Борьба с метаном методами дегазации

Дегазация шахт – совокупность мероприятий, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников с изолированным отводом его на поверхность (каптаж), а также предусматривающих физическое или химическое связывание метана до поступления его в горные выработки.

Существующие способы дегазации по принципу воздействия на метаноносную толщу разделены на три группы: физический принцип, физико-химический и биохимический. В пределах каждой группы способы дегазации отличаются методом воздействия на метаноносные угольные пласты и породы.

Физический принцип дегазации характеризуется тем, что изменение физико-механических свойств угля и пород вызывается приложением механической энергии. Наибольшее воздействие достигается подработкой и надработкой угленосной толщи, приводящей к повышению газопроницаемости угольных пластов и вмещающих пород. На использовании этого принципа построены основные способы дегазации угольных пластов и пород. К физическому принципу дегазации отнесены способы дегазации, в которых используется эффект частичной разгрузки от горного давления под влиянием горной выработки или скважины. После выемки угольного пласта образуется выработанное пространство, заполненное обрушившимися породами или закладочным материалом, и являющееся вторичным источником газовыделения. Способы дегазации выработанных пространств основаны на физическом принципе. Для повышения газопроницаемости угольных пластов и вмещающих пород может использоваться энергия давления воды.

При физико-химическом воздействии на угольный пласт активизация газовыделения из скважин достигается путем повышения газопроницаемости пласта или блокирования газопроводящих каналов в пласте с повышением остаточной газоносности угля, выдаваемого из шахты. Способы дегазации, основанные на этом принципе, еще не нашли промышленного применения.

При биохимическом принципе дегазации в дегазируемый массив угля вносятся окисляющие метан микроорганизмы с питательной средой.

Из принципиально возможных способов дегазации, не охваченных указанной классификацией и требующих поисковых разработок, следует указать способы, основанные на применении разрушающего действия обычных ВВ и специальных методов взрывания (например, электрогидравлическое), а также основанные на тепловом воздействии на угольные пласты.

Эффективность дегазации

Эффективность дегазации оценивается коэффициентом дегазации, равным отношению величины снижения газообильности горной выработки за счет дегазации к газообильности выработки без применения дегазации:

(7.1)

где К_д – коэффициент дегазации, доли ед.;

I – метановыделение в выработку без применения дегазации,

м³/мин;

I’ – метановыделение в выработку при применении дегазации,

м³/мин.

2. Источники выделения формальдегида и акролеина в атмосферу горных выработок. Пдк и класс опасности этих веществ

Акролеин (СН₂СНСНО) – бесцветная, легко испаряющаяся жидкость, пар акролеина ядовит: раздражает слизистые оболочки, вызывает головокруже- ние, рвоту, боли в желудке; образуется при разложении дизельного топлива при высокой температуре. Опасное для жизни содержание акролеина в воздухе при десятиминутном вдыхании – 0,014%, ПДК – 0,000009%.

Вследствие своей высокой реакционной способности акролеин является токсичным, сильно раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей соединением, сильный лакриматор. Максимально разовая Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,03 мг/м³; Среднесуточная Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,01 мг/м³(Список ПДК ГН 2.1.6 1338-03). Вызывает мутагенез у бактерий и дрожжей, проявляет мутагенные свойства на культурах клеток млекопитающих[1].

В воздухе населенных пунктов 0,03 мг/м3. В воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,2 мг/м3. При малых и средних концентрациях наблюдается раздражение верхних дыхательных путей и глаз, кашель, насморк, першение в горле, головокружение, слабость, рвота. При высоких концентрациях - онемение конечностей, тошнота, потеря сознания. Средняя смертельная концентрация 350 мг/м3 в течение 10 мин, 20 мг/м3 в течение 4 часов.

Относится к I классу опасности (чрезвычайно опасные вещества).

Акролеин является одним из продуктов термического разложения глицерина и жиров-глицеридов, чем объясняется раздражающие слизистые оболочки свойства дыма горелых жиров.

Формальдегид (НСОН) — альдегид муравьиной кислоты, первый член гомологического ряда алифатических альдегидов.

По токсичности формальдегид относится ко 2 классу опасности ( высокоопасный - аналогично хлору, дихлорэтану, сероуглероду и т.п.) согласно ГОСТ 12.1.005 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны"

Для воздуха населенных пунктов предельно допустимая максимальная разовая концентрация формальдегида составляет ПДКм.р. = 0,035 мг/м³ , предельно допустимая среднесуточная концентрация ПДКс.с. = 0,003 мг/м³ ( установлены

Гигиеническими нормативами ГН 2.1.6.1338-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест" (утв. Главным Государственным санитарным врачом РФ 31 мая 2003 г.)

Предельно допустимая концентрация формальдегида в воздухе рабочей зоны ПДК = 0,5 (установлено Гигиеническими нормативами ГН 2.2.5.1827—03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны") Смертельная доза 35 % водного раствора формальдегида (формалина) составляет 10 — 50 г.

Газ	Относительная плотность	Цвет	Запах	Вкус	Действие на человека	Смертельная концентрация, %	ПДК % (мг/м3)	Источники
НСОН (формальдегид)	1,04	-	-	-	Слизистые оболочки, центральная нервная система	-	0,00004 (0,5)	Двигатель внутреннего сгорания
СН2СНСОН (акролеин)	1,9	-	пригорелых жиров	-	Слизистые оболочки, центральная нервная система	0,014	0,000009 (0,2)	Разложение дизельного топлива