Мероприятия газового режима

Мероприятия газового режима

Мероприятия газового режима

Газовый режим распространяется на шахту в целом даже в том случае, если в свите разрабатываемых пластов имеются негазоносные. Исключение составляют калийные шахты, где при разработке нескольких пластов или залежей газовый режим распространяется только на те пласты или залежи, на которых обнаружено выделение газа, при условии их обособленного проветривания.

Требования газового режима тем жестче, чем более газоносна шахта. По величине газообильности все шахты делятся на пять, а рудники - на четыре категории (табл. 1).

Таблица 1.

Показатели	Категория шахт по газу
	I	II	III	Сверхкатегорные	Опасные по внезапным выбросам
Угольные шахты
Кол-во метана, выделяющегося в сутки на 1 т добычи, м3/т	до 5	5-10	10-15	15 и более; шахты, описанные по суфлярным выделениям	Шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожающие по внезапным выбросам угля и газа; с выбросами породы
Рудные и нерудные шахты
Количество горючих газов (метана и водорода), выделяющихся в сутки на 1 м3 средней суточной добычи горной массы, м3.	до 7	7-14	14-21	21 и более или шахты, разрабатывающие пласты, опасные по выбросам и суфлярным выделениям	-

В тех случаях, когда в горные выработки выделяется водород или водород с метаном, 1 м3 водорода принимают эквивалентным 2 м3 метана, так как водород является более опасным газом из-за меньшего значения нижнего предела взрываемости (4% по сравнению с 5-6% для метана) и температуры воспламенения, меньшей на 100-200°С по сравнению с метаном.

Категорию шахты по газу устанавливают на основании замеров метана и количества воздуха, а также расчетов по определению газообильности всех участков, крыльев, горизонтов, пластов и шахты в, целом совместным приказом генерального директора производственного объединения (начальника комбината, управляющего трестом) и начальника управления соответствующего округа госгортехнадзора (госгортехнадзора союзной республики).

Строящуюся или действующую шахту, независимо от величины относительной газообильности, переводят в сверхкатегорную, если в ее выработках обнаружено суфлярное выделение.

Если на негазовой шахте обнаруживают выделение метана, то такую шахту немедленно переводят в первую категорию по метану и в ней устанавливают режим соответствующей категории.

По аналогичной методике устанавливают относительную газообильность калийных и других рудников.

Безопасность работ на газовых шахтах существенным образом зависит от концентрации горючих газов в рудничной атмосфере, которые строго нормируются Правилами безопасности.

Местными называются скопления метана в отдельных местах выработок с концентрациями, превышающими среднюю по сечению выработки. Опасными считаются местные скопления метана с концентрацией 2% и более.

Таблица 2

Вентиляционная струя	Недопустимая объёмная концентрация метана, %
Исходящая из очистной или подготовительной выработки, камеры, участка	> 1
Исходящая крыла, шахты	> 0, 75
Поступающая в очистные выработки, к подготовительным забоям и в камеры	> 0,5
Местные скопления метана в очистных, подготовительных и других выработках	2 и более

Еще более жесткие требования предъявляются к концентрации газо- и парообразных углеводородов, Присутствие высших углеводородов в рудничной атмосфере создает повышенную опасность, так как эти газы образуют взрывчатые смеси с воздухом при более низких концентрациях, чем метан, и, кроме того, являются высокотоксичными веществами. Пределы взрываемости в смеси с воздухом составляют, например, для этана 3,12-15%, для пропана 2,17-7,35% и для бутана 1,55-8,5%.

Высшие углеводороды наряду с метаном входят в состав газов угленосных отложений. Выделение парообразных углеводородов наблюдается при проведении выработок по нефтесодержащим породам (например, на угольных шахтах Кизеловского бассейна, на шахтах по добыче нефти подземным способом в Ухте и др.).

Нормы содержания газо- и парообразных углеводородов, для шахт, опасных по нефтегазопроявлениям, приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Вентиляционная струя	Недопустимая объёмная концентрация углеводородов (в том числе и метана), %, при наличии
	только газообразных углеводородов	суммарно газо- и парообразных углеводородов	только парообразных углеводородов
Исходящая из очистной или подготовительной выработки, участка, камеры	> 0,8	> 0,6	> 0,22
Исходящая крыла, шахты	> 0,6	> 0,6	> 0,22
Поступающая в очистные выработки, к подготовительным забоям и в камеры	> 0,4	> 0,3	> 0,01
Местные скопления в очистных, подготовительных и других выработках	1,6 и более	1,3 и более	0,025 и более
Перед производством взрывных работ	0,3 и более	0,6 и более	0,015 и более

Правильно организованный и выполняемый контроль за содержанием горючих газов имеет большое значение, так как позволяет своевременно обнаружить повышение их концентрации и принять необходимые меры по нормализации газового состава.

