3. Факторы, влияющие на склонность шахтопластов

угля к самовозгоранию

Химическая активность угля. С увеличением степени метаморфизма

углей их химическая активность в среднем уменьшается. В то же

время в пределах одной и той же степени метаморфизма угли могут

отличаться по химической активности. Это различие прежде всего

зависит от различий петрографической структуры угля. Угли с

пористой структурой более активны, чем угли с плотной структурой.

Например, угли, содержащие крупные включения фюзена, поглощают

кислород быстрее, чем однородные блестящие угли.

На химическую активность угля влияют и другие факторы. У

земной поверхности в зоне выветривания вследствие окислительной

дезактивации химическая активность углей настолько мала, что они

не способны самовозгораться. С ростом глубины залегания пласта

активность возрастает. Вблизи активных пожарных очагов в

результате нагревания уголь приобретает повышенную химическую

активность. В зонах тектонических нарушений и в старых выработках

каменные угли могут иметь повышенную активность вследствие

дегазации и увеличения пористости из-за разгрузки от горного

давления.

По данным многолетних исследований ИГД им. А.А. Скочинского и

РосНИИГД химическая активность бурых углей освоенных месторождений

России колеблется в пределах 0,090 - 0,156 куб. см/г ч. Только

бурый уголь месторождений Кумер - Тау в Башкирии имеет пониженное

значение этого показателя - 0,031 куб. см/г ч. Данная проба

набрана в карьере на глубине 100 м. Пониженная активность

объясняется окислительной дезактивацией.

Для каменных углей характерны значения химической активности

0,025 - 0,05 куб. см/г ч. Однако следует иметь в виду, что даже в

пределах шахтопласта из-за разного сочетания влияющих факторов

химическая активность не является величиной постоянной. Поэтому по

отдельным пробам угля шахтопластов Сахалина, Восточной Сибири и

Кузбасса зафиксированы более высокие значения активности, порядка

0,06 - 0,08 куб. см/г ч. Угли Печорского бассейна, наоборот, из-за

высокого содержания метана и малого коэффициента диффузии имеют

активность менее 0,03 куб. см/г ч.

Химическая активность антрацитов, как правило, не превышает

0,02 куб. см/г ч. В то же время у отдельных шахтопластов она

достигает 0,08 куб. см/г ч.

Геологические факторы. Основными геологическими факторами,

влияющими на опасность самовозгорания угля, являются угол падения

пласта, его мощность, тектоническая нарушенность, наличие

пропластков угля в кровле и почве.

На крутых пластах любой мощности пожары чаще, чем на пологих

пластах той же мощности. Рост пожароопасности с увеличением угла

падения пласта обусловлен тем, что при выемке крутого пласта

увеличивается зона обрушения и затрудняется изоляция выработанного

пространства от выработок сближенных пластов и от земной

поверхности. При этом создаются благоприятные условия для притока

воздуха к скоплениям окисляющегося угля в зонах обрушения.

Повышение опасности самовозгорания с увеличением мощности

пласта вызывается увеличением размеров скоплений угля, оставляемых

в выработанном пространстве в виде технологических и аварийных

потерь. Кроме того, после выемки мощных пластов размеры зон

обрушения пород кровли возрастают, что приводит к росту утечек

воздуха в выработанное пространство и на поверхности.

Статистик показывает, что число пожаров на пластах мощностью

более 3,5 м значительно больше, чем на пластах средней мощности.

Этот рост обусловлен необходимостью применения слоевых систем

разработки, приводящих к увеличению потерь за счет оставления

межслоевых пачек и активизации самонагреваний угля, имевших место

при отработке верхних слоев.

Тектоническая нарушенность пласта увеличивает опасность

самовозгорания, так как создает трудности при выемке угля,

аварийность горных работ и потери угля, оставляемого в

выработанном пространстве. Особую опасность представляют

дизъюнктивные (с разрывом сплошности пласта) нарушения. Скорость

отработки пласта по простиранию в зоне таких нарушений резко

уменьшается, потери угля исчисляются тысячами тонн. Химическая

активность угля в местах тектонических нарушений может быть

повышенной вследствие изменения первичной структуры угольного

пласта, приводящей к увеличению трещиноватости и дегазации. Этот

комплекс влияющих факторов, например, предопределил возникновение

эндогенного пожара на шахте "Тацинская" (Ростовская область), в