Ч з с т ь II ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЕ ДЕЛО
Глава 12
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВАРИЯХ В ШАХТАХ
Авария — неуправляемое событие, нарушающее нормальный ход технологического процесса, создающее угрозу жизни и здоровью персонала и вызывающее материальные потери.
В шахтах возможны аварии техногенного и природного происхождения.
Основные виды аварий: шахтные пожары, взрывы газа и пыли, внезапные выбросы пород и газа, горные удары, затопления выработок.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШАХТНЫХ ПОЖАРАХ
Пожары в горных выработках называют шахтными. К ним относят и пожары на поверхностных объектах, когда огонь и газы могут попасть в шахту.
По происхождению пожары в горных выработках (подземные пожары) делят на экзогенные, возникшие от внешнего теплового источника (например, открытого огня, короткого замыкания, трения, взрывных работ), и эндогенные, возникшие от самонагревания и самовозгорания угля в отработанных частях угольных пластов или рудной залежи. На угольных месторождениях возможны самовозгорания в разрушенных целиках при фильтрации через них воздуха.
ПРИЧИНЫ И МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ШАХТНЫХ ПОЖАРОВ
Пожары в поверхностных комплексах. Причинами возникновения пожаров в поверхностных комплексах являются неправильное ведение огневых и сварочных работ, нарушение правил эксплуатации отопительных печей и устройств (включая электрические), электрических сетей и электрооборудования, самовозгорание угля и руд, разряды статического (в том числе атмосферного) электричества, взрывы пылегазовоздушных смесей и паров (в том “числе компрессорных), искрообразование и перегрев при трении, особенно при работе ленточных конвейеров, подшипников, редукторов и канатов.
Пожары в горных выработках. Причинами экзогенных пожаров чаще всего являются:
неисправные электрооборудование и кабельные сети;
взрывные работы, последствия выгорания ВВ из-за неправильного заряжания шпуров и применения накладных зарядов;
сварочные работы при нарушении правил их ведения;
трение канатов о дерево (шпалы, крепь и т.д.) и полезное ископаемое, конвейерной ленты о невращающиеся роликоопоры и пробуксовывающие барабаны, трение в неисправных и несмазанных подшипниках и редукторах;
загорание метана в очаге самовозгорания, возникшего в глубине выработанного пространства, и передача пламени в горную выработку;
трение зубков рабочих выемочных органов проходческих и добывающих машин об уголь, породу и особенно о твердые включения, чаще всего являющиеся сульфидами (прослоями колчедана).
Причинами эндогенных пожаров являются:
наличие материала, способного окисляться (скопление раздробленного угля, руды и угольного сланца);
приток кислорода к окисляющейся поверхности частиц скопления;
затрудненный отток тепла из очага самонагревания;
сохранение в течение определенного времени указанных ранее трех условий для прохождения низко- и среднетемпературного окисления материала и перехода процесса в фазу возгорания.
Окисляющийся материал на отработанных площадях - это потери угля, сланца и руды, которые складываются главным образом из полезного ископаемого в охранных, барьерных, аварийных и других целиках, не вынимаемых вследствие некондиционности пачек, из-за рассеивания по площади и технологических потерь.
Условия самовозгорания создаются при ведении горных работ благодаря притоку воздуха к скоплениям разрыхленных пород, склонных к возгоранию.
Важнейшими геологическими факторами пожароопасности являются:
мощность пласта (чем мощнее пласт тем пожароопаснее);
сближенность пластов; (После отработки сближенных пластов возникают значительные нарушения в боковых породах и провалы на поверхности. Эти явления аналогичны последствиям при отработке одиночного пласта большой мощности. Чем больше угол падения пластов, тем большее значение имеет их сближенность.
угол залегания; (С увеличением угла падения пласта увеличивается вертикальная мощность залежи, а также тепловая депрессия вентиляционной струи).
тектоническая нарушенность; (Связь тектонических нарушений с пожароопасностью обусловлена высокой проницаемостью пород и трудностью выемки полезного ископаемого из нарушенных зон, вследствие чего увеличиваются возможность аварий при ведении горных работ и потери ископаемого в выработанных пространствах.)
характер вмещающих пород; (Крепкие боковые породы оседают в выработанном пространстве большими глыбами, между которыми остаются каналы для проникновения воздуха. Вследствие запаздывающего обрушения кровли предохранительные целики разрушаются. Некрепкая кровля легко обрушается и плотно заполняет выработанное пространство, особенно если породы кровли распадаются при смачивании водой.
глубина залегания;(чем глубже тем проницаемость пород меньше и следовательно меньше окисление)
петрографический, химический состав пласта. (Прослои угольных пород по химической активности подобны углям. При оставлении их в выработанном пространстве увеличиваются скопления горючего материала и, следовательно, пожароопасность)
Самовозгорание происходит не сразу после соприкосновения окисляющегося материала с воздухом, требуется некоторое время, в течение которого образовавшееся скопление материала как бы подготавливается к самовозгоранию. Этот промежуток времени называется инкубационным периодом.
Очаги самовозгорания зарождаются преимущественно в выработанных пространствах (реже в целиках), на их образование существенное влияние оказывают системы ведения очистных работ.
Сопутствующие породы, которые остаются в выработанном пространстве в измельченном состоянии, могут иметь не меньшую склонность к самовозгоранию, чем добываемый уголь.
Большое значение имеет скорость ведения горных работ. С ее увеличением пожароопасность обычно уменьшается.