Этот контроль регламентируется Инструкцией по замеру концентрации газов в шахте и применению автоматических приборов контроля содержания метана.

Контроль концентрации метана в газовых шахтах должен осуществляться во всех выработках, где обнаружен или может выделяться этот газ. Места и периодичность контроля устанавливаются начальником участка ВТБ и утверждаются главным инженером шахты. Периодичность контроля зависит от категории шахты или рудника.

На шахтах I и II категорий у забоев действующих тупиковых выработок, в исходящих вентиляционных струях тупиковых и очистных выработок и выемочных участков при отсутствии автоматического контроля замеры концентрации метана должны производиться не менее двух раз в смену, на шахтах III категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам - в тех же местах не менее трех раз в смену. Первый замер выполняется в начале смены.

Отбор проб воздуха для последующего анализа в лабораторных условиях производится на негазовых шахтах и шахтах I и II категорий по газу, а также в зарядных камерах, не реже одного раза в месяц, в шахтах III категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам - не реже двух раз в месяц.

Наиболее опасными местами, где может скапливаться метан, являются тупиковые выработки, так как проветривание их осуществляется чаще всего с помощью дополнительных побудителей тяги, работа которых менее надежна, чем вентиляторов главного проветривания. Поэтому Правила безопасности жестко регламентируют способы контроля состава воздуха в этих выработках. В негазовых шахтах и шахтах I категории по газу, а также в шахтах II категории по газу в тупиковых выработках, где не обнаружен метан, для контроля содержания метана и углекислого газа должны применяться переносные приборы эпизодического действия. Такими приборами являются шахтные интерферометры ШИ_3, ШИ_5, ШИ_10 и ГЙК_1. В шахтах II категории по газу в выработках, где обнаружен метан, должны применяться переносные автоматические приборы контроля содержания метана и переносные приборы для контроля углекислого газа.

В шахтах III категории по газу, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам должны применяться переносные или стационарные автоматические приборы контроля содержания метана в выработках, где обнаружен метан, а в остальных выработках - переносные приборы эпизодического действия.

Переносные автоматические сигнализирующие приборы подают звуковой и световой сигналы, если концентрация метана в месте установки прибора превышает установленную предельную величину. На шахтах применяются отечественные метанометры СМП-1, СШ-2 и СММ-1. Наиболее совершенным является прибор СММ-1, диапазон измерения концентрации метана у которого от 0 до 3%. Прибор подает прерывистый звуковой и световой сигналы при предельно допустимой концентрации метана, а при дальнейшем повышении концентрации метана сигналы становятся непрерывными. Кроме указанных приборов применяется автоматический сигнализатор метана СМС-1 («Маяк»), исполняющий еще и функции шахтного головного светильника.

В исходящих вентиляционных струях участков (очистных выработок) на шахтах III категории и сверхкатегорных с абсолютной метанообильностыо 3 м3/мин и более, а также при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам и суфлярным выделениям метана, контроль содержания метана должен производиться при помощи автоматических стационарных приборов.

Отечественная промышленность выпускает несколько моделей аппаратуры автоматической газовой защиты (АГЗ).

Система АГЗ состоит из широко разветвленной сети анализаторов метана, установленных под землей и позволяющих контролировать 30-80 и более точек в шахте, каналов связи и устройств приема информации. Она обеспечивает непрерывный контроль за содержанием метана, автоматическое отключение электропитания контролируемого объекта при достижении установленной концентрации метана, передачу непрерывной информации о содержании метана на поверхность диспетчеру шахты, подачу местной и централизованной звуковой и световой сигнализации при достижении предельного значения концентрации метана.

Аппаратура автоматической газовой защиты в зависимости от условий и характера ее применения комплектуется заводом-изготовителем и поставляется на шахты в виде трех самостоятельных комплектов: АМТ-ЗТ, АМТ-ЗУ и АМТ-ЗИ. В настоящее время системы АГЗ эксплуатируются на всех наиболее опасных по газу угольных шахтах России.

