение за эффективностью мокрого способа борьбы с пылью, сопоставляя его с методом основанном на сланцевой пыли.
На пластах, где угольная пыль по взрываемости относится к 5-6 категории, при добыче угля в очистных забоях 1000 и более тонн в сутки и в подготовительных выработках с темпами более 200 м в месяц, необходимо ввести в практику обязательное проведение пылевых съемок на максимальную интенсивность работ для более правильного определения времени образования (скопления) в пыли до взрывной концентрации и правильного определения периодичности осуществления комплекса мер по уборке и локализации ее взрывчатых характеристик. Тем самым будут исключены случаи, когда противопыльные меры осуществляются раз в неделю (сутки), а взрывная концентрация при максимальной интенсивности образуется за сутки или даже несколько часов. Плановые наборы пыли ВГСЧ на взрывоопасность не дают должных (правовых) результатов, так как к ним на шахте готовятся.
Следует ускорить создание приборов для экспресс-анализа (методики) по определению пылевзрывоопасного состояния выработок, хотя бы по аналогии с ранее применяемым прибором определения взрывчатости пыли, которыми могли бы пользоваться специалисты участков ВТБ, других участков, контролирующих организаций и своевременно выявлять опасные ситуации по пыли (в том числе в шахте).
Взрывозащита угольных шахт
Согласно требованиям Правил безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618- 03), на шахтах, опасных по газу и разрабатывающих пласты, опасные по взрывам пыли, наряду с мероприятиями по их предупреждению должны применяться средства локализации и предотвращения распространения взрывов по горным выработкам на большее расстояние (средства пылевзрывозащиты). Необходимость использования средств пылевзрывозащиты обусловлена принципиальной невозможностью обеспечить абсолютную надежность всех средств предупреждения взрывов метана и угольной пыли в шахтах.
угольный пыль метан взрывоопасность
Недостатки локализации взрывов с использованием водяных и сланцевых заслонов
До настоящего времени как в России, так и за рубежом в качестве основного средства пылевзрывозащиты использовали пассивные водяные или сланцевые заслоны, с помощью которых на шахтах изолировали наиболее вероятные очаги взрывов, в первую очередь, к их числу относятся очистные и подготовительные забои. Согласно статистическому анализу данных об авариях за 50-летний период на шахтах СССР и России на этих объектах происходит соответственно 45,5 и 36,5 % случаев взрывов. При этом в 80 % таких аварий источниками воспламенения взрывчатой метановоздушной или пылеметановоздушной смеси служили неисправное электрооборудование, взрывные работы и фрикционное искрение при работе выемочных и проходческих комбайнов, буровых станков.
Основной недостаток способа локализации взрывов с использованием водяных и сланцевых заслонов, применяемых в настоящее время, состоит в сложности достижения их эффективности, которая обеспечивается при полном переводе всей массы инертной пыли (воды) во взвешенное состояние; при сохранении инертной пыли (воды) во взвешенном состоянии до момента прихода фронта пламени.
Первое условие реализуется при применении наиболее легко разрушаемых конструкций полок (или сосудов), а также при расположении заслонов на оптимальном расстоянии от места возникновения взрыва либо входа фронта пламени в выработку. При расстояниях от 100 до 220 м для создания и надежной локализации взрывов пыли необходима удельная весовая нагрузка инертной пыли 50-150 кг на 1 м2 поперечного сечения выработки. В случае расположения заслонов близко к возможному месту возникновения взрыва или, напротив, далее 250-300 м, для гашения взрывов требуются все большие весовые нагрузки. Согласно нормативу, количество сланцевой пыли, размещаемой на полках, должно определяться из расчета 400 кг на 1 м2 поперечного сечения выработки, что соответствует, например, для выработки площадью сечения 15 м2 – 6000 кг на один заслон.
Второе условие обеспечивается при расположении рядов полок (сосудов) заслона на оптимальном расстоянии друг от друга, составляющем 2-3 м и соответствующем времени существования облака 0,4-0,6 с. Если условия не позволяют достичь такого расположения, то необходимо сократить данное расстояние до 1 м, но при этом снизится надежность заслона. При меньших расстояниях концентрация инертной пыли (воды) в облаке становится настолько велика (20-25 кг/м3), что оно за 0,05-0,10 с оседает и к моменту подхода фронта пламени не сохраняется. Увеличение расстояния между рядами полок (сосудов) более 5 м нерационально, так как снижение концентрации инертной пыли (воды) обусловливает неполное использование механизмов действия заслона.
Следует отметить, что все параметры применяемых пассивных сланцевых заслонов введены в действие в соответствии с Правилами безопасности в каменноугольной и сланцевой промышленности, утвержденными народным комиссаром топливной промышленности СССР (приказ от 23.09.1939 № 497/а).
Эффективность пассивных заслонов носит вероятностный характер, и, даже при полном соблюдении таких параметров, вероятность отказа составляет 1/300 (т.е. один из 300 взрывов проходит заслон). Допустимые отступления от оптимальных параметров установки заслонов увеличивают вероятность отказа до 1/100. Однако в реальных условиях шахт вероятность эффективного срабатывания сланцевых заслонов всегда намного ниже вследствие определенных неточностей в установке и погрешностей в эксплуатации заслонов. Кроме того, принцип действия применяемых водяных и сланцевых заслонов имеет пассивный характер, и их скорость срабатывания несравнима с динамикой распространения фронта пламени по горным выработкам. По техническим возможностям пассивные заслоны имеют ограниченный диапазон эффективного срабатывания. Как показали экспериментальные исследования, выполненные в опытной штольне МакНИИ (Украина), они могут локализовать взрыв метана и (или) пыли в лучшем случае лишь при скорости распространения взрыва от 120 до 280 м/с.
Скачать реферат