3. Порядок проведения приповерхностной газовой

съемки при изменении перепада давления

Ведение горных работ приводит к образованию сети трещин в

горных породах. В некоторых случаях трещины достигают земной

поверхности. При нагнетательном способе проветривания через такие

трещины может осуществляться аэродинамическая связь выработанного

пространства с очагом пожара и атмосферы, что вызывает образование

аномалий пожарных газов за пределами вертикальной проекции очага

пожара на поверхность. При всасывающем способе проветривания

газовая аномалия может сместиться в глубь горных пород - в этом

случае ее можно не обнаружить при закладке скважин обычной

глубины. Бурение же более глубоких скважин значительно увеличивает

материальные затраты, снижает эффективность данного метода

локации, а порой делает его применение невозможным.

Повысить эффективность способа локации по составу газов в

приповерхностном слое можно применением дополнительных мер,

например, проведением приповерхностной съемки при различных

перепадах давления газа между районом очага пожара и поверхностью,

создаваемых искусственно или образующихся естественным путем.

Естественное изменение перепада давления обусловлено

увеличением или падением барометрического давления. Суть метода

съемки при этом заключается в непрерывном отборе проб газа из

скважин в периоды роста или снижения атмосферного давления и

определении относительного изменения концентрации пожарных газов в

точках замера. Изменение концентрации газов в этих случаях

объясняется тем, что перенос газов к поверхности происходит за

счет молекулярной диффузии или конвективными потоками,

возникающими в результате перепада давлений газа и тепловой

депрессии, развиваемой очагом. Над очагом пожара перенос газов

обусловлен всеми факторами, а в остальных местах исключается

действие тепловой депрессии очага. Поэтому изменение

барометрического давления вызывает неравномерное изменение

концентрации газа в приповерхностном слое.

При повышении атмосферного давления концентрация газа

постепенно снижается. Однако величина снижения не везде одинакова

вследствие воздействия на процесс переноса газа тепловой

депрессии, развиваемой очагом пожара. Вот почему для определения

местонахождения очага необходимо использовать относительное

изменение концентрации индикаторных газов. Над очагом пожара доля

тепловой депрессии в общем массопереносе максимальная, абсолютное

ее значение остается неизменным, в связи с чем относительное

уменьшение концентрации газов будет минимальным.

При падении атмосферного давления перепад давлений между

выработанным пространством и поверхностью будет постоянно

возрастать, что приведет к увеличению концентрации пожарных газов

на поверхности. И в этом случае изменение концентрации (ее рост)

над очагом будет минимальным за счет значительной доли тепловой

депрессии в массопереносе.

Существенно повысить эффективность локации очагов подземных

пожаров проведением приповерхностной газовой съемки позволяет

искусственное изменение перепада давления газа, например, реверсия

вентиляционной струи. Подобное искусственное изменение направления

движения воздуха в горных выработках на обратное используется для

выявления трещин или горных выработок между поверхностью и зоной

газообразования, вызывающих появление всплесков концентраций газов

в местах их выхода на поверхность при нагнетательном способе

проветривания. Дополнительная газовая съемка после перехода на

всасывающий режим проветривания с небольшим отрицательным напором

показывает аномалии только от очага пожара, образующиеся за счет

тепловой депрессии. Выход газа на поверхность по трещинам и горным

выработкам в стороне от проекции очага прекращается в результате

образования конвективных потоков, направленных от поверхности в

сторону горных выработок.

Аномалия пожарных газов может не образовываться в

приповерхностном слое над очагами подземных пожаров, находящихся в

зонах с пониженным давлением газа. В этом случае также необходимо

провести съемку при реверсии вентиляционной струи. Возникающее при

этом избыточное давление газа в горных выработках и выработанном

пространстве приводит к образованию аномалий пожарных газов над

очагом и в местах выхода трещин на поверхность. Причем, в первую

очередь возникают точечные выделения у выхода трещин, имеющих

небольшое аэродинамическое сопротивление. Затем выявляется

аномалия над очагом пожара. После прекращения реверсии и возврата

на нормальный режим проветривания сначала исчезают аномалии над

трещинами, затем постепенно и над очагом пожара.