2.2. Образование, места отложения и свойства угольной пыли

Большое количество угольной пыли образуется при отбойке угля комбайнами или взрывом, при погрузке в вагонетки и на конвейер, при транспортировании.

Около забоя оседает от 30 до 300 кг пыли. При этом в 5-10 м от забоя – 50 % , в 10-20 м – 35 %, более 20 м – 13 %. Особенно много пыли оседает на сопряжениях с лавами, в районе погрузочных пунктов (за сутки осаждается от 1 до 8 кг пыли на 1 м выработки), особенно по ходу вентиляционной струи. На расстоянии до 300 м от лавы в вентиляционном штреке оседает до 85 % всей пыли. С поверхности груженых вагонеток с 1000 т транспортируемого сухого угля сдувается до 200 кг пыли на 1 км выработки.

Каменноугольная пыль пластов, содержащих 10 % и более летучих веществ, отнесенных к безводной и малозольной массе, относится к взрывчатой. Во взрыве принимают участие частицы диаметром от 0,1 до 1 мм. Наиболее взрывоопасна пылевоздушная смесь, содержащая 300-600 г пыли в 1 м³ воздуха. Общий диапазон взрывчатой концентрации пыли – от 1000 до 2500 г/м³. Температура вспышки пылевоздушной смеси находится в пределах 750-900 ⁰С.

Взрывчатость угольной пыли устанавливают лабораторными исследованиями.

2.3. Источники воспламенения метано- пылевоздушной смесей при взрывных работах

Воспламенение и взрыв метановоздушной смеси зависят не только от концентрации в ней метана, но и от температуры вспышки смеси Т и индукционного периода t – времени с момента зарождения очага нагрева до момента вспышки. Чем выше температура нагрева (вспышки), тем короче индукционный период.

Так, при Т = 650 ⁰С индукционный период равен t =10 с, а при Т = 2000 ⁰С вспышка происходит мгновенно.

Индукционный период пылевоздушной смеси меньше, чем метановоздушной, так как при нагревании из угольной пыли выделяются летучие легковоспламеняющиеся компоненты. При этом мощная ударная волна, идущая впереди волны взрыва пылевоздушной смеси, поднимает осевшую в выработках пыль и увлекает её за собой, в том числе и в незапыленные выработки.

Вспышки метана и взрывы угольной пыли, возникающие в забоях, где ведутся взрывные работы, могут распространяться на расстояния до нескольких километров.

Воспламенение метано- или пылевоздушной смеси произойдет, если хоть в одной точке смесь будет нагрета до температуры, превышающей критическую температуру воспламенения смеси в данных условиях, и в течение времени, превышающем индукционный период.

При производстве взрывных работ источниками нагрева смеси могут быть:

1 – взрыв открытого заряда ВВ (расположенного на поверхности породы и угля, а также в шпурах, но частично открытого взрывом предыдущих серий) или частично открытого заряда (в шпурах без забойки, со сквозными трещинами – в атмосферу выработки);

2 – выгорающие заряды ВВ в шпурах и отбитой взрывом горной массе при затухании детонации ВВ и переходе её в горение, являющееся источником открытого пламени;

3 – неполные взрывы и выгорание ВВ в детонаторах;

4 – горячие и раскаленные частицы ВВ, металлических гильз и чашечек детонаторов, кусочков проводов и шлака сгоревшего замедляющего состава детонаторов;

5 – электрические искры в электровзрывных сетях;

6 – высокотемпературные продукты (горячие газы) взрыва ВВ;

7 – прямые и отраженные ударные волны, образующиеся при взрыве зарядов ВВ;

8 – искры, образующиеся при ударе разлетающихся при взрыве кусков металла о металл или породы о металл.