Okhrana_truda_v_ugolnoy_promyshlennosti
.pdfизвестным контуром затопленных выработок и границей безопасного ведения горных работ.
При проектировании работ на пластах, залегающих под или над пластом с затопленными выработками, опасными по прорывам воды, принимаются зоны предохранительных целиков. Определение размеров барьерных целиков и границ безопасного ведения горных работ должно производиться в специальных проектах.
Горные работы должны производится по проектам, предусматривающих мероприятия по предотвращению прорывов воды и вредных газов в действующие выработки.
Проведение подготовительных выработок в пределах опасной зоны должно производиться узким забоем с бурением опережающих скважин, а на пластах более 25о - с дополнительным проведением парной выработки.
Очистные работы в зоне, опасной по прорывам воды, допускаются после предварительного оконтуривания выемочного участка подготовительными выработками.
Заиленные участки, в которых обнаружена вода или пульпа, приравниваются к затопленным выработкам.
Разработка участков, опасных по прорывам глины и пульпы, производится по паспортам выемочных участков в соответствии с требованиями бассейновой Инструкции по предотвращению прорывов глины в действующие горные выработки.
До начала очистных работ под или вблизи заиленного участка должна быть проведена разведка разрабатываемого участка путем бурения скважин диаметром 75-100 мм из выработок вентиляционного горизонта участка или соседних пластов.
Если в забое, приближающемся к опасной зоне, появляются признаки возможного прорыва воды, глины или пульпы (потение забоя, усиление капежа, резкое усиление горного давления, деформация изоляционных перемычек и др.) люди должны быть немедленно выведены из данного забоя и других прилегающих выработок в безопасное место.
22 Загазирование горных выработок
Загазирование горных выработок относится к аварийным ситуациям. К загазированиям относятся все случаи превышения норм концентрации метана в поперечном сечении горных выработок в
411
свету и в открытых, не заложенных породой или другими материалами куполах.
При отсутствии данных о фактической концентрации метана к загазированным также относят:
-в шахтах I и II категории - тупиковые выработки, в которые выделяется метан при прекращении их проветривания на 30 мин и более;
-в шахтах III категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам угля и газа - тупиковые выработки, в которые выделяется метан при прекращении их проветривания на 5 мин и более.
При этом следует иметь ввиду, что загазирования выработок разделяются на общие, местные и слоевые.
Аварийные ситуациии загазирования ликвидируются, как правило, силами шахты в соответствии с Инструкцией по разгазированию горных выработок, учету и предупреждению загазирований. При невозможности обеспечения проветривания отдельных выработок и для разгазирования изолированных участков привлекаются ГВГСС.
Обязательный вызов ГВГСС осуществляется при остановке вентиляторов главного проветривания продолжительностью более 30 мин для обследования загазированных выработок с целью спасения и вывода людей и обеспечения дежурства в необходимых местах и разгазирования горных выработок в соответствии со специальными разработанными мероприятиями.
Всоответствии с Типовыми указаниями по ликвидации последствий аварийных ситуаций, к загазированию по определенным показателям относится проникновение в горные выработки сильнодействующих ядовитых веществ.
Аварийное заражение горных выработок в таких случаях обусловлено, главным образом, двумя процессами природного и техногенного происхождения: накоплением токсичных веществ в геологических структурах шахтного поля и переносом свободно содержащихся в трещинах и порах и сорбированных на поверхности пор токсичных веществ подземными водами, приток которых обычно возрастает при образовании трещин в результате сдвижения пород после подработки и надработки.
Вместах выхода зараженных вод в горные выработки происходит испарение ряда токсичных веществ. Как показывает
412
негативный опыт работы некоторых шахт Центрального района, это может вызвать насыщение рудничного воздуха до концентраций, значительно превышающих предельно допустимую концентрацию. Так, в непроветриваемой выработке при поступлении в нее вод, содержащих хлорбензол, концентрация его паров в воздухе при температуре 20 ° С может превышать ПДК в 883, фенола в 216, а бензола в 64300 раз. В проветриваемых выработках превышение ПДК токсичных веществ в воздухе возможно при их содержании в воде для указанных веществ соответственно в 1200-1700; 400-500 и 300360 раз выше ПДК при средней интенсивности проветривания выработки (скорость струи 1,0-2,0 м/с).
Механизм поступления токсичных веществ предопределяет локальность зон заражения горных выработок и практическую невозможность выполнения достоверного прогноза ожидаемых концентраций химических веществ в подземных водах и выработок. Реально основной задачей прогноза должно стать определение потенциально опасных по химическому заражению зон в пределах шахтного поля и отдельных выемочных участков, а также установление возможного вида проникающих с дневной поверхности токсичных веществ.
Правилами безопасности не предусмотрено выполнение текущего прогноза опасности химического заражения горных выработок, за исключением шахт, опасных по нефтегазопроявлениям. Поэтому во всех случаях обнаружения несвойственного для шахт запаха должны быть отобраны и направлены в ГВГСС пробы воздуха и воды для анализа на содержание вредных веществ, главным образом, органического ряда.
23 Подготовка шахты к ликвидации аварий и организация аварийно-спасательных работ
23.1 Противоаварийная защита шахт
Противоаварