8.4 Особенности взрывов угольной пыли в шахтах

Взрыв угольной пыли имеет ряд особенностей. В зависимости от скорости распространения фронта пламени и движения газообразных продуктов различают:

• воспламенение – спокойное сгорание пыли; оно происходит в случаях недостаточного содержания кислорода в пылевоздушной смеси;

• вспышка с давлением до 2 атмосфер и скоростью горения от 4 до 10 м/сек;

• взрыв со скоростью горения более 100 м/сек;

• детонация со скоростью распространения фронта пламени более 1000 м/сек.

В шахте нет условий для протекания взрывов угольной пыли типа детонации. Взрывчатая пылевоздушная среда в выработках шахт образуется постепенно, по мере развития взрыва.

Поэтому взрыв угольной пыли в шахте относят к типу дефляграции (выгорания).

При воспламенении угольной пыли и распространении горения по выработке впереди пламени со скоростью звука распространяется волна сжатия, давление позади этой волны превышает начальное и воздух движется со скоростью 30 м/сек. Ударная волна поднимает находящуюся на стенках выработки пыль и создает на всем протяжении выработки между пламенем и волной сжатия взрывчатую пылевоздушную среду, в которой и распространяется пламя.

Распространение взрыва замедляется при наличии препятствий, мешающих движению воздуха в выработке - изгибов, тупиков, уменьшения сечения выработки. Увеличение сечения выработок увеличивает интенсивность взрыва.

Взрыв угольной пыли в шахте можно рассматривать как итог последовательно происходящих явлений:

• приведение пыли во взвешенное состояние;

• появление источника тепла;

• воспламенение пыли и передача тепла от слоя горящей пыли следующим слоям.

Образование взрывчатой пылевоздушной среды зависит от давления при начальном взрыве, так как под действием этого давления резко увеличивается скорость движения воздуха, что, в свою очередь, сопровождается более интенсивным взвихриванием пыли. Основными факторами, от которых зависит воспламенение и горение угольной пыли при взрыве, являются температура среды и наличие кислорода в ней. Обычно при взрыве сгорают только тонкие фракции пыли, горение более крупных частиц после израсходования кислорода переходит в тление. Температура горения зависит от теплоты сгорания пыли и теплоемкости аэрозоля.

0. Основные меры борьбы со взрывами угольной пыли в шахтах (пылевой режим)

Относятся все мероприятия, направленные на снижение запыленности воздуха:

• применение механизмов, при работе которых пылеобразование является наименьшим;

• предварительное увлажнение пластов;

• орошение мест пылеобразования и осевшей пыли;

• эффективное проветривание;

• периодическая очистка от пыли откаточных и вентиляционных выработок (3-4 раза в год);

• расположение скиповых подъемов в стволах с исходящей струей воздуха;

• расположение сортировок и фабрик с сухим обогащением таким образом, чтобы пыль не заносилась в шахту.

Литература

1. Бурчаков А.С, Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология.- М.:Недра, 1971.- 376 с.

2. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах.- М.:Недра, 1979.- 319 с.

3. Мясников А.А., Старков С.П., Чикунов В.И. Предупреждение взрывов газа и пыли в угольных шахтах.- М.:Недра, 1985.- 205 с.