книги из ГПНТБ / Машковцев И.Л. Проветривание горных выработок
.pdfгшчаской и 1,5% золы. Вѳс I кг |
такого дерева 750 |
кг. |
Допу |
|
ская, что углерод /атомный вес |
12/ |
целиком перейдет в |
окись |
|
утлорода /атомный вес 28/, получим |
при сгорании |
одной |
рамы |
|
750 ■Û,/7 ■3 6 , 5 |
28 . |
„ |
|
|
что составит 97 м3 СО при весе |
I мэ |
СО, равном 1,18 кг |
|
|
/температура +15°, давление I |
атм /. |
|
|
|
Этого объема СО при пожаре будет достаточно, чтобы |
||||
сделать пребывание человека л |
выработке сечением |
Л, 5 м^ |
и длиной 2 км смертельно опасным.
Количество СО, образующееся при взрыве гаэовоздушиой среды, оценивается по взорванной пылиД кг пыли дает І,5м 3 СО/, так как один метам при взрыве окись углерода не вы деляет.
Окись углерода горит и взрывает. Предел взрывчатости СО 13 - 75%. Максимальный взрыв происходит при 30% СО.
Допустимое содержание СО в рудничном воздухе не более
0,0016% /0 ,2 |
м г/л/, |
В порядке исключения разрешается до |
пуск рабочих |
в забой |
подготовительной выработки после |
взрывных работ при концентрации СО = 0,008% при условии интенсивного проветривании, которое оцениваемо» в данном случае но времени достижения указанной концентрации за
30 мим и затем концентрации 0,0016% ne |
более, чем’ за 2 |
|
ч аса. |
$ • Газ без цвета, |
|
Сероводород |
с запахом тухлых |
лиц, сладковат на вкус при большой концентрации! Удельный вес 1,19, Легко растворяется в воде: в I л ^ О - З ^ З л HpS . В воздухе взрывается при содержании 6%. Сероводород ядовит. Сильно действует на слизистые оболочки глаз, дыхательных
путей и на нервную систомѵ.
Образуется Иг ,5 при гниении органических веществ /например, дерева/, разложении водой серного колчедана и
гипса / CaS* Нг О*СОа= Са СОа * |
/ , при |
выделении из » |
|
скоплений /особенно на |
соляных и азокеритовых шахтах/, |
||
минеральных источников |
совместно с |
СН^ |
, при неполных |
взрывах ВБ и подземных |
пожарах. |
|
|
Степень отравления человека сероводородом следующая:
Степень |
Концентрация |
Время воз |
Характер |
|
|
отравления |
в воздухе,% |
действия, час |
воздействия |
||
I |
0,01 |
2-3 |
Легкое |
отрав |
|
|
0,02 |
|
ление |
|
|
П |
I |
Отравление |
без |
||
|
|
|
серьезных |
пос |
|
|
|
|
ледствий |
|
|
Ш |
0,05 |
0,5-1 |
Опасное |
отрав |
|
|
0 ,1 |
|
ление |
|
|
ІУ |
Кратковременно Быстрое |
наступ |
|
|
|
J ланиѳ |
смерти |
|
Допустимое |
содержание //г S |
в |
рудничном |
воздухе |
не |
более 0,00066%. |
При обнаружении |
Н&$ |
необходимо усилить |
проветривание и применить орошение тонкораспыленной водой. Сернистый газ S O z . Газ без цвета, с острым запа хом и вкусом. Удельный вес 2,22. Ядовит. Сильно разъедает
слизистые оболочки, особенно глаз. Поэтому получил назва ние "газ-глазоедка". Ощутим уже при содержании 0,0005 %. Тяжелое поражение можно получить при 0, 002% и смертельное
при |
0,05%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образуется |
S O & при взрывных |
работах |
/при |
наличии |
|||||||
^ |
в |
ВВ |
или |
породах/, |
в готовом |
виде |
из |
пород, |
содержа |
|||
щих |
S |
, |
при |
окислении |
колчеданных руд |
и взрывах ее пыли |
||||||
/одновременно |
с |
НА & / . |
SO% в |
|
|
|
|
|||||
|
Допустимое |
содержание |
воздухе |
рудных шахт и |
||||||||
карьрров 0,0007% |
/0,01 |
м г/л/, |
угольных |