Поскольку образование скоплений метана и появление источника открытого огня наиболее часто наблюдаются в призабойном пространстве у комбайновых и врубовых машин, то здесь контроль за содержанием метана должен быть особенно тщательным. Поэтому он выполняется не только сменным надзором участка и работниками ВТБ, но и звеньевыми, бригадирами, механиками участков и электрослесарями. Кроме того, на участках с абсолютной метанообильностью 3 м3/мин и более, а также при - разработке пластов, опасных или угрожаемых по внезапным выбросам и суфлярным выделениям метана, в очистных выработках у комбайнов и врубовых машин контроль содержания метана должен выполняться при помощи автоматических приборов. Особенно тщательное измерение содержания метана должно выполняться перед включением машин и механизмов.

Результаты замеров метана, производимых в течение смены, заносят на специальные доски, установленные в местах замера на исходящих и поступающих струях, затем результаты записывают в, рапорты и переносят в Книгу замеров метана и учета загазирований.

Большую опасность представляют скопления метана в отдельных местах горных выработок с концентрациями, превышающими среднюю по сечению выработок. Опасными считаются скопления метана с концентрацией 2% и более. Разновидностью местных скоплений являются слоевые. Под ними понимают скопления метана у кровли выработки с концентрацией метана, превышающей среднюю по сечению выработки на участке длиной более 2 м. Начальником участка ВТБ и геологом шахты

составляется перечень участков подготовительных выработок, опасных по слоевым скоплениям. Контроль за слоевыми скоплениями производится горными мастерами ВТБ не менее одного раза в сутки.

Одной из эффективных мер борьбы с горючими газами является деятельное проветривание. В расчетах при проектировании, а также на действующих газовых шахтах и рудниках, как правило, фактором, определяющим потребность воздуха, является интенсивность выделения метана. Расчет количества воздуха, ведется в соответствии с Инструкцией по расчету количества воздуха, необходимого для проветривания действующих угольных шахт, Руководством по проектированию вентиляции угольных шахт, а для рудных, калийных, соляных и других шахт в соответствии с теми методиками расчета, которые утверждены отраслевыми: ведомствами по согласованию с органами госгортехнадзора.

Проветривание должно быть организовано таким образом, чтобы в горных выработках содержание метана и других горючих газов не превышало установленных Правилами безопасности концентраций, а количество воздуха, проходящее по выработкам, отвечало расчетным значениям. На горных предприятиях организован контроль за расходом воздуха. Замеры количества воздуха производятся: на шахтах негазовых, I и II категорий по газу - один раз в месяц, на шахтах III категории - не реже двух раз в месяц, на шахтах сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам - не реже трех раз в месяц. Одновременно с замером количества воздуха отбираются пробы для анализа на содержание в нем метана.

К схемам проветривания выемочных участков предъявляются следующие требования.

Каждая очистная выработка вместе с примыкающими к ней подготовительными должна проветриваться обособленной струей свежего воздуха. Последовательное проветривание допускается в шахтах, не опасных по внезапным выбросам угля и газа и суфлярным выделениям метана, а на шахтах III категории по газу разрешение на последовательное проветривание может быть выдано главным инженером комбината. При последовательном проветривании общая длина лав не должна превышать 409 м, а расстояние между смежными лавами должно быть не более 300 м. Эти расстояния обеспечивают выход на свежую струю рабочих за срок действия самоснасателя. Каждая последовательно проветриваемая лава должна получать по промежуточному штреку дополнительное количество воздуха. Скорость движения воздуха в штреке должна быть не менее 0,15 м/с, а содержание метана - не более 0,5%. Перед взрывом в нижней лаве рабочие на шахтах III категории должны быть выведены на свежую струю.

В газовых шахтах при углах наклона более 10° движение воздуха в очистных выработках и на дальнейшем его пути, как правило, должно быть восходящим. Нисходящее проветривание допускается, если скорость движения воздуха в призабойном пространстве очистных выработок составляет не менее 1 м/с с подачей воздуха по двум оконтуривающим забой выработкам. Установка ВМП и транспортирование угля осуществляются по выработкам со свежей струей.

На пластах, не опасных по внезапным выбросам, допускается нисходящее движение исходящей из очистных выработок струи по выработкам с углом наклона более 10° при соблюдении следующих условий: скорость движения воздуха должна быть не менее 1 м/с; крепь выработок должна быть несгораемой или трудносгораемой; в выработках не должно быть электрического оборудования. Нисходящее движение воздуха допускается при любой категории шахты, если протяженность выработки не превышает 30 м.

