
- •Общие сведения о газовых компонентах рудничной атмосферы
- •2 Требования нормативных документов к системам автоматического
- •Нормативные документы
- •3 Краткая характеристика приборов и аппаратуры систем автоматического контроля рудничной атмосферы в подземных выработках газовых шахт
- •Комплекс «Метан»
- •Комплекс аэрогазовый информационный каги
- •Подсистема контроля параметров окружающей среды шахты системы утас
- •Система мониторинга параметров рудничной атмосферы типа smp-nt/a
- •Автоматизированные системы мониторинга и прогноза природных и технологических опасностей при работе горных машин
Тема: Автоматический контроль рудничной атмосферы в подземных выработках газовых шахт с использованием стационарной аппаратуры
Общие сведения о газовых компонентах рудничной атмосферы
Кислород (02) — газ без цвета, вкуса и запаха, слабо растворим в воде. По Правилам безопасности в угольных шахтах, в шахтах содержание кислорода в воздухе должно быть не менее 20 %, Известно, что при содержании кислорода 18 % у человека наступает сонливость, при 17 % начинается одышка и усиленное сердцебиение и при 12 % и менее возникает смертельная опасность. В шахту кислород поступает с атмосферным воздухом. Основными причинами уменьшения содержания кислорода в рудничном воздухе являются выделение различных газов из окружающего горного массива, а также выбросы, взрывы и подземные пожары.
Азот (N2) — инертный газ, без цвета, запаха и вкуса, относительная плотность — 0,967, не поддерживает дыхания и горения, безвреден. Источниками выделения азота в шахтах являются процессы гниения органических веществ, взрывные работы, пласты угля и пород Основное количество азота поступает в рудничную атмосферу с атмосферным воздухом.
Редкие газы (Не, Ne, Аг, Кг, Хе), за исключением гелия, который имеет радиоактивное происхождение, встречаются, как правило, в постоянных соотношениях с азотом, соответствующих их содержанию в воздухе. Это является доказательством их атмосферного происхождения
Углекислый газ (С02) — бесцветный газ, имеет слабый кислый запах, относительная плотность— 1,52. Источниками выделения углекислого газа в шахтах являются дыхание людей, взрывные работы, процессы разложения органических веществ, окисление угля, разложение углекислых пород, выделение из пластов угля и пород и минеральных вод, С02 выделяется также совместно с метаном из суфляров. Иногда на шахтах возникают внезапные выбросы С02 с угольной мелочью. Природа этих явлений та же, что и природа внезапных выбросов метана с угольной мелочью Другими источниками С02 в шахтах являются взрывы метана и пыли, подземные пожары. Относительная газообильность угольных шахт Украины не превышает в среднем 7 м3/т .Основное средство предотвращения высоких концентраций С02 в рудничной атмосфере — интенсивная вентиляция.
Окись углерода (СО) — газ без цвета и запаха, относительная плотность — 0,97, слабо растворимый в воде, горит и при содержании в воздухе от 13 до 75 % образует взрывчатые смеси с температурой воспламенения 630—810°С (наибольшаясила взрыва при 30 % СО). Главные источники образования СОв шахтах — низкотемпературное окисление угля, пожары, взрывы метана и пыли, взрывные работы. Окись углерода ядовита при концентрации в воздухе около 0,13 % . Тяжелое отравление наступает после 0,5—1 ч вдыхания загрязненного воздуха.
Сероводород (H2S) — газ без цвета, с резким характерным запахом тухлых яиц, легко растворим в воде, а при концентрации 6 % образует с воздухом взрывчатую смесь, сильно ядовит (при содержании в воздухе 0,05 % сильное отравление наступает через 0,5—1 ч, при содержании 0,1 % опасен для жизни даже при кратковременном действии). Основными источниками H2S в шахтах являются гниение органических веществ, разложение водой серного колчедана, выделение из трещин и минеральных источников, эндогенные пожары, взрывные работы, взаимодействие сульфатных вод с метаном
Сернистый газ (S02) — бесцветен, имеет острый вкус и запах, легко растворим в воде, сильно ядовит. При содержании 0,05 % опасен для жизни даже при кратковременном действии, при содержании 0,001 % сильно разъедает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Образуется в шахтах главным образом при взрывных работах и пожарах.
Окислы азота (NO, N02) образуются после взрывных работ, быстро поглощаются водой, очень ядовиты, сильно раздражают слизистую оболочку паз, дыхательных путей и легких - содержание 0,025 % окислов азота в воздухе смертельно для человека. Характерной особенностью окислов является то, что патологическое действие их на человека проявляется не сразу, а лишь через некоторое время. После взрывных работ вначале образуется окись азота (NO), которая, соединяясь с кислородом воздуха, переходит в более стойкую двуокись азота (N02),
Метан (СН4). Характерными свойствами этого газа являются горючесть и способность давать взрывчатую смесь с воздухом. Температура воспламенения СН4 равна 650—750 °С. Однако эта температура может быть выше и ниже указанных пределов в зависимости от рода воспламенителя, способа воспламенения, содержания метана в воздухе и др.
Для метана характерным является свойство воспламеняться при соприкосновении с источником высокой температуры не сразу, а через некоторый промежуток времени, величина которого зависит от температуры воспламенения, при 650 °С время запаздывания составляет 10 с, при 1000 С оно падает до 1 с и ниже .
Присутствие водорода и других горючих газов ускоряет взрыв метана. При концентрации метана в воздухе до 5 % смесь не взрывается, но может гореть около источника высокой температуры, в пределах от 5 до 15 % смесь взрывчата, свыше 15 % смесь не взрывчата и не поддерживает горения, а при притоке кислорода извне горит спокойным пламенем.