шахт-0,00035%, |
||||||||
так как |
в |
последних содержание |
его |
ничтожно. |
|
|||||||
|
В серных шахтах должны применяться деятельная венти |
|||||||||||
ляции, обильное орошение забоя и смывание |
серной |
пыли со |
||||||||||
стенок выработок. Взрывные работы допускаются только в |
||||||||||||
конце смены. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Газы взрывчатых веществ. При взрыве образуются СО |
|||||||||||
и смеси |
газов |
А/О , А/Оа , |
A/z Ot/ |
и A/z Os. Устойчивыми |
||||||||
окислами азота |
являются |
A/(7Z |
и Ѵг 0^ |
. Они ядовиты: вы |
зывают'сильное раздражение слизистых оболочек глаз и ды хательных путей. Д'ля горняков-один из самых опасных газов,
так как смерть может наступить через 20г30 часов после по падания газа в легкие в результате отека. Смертельная кон
центрация окислов |
0,025%, однако, указанный |
отек |
легких мо |
|||
жет. произойти при глубоком вдыхании окислов |
более низкой |
|||||
концентрации. |
|
|
|
|
|
|
Допустимое содержание окислов 0,0002% в пересчете на |
||||||
А/Оа |
и 0,0001 в |
пересчете на |
O s. |
|
|
|
При взрывных работах необходимо хорошо проветривать |
||||||
эабои, |
применять |
ВВ оо специальными добавками и |
устранять |
|||
неполные взрывы. |
Эффективным средством |
является |
распыление |
|||
1%-ного |
раствора |
/Vet ОН3 количестве в |
4-5 |
раз |
превышаю |
щим вес ВВ. |
Содержание NOt |
снижается |
в де |
сятки раз. |
При нахождении в атмосфере, |
содержащей |
окислы, |
необходимо |
дышать неглубоко и избегать |
резких движений. |
Компрессорные газы . Это газы СО,СНч \\ др.,образую щиеся из масла компрессоров при высокой температуре и дав лении. Любое смазочное масло в количестве 20 г может пре вратиться в указанных условиях в I м3 воздуха во взрывча
тую смесь. |
^ |
Для предотвращени |
взрывов и отравления рудничной ат |
мосферы необходимо тщательно следить за исправностью охла ждающих устройств компрессора и очисткой масла в воздухо сборниках.
Выхлопные газы . К ним относятся смесь газов СО , СОа , окисляв азота,'акролеина и формальдегида. Альдегиды,/ак ролеины и формальдегид/газы с приятным запахом. Весьма ядовиты. Допустимое содержание их в атмосфере рабочей зоны рудников и карьеров равно соответственно 0,002 мг/л и 0Л005 мг/л.
Меры борьбы с выхлопными газами, получающие распро странение, включают дожигание или растворение газов. Дожигание производится в присутствии катализатора /например,
алюминиво-платинового/ |
или при |
высокой |
температуре. Нес |
|
мотря на громоздкость |
оборудования,может быть достигнут 0 |
|||
высокий процент сжигания СО в |
смеси |
- |
90-95%. |
|
К выхлопным газам |
должны |
быть |
о інесены смеси, обра |
зующиеся при огневом бурении с |
помощью реактивных |
горелок. |
|
В станках, работающих на |
кислородно-керосиновом |
окислении, |
|
дополнительно образуется |
Н2 до |
20-25$. |
|
Способ огневого бурения определяет меры борьбы с обра зующимися газами: термическое и каталитическое дожигание, мокрая газоочистка или их комбинация.
При бурении на |
кислороде |
применяется жидкостная очистка |
с подачей к горелке |
смеси марганцовокислого калия /К М пО ц/ |
|
и углекислой'’соды /Мо- НС Оз |
/ . При бурении на сжатом воз |
|
духе производится дожигание в |
специальных реакторах в присут |
ствии шлаков марганцовой руды.