На шахтах с высокой газообильностью ввиду ограничения максимальной скорости движения воздуха не всегда удается средствами вентиляции обеспечить содержание метана в пределах установленных норм. В таких случаях осуществляется дегазация разрабатываемых и, смежных пластов или выработанных пространств. Дегазация необходима как обязательное средство при условии метановыделения из этих источников: на тонких пластах > 2 м3/мин, на пластах средней мощности > 3 м3/мин, на мощных пластах > 3,5 м3/мин.

Дегазация должна предусматриваться в проектах строительства и реконструкции шахт, подготовки горизонтов, блоков и панелей и осуществляться в соответствии с Инструкцией по безопасному ведению дегазационных работ на шахтах., Выбор способов дегазации производят на основе данных о структуре газового баланса с оценкой возможной в конкретных условиях эффективности дегазационных работ, которая в зависимости от способа колеблется от 20 до 80%. Для ведения дегазационных работ и обслуживания установок на шахтах организуются специальные участки по дегазации, которые ведут работу в соответствии с проектом. Для обеспечения безопасности дегазационных работ предусматриваются: установка вакуум-насосной станции, как правило, на поверхности; прокладка магистральных газопроводов в специально пробуренных скважинах или стволах с исходящей струей с целью предотвращения попадания метана в случае его утечки в воздушный поток, подаваемый в шахту.

Дегазация угольных пластов и вмещающих пород проводится также с целью борьбы с суфлярными выделениями. Дегазационные скважины пересекают природные или технологические трещины в массиве, и выделяющийся из скважины газ отводится по трубопроводу в выработку с исходящей струей или этот трубопровод присоединяется к участковому газопроводу. Другим способом борьбы с суфлярами является каптаж газа из-под герметизаторов, перекрывающих суфлярные трещины (рис. 1).

Рис. 1. Схема отвода суфлярных газов из-за обшивки: 1 - доска; 2 - воздухонепроницаемый состав; 3 - дегазационная труба

Важным элементом газового режима являются мероприятия, предупреждающие возможность появления в горных выработках открытого огня, раскаленных поверхностей и других источников высокой температуры.

В шахтных условиях причинами появления высокой температуры могут служить неисправности в электрооборудовании или его эксплуатация в условиях, не отвечающих виду изготовления, ведение взрывных работ, искры, возникающие от трения режущего инструмента, появление открытого огня (курение, сварка, пожар и пр.).

Обеспечение взрывобезопасности при эксплуатации электрооборудования в газовых шахтах достигается при применении электрооборудования с таким уровнем взрывозащиты, который отвечает условиям его эксплуатации.

На газовых шахтах необходимо ограничить применение взрывчатых веществ Для устранения опасности взрыва горючих газов применяют предохранительные ВВ, которые имеют низкую температуру продуктов взрыва. Снижение температуры продуктов взрыва достигается путем введения в состав ВВ хлористого натрия или хлористого калия, которые выполняют роль пламегасителей. В последнее время созданы и применяются предохранительные взрывные патроны в полиэтиленовых оболочках, пространство между двух стенок заполнено раствором аммиачной селитры, являющейся пламегасителем.

На шахтах III категории и выше по газу производство взрывных работ по углю и породе допускается только по особому разрешению технического директора производственного объединения (главного инженера комбината).

В шахтах, опасных по газу, запрещается производство взрывных работ по углю в восстающей тупиковой выработке, проходимой снизу вверх, если в ней отсутствует скважина, соединяющая откаточный и вентиляционный горизонты и обеспечивающая пропуск необходимого воздуха за счет общешахтной депрессии.

Не разрешается вести взрывные работы (кроме сотрясательного взрывания) в особо опасных по метану тупиковых забоях подготовительных выработок, проводимых по углю или с подрывкой боковых пород, предохранительными ВВ до IV класса включительно. К особо опасным относятся выработки, в забоях которых концентрация метана после взрывных работ составляет 2% и более, а также выработки, в которых после прекращения проветривания в течение 30 мин или ранее концентрация метана достигает 2%. Список особо опасных забоев ежеквартально рассматривается в производственных объединениях (комбинатах, трестах) с участием представителей госгортехнадзора того округа, в ведении которого находится данное предприятие.

Страницы: 1, 2