Водород.Газ без цвета и вкуса.Удельный вес 0,9.Волород
взрывается в смеси о воздухом при содержании |
от 4 до 74$ |
||
с максимальной силой взрыва при 28,6$, |
|
|
|
Особенностью взрыва является |
меньшая? по |
сравнению с |
|
ѵетаном}температура воспламенения |
смеси |
(на |
І 00- 200°С), |
что связано с опасностью более раннего |
взрыва водорода. |
Источниками образования водорода являются эар.тдка аккумуляторных батарей, пожары, совместное выделение с метаном и из скоплений (на калийных шахтах).
|
Шахты с выделением метана или водорода подразделяют |
||||
ся на категории (см. |
§3 настоящей главы). |
||||
|
Газообразные радиоактивные вещества /эманации/ |
||||
радон |
Ftn |
, стронций |
5 г |
и до. . |
|
|
Наиболее опасным радиоактивным веществом при разра |
||||
ботке |
урановых и торцевых1руд,является |
R n . |
|||
|
Радон хорошо растворяется в воде; В одном объеме |
||||
воды при 0°С растворяется |
0,507 объема |
радона. |
|||
|
Все |
приборы на |
радиоактивные вещества действуют' на |
принципе измерения облучения какого-либо вещества. Сущест вуют газоразрядные и сцинтилляциониые счетчики, фотогра фические, химические и к&лоримѳтрические дозиметры. Типы
приборов: индивидуальные, лабораторные и специальные.
Вид воздействия - ионизация. Единицами измерения |
/дози |
|
метрии/ радона и других |
эманаций является.рентген |
- |
доза рентгеновского |
- излучения, при котофом в |
I см3 воздуха образуются попы, несущие 1 электростати ческую единицу количества электричества кандого знака ; эман - концентрация радиоактивных веществ в газах /жидко стях/, при которых в I л воздуха происходит 222 распада в минуту.
Радиоактивные вещества оказывают сильное воздействие на человека, особенно на кожу, кровъ, хрусталик глаза, желудочно-кишечный тракт и др. Степень поражения от дей ствия радиоактивных веществ приведена в табл.І »
В урановых рудниках должно быть деятельное проветри вание выработок, постоянное "обновление" воздуха» примене ние обильного орошения отбитой руды в очистных забоях. В штреках должны устанавливаться водяные завесы.
При необходимости применяется индивидуальная защита:
дыхательные фильтры, |
маски и респираторы. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Таблица |
I |
|
Степень |
|
|
|
|
|
|
|
поране |
|
П |
|
|
|
|
У!1 |
ния |
I |
1ІІ |
1У |
У |
УІ |
||
I |
? |
3 |
4 |
5 |
6 . |
7 |
8 |
Получен |
|
|
|
|
|
|
|
ное облу |
|
25-50 |
50-100 |
100-200 |
200-4ОС |
400 |
600 |
чепие ' |
25 |
||||||
Время |
|
|
|
|
е |
|
|
воздей |
одно- |
|
|
|
|
|
|
ствия |
крат нс |
|
окр |
окр |
окр |
|
окр |
|
/о к р / |
окр |
окр |
■ т |
2 |
. |
3 |
4 |
'“5--------- |
T |
J |
F “ |
||
ХаракВидимые ВероятИзмеНедомо- |
Потеря |
Пораже- |
Пора |
|||||||
тер |
/ощути- |
ные из |
нения |
гание. |
трудо- |
нив |
жение |
|||
пора- |
мые/ |
по |
менения в кро--наруше- |
способ |
смер |
смер |
||||
жения |
ражения |
в крови, ви, не--ние |
нор- |
ности, |
тель |
тельное |
||||
|
отсут- |
серьезкотомального |
возмо |
ное |
00% |
|||||
|
ствуют |
ные на- |
рые на-.состоя- |
жен |
для |
|||||
|
|
|
рушения |
рушения |
ния, |
смер |
50% |
постра |
||
|
|
|
отсут- нормаль-возмож |
тель |
пост |
давших ' |
||||
|
|
|
ствуют |
ного |
|
на |
по- |
ный |
радав |
|
|
|
t |
|
состоя- |
теря |
исход. |
ших. |
|
||
|
|
|
ния при трудо-1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
сохра-- способ- |
|
|
|
|||
|
|
|
|
нении |
|
ности |
|
|
|
|
|
|
|
|
работо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
способ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Норма для |
рентгеновского |
и |
Y - |
облучения составляет |
0,5 р в день. Концентрация эманаций в рудничном воздухе не должна превышать 10 эмзн. Норма на радон 10“® кюри/л воз духа. В США норма менее безопасная—ІП“’'1 кюри/л.
Прочие газы. К ним относятся некоторые газы, исполь зуемые в горном деле. Это ацетилен, этан и бензин. Наиболее важные сведения - пределы взрывчатости газов с воздухом нормального состава / при обычных для шахт температурах, и .
давления |
/ . Они равны: .для ацетилена |
3, этана 3,2 -12,5 |
и бензина |
1 ,1 -5 ,В% . |
|
|
&?.• I m « / р и ш т Е |
г а з / |
|
I.Свойства метана |
|
Газ без цвета, вкуса и запаха. Удельный вес 0,554.- Один м3 весит 0,710 кг. У метана большая скорость диффузии, в 1,0 раза больше, чем у воздуха. В воде растворяется мало, при давлении 760 мм и температуре 20°, не более 3,5 объемов
в 100 объемах воды.
О
В рудничном воздухе всегда присутствует не-в чистом
виде, а |
вместе |
с |
/ в калийных шахтах 0,2-0,4% /, С0г _ |
не более |
5%, |
СО |
_ 0,5-1%, Нг/$ и ,-5 0г /незначительное |
количество, |
но придают |
ядовитость/, а также Н г |
и угле |
|
водороды СА Ну /опасны из-за |
уменьшения температуры вспыш |
|||
ки/. В целом влияние примесей, |
находящихся в рудничном газе |
|||
в указанных |
процентах, |
незначительно. |
|
|
Метан |
не ядовит, |
но снижает количество |
в руднич |
ном воздухе. При содержании 43% СН/+ наступает кислородное голодание, а при содержании 57% - аноксемия.
Большую опасность представляют взрывы метана. При взрыве, как правило, происходят два удара - прямой и обрат ный к источнику взрыва. Возможны взрывы встречных газов. За историю существования горного дела отмечен ряд крупных аварий на шахтах Донксико, Япония в 1942 году - 1527 По
гибших; |
Jf.20, Кара ганда |
в 1945 |
году |
- 82 погибших; |
Микава, |
Япония |
- 467 погибших |
и некоторые |
др/, явившихся |
результатом |
|
взрыва |
метана. Исследования |
по рудничному газу, |
проводимые |
в разных странах, направлены, главным образом, на решение этой проблемы.
Температура воспламенения метана 650-750° С. Вспышка его происходит с опазданием: при первоначальной температу ре до 100 с е к ., а при 1000° С всего I сек. Цвет пламени ха рактеризует в некоторой степени его содержание в воздухе.
При небольших количествах метана цвет его пламени синий, при больших /около 5%/ - светло-голубой.
Пределы взрывчатости метана от 5 до 15%. При содержа нии меньше 5% смесь может гореть около источника с высокой температурой.. Выше 15% смесь не взрывается и не горит.Толь ко при притоке кислорода извне эта смесь загорается как све
тильный |
газ. |
|
|
|
|
Максимальная сила взрыва происходит при содержании |
|||
СИу |
9,5%, так как в этом |
случае |
целиком сгорает кисло |
|
род.! емпература взрыва метана |
2200 - 2700° С в замкнутом |
|||
пространстве и 1900° С в свободном. |
о |
|||
|
При взрыве метана выделяется большое количество тзпла |
|||
около |
13300 ккал из I кг газа, тогда |
как I кг черного по |
||
роха выделяет при горении 580 |
ккал,а |
нитроглицирина - 1500 |
||
ккал. |
По "силе взрыва метан значительно слабее приведенных |
взрывчатых веществ, |
его |
плотность |
заряда при 9 ,5$ / І / І І |
|||
объема пространства/составляет |
65 |
г на I м3 или |
А |
= |
||
0,000062, у пороха |
А |
= 1,0 |
и у |
нитрсглицирина А = 1 , 6 . |
||
2. Виды существования и выделения СТЦ |
|
|||||
Различают три вида |
существования метана: свободный |
|||||
газ, сорбированный /связанный/ |
и растворенный в |
воде. |
|
|||
Ооновное количество газа в угольных месторождениях |
||||||
...находится в адсорбированном состоянии, концентрируясь |
на |
поверхности твердого вещества под действием молекулярного притяжения. Реже встречаются связи абсорбация /проникнове ние молекул газа в твердое вещество без химической реакции/ и хемсорбация /обратимое химическое соединение молекул га за и твердого вещества/.
В шахтах наблюдается и три вида выделения метана: обыкновенное, суфлярное и внезапное.
Обыкновенное выделение характеризуется тем, что метан соединяется с рудничной атмосферой при обнажениях полезного ископаемого и пород, получающихся в результате добычных ра бот. Выделение метана происходит из трещин и новых поверх ностей. появившихся в забое,'из отбитого полезного ископае
мого, |
из |
кровли'■и |
почвы. |
• |
— - |
! |
|
|
|
|
Процесс выделения метана является затухающим во вре |
||||||||
мени. При остановке забоя период дренирования |
ограничива |
||||||||
ется |
временем. Так, например, |
для |
пласта КТд Новый /К ара-' |
||||||
гандииский бассейн/ он равен |
около |
9 месяцев . |
л ; в |
Ливенч |
|||||
ский |
/Донбасс/ - |
6 месяцев и т .д . |
|
|
|
|
|||
|
Выделение метана из забоя происходит в пределах зоны |
||||||||
дренирования |
и является неравномерным. Коэффициент неравно |
||||||||
мерности |
для |
Карагандинского |
бассейна |
равен 1,85, для-Дон |
|||||
басса |
- |
1,15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В целом для очистных забоев угольных шахт газовый ба |
||||||||
ланс |
складывается |
из следующих величин: из забоя 50$ |
СНц ; |
||||||
отбитого |
угля |
15$ |
СН^ ; кровли, почвы и выработанного про |
||||||
странства - 35$ |
. ' ' |
|
|
|
|
|
В подготовительных выработках выдёдепие метана завиоит от скорости проведения и срока готовности выработки. При Готовности за срок более 3-5 суток газовыделение может учитываться только из забоя и боков выработки по формуле
где Оо - начальная скорость.истечения метана,
^О = П,0Т-0,02 м /мин ;
|
|
<*о |
г/ ’ |
6 |
- |
ширина обнажаемой поверхности угля, м ; |
|
іГ, |
- |
скорость |
проведения выработки, м/месяц ; |
t- время, отсчитываемое от момента обнажения угля /от начала проходки/ месяц ;
гь - размерный коэффициент,-І/меспц..
ß подготовительных выработках возможны опасные' слое вые скопления метана у кровли. Отмечены случаи взрывов ме тана в таких выработках, хотя содержание газа в исходящей ! струе воздуха не превышало допустимого предела.
Слоевые скопления зависят от скорости воздуха и сече ния выработки. Существует критическое число / £ , / , поз воляющее определять условия для слоевого скопления. На ос новании большого количества проведенных исследований это
число принято |
равным 2 . |
|
|
|
|
При S , |
больше 2 слоевое |
скопление отсутствует,так |
|
как улучшается смешивание газа |
с |
воздухом. При , £ меньше |
||
2 возможны опасные скопления метана. |
||||
- |
■Вообще критическое число |
|
/2/ |
|
|
|
|
|
|
где |
|
средняя скорость |
воздуха, м/сек ; |
С- средняя концентрация метана в вентиляционной струе, %;
Суфлярное выделение метана происходит из крупных, ви димых на глаз, трещин и пустот. Количество выходящего мета на может быть различным, до десятков тысяч м3/ в сутки.
Внезапное выделение метана является опасной формой выхода газа, так как происходит в короткое время со значи тельным количеством газа и одноврег "шм выносом разрыхлен ного угля.
Одна из причин внезапных4выбросов - перераспределение горного давления. Чаще всего выбросы происходят в мягких углях, местах геологических нарушений, особенно в Донбассе. Распространены они, главным образом,в забоях и сопряжениях квершлагов с пластом.
В калийных шахтах газовнделения носят местный харак тер /в подготовительных и очистных выработках/, на влияю щий на количество газа в исходящей струе.
При взрывных работах характерно обрушение пород с вы делением газа.
3. Допустимые нормы содержания метана в рудничном воздухе
Нормы содержания: |
|
|
|
|
|
|
I . |
Исходящая участка (лавы) |
до |
1 % по |
объему. |
||
2 » |
Исходящая шахты (крыла) |
Д О |
0,75 |
м |
Я |
_ |
|
|
|
||||
3. Поступающая из других забоев |
до |
0,5 |
- |
» - |
||
Д. Местное скопление в очистных |
|
2 |
|
|
|
|
|
и подготовительных выработках |
Д О |
_ |
И |
^ |
|
|
|
|
|
|||
5. Около включаемых механизмов |
|
I |
|
|
|
|
|
после снижения содержания СН^ |
|
|
If |
т |
|
|
|
|
|
|
Положение меот проверки допустимого содержания СН^ в "соответствии с номерами показано на рис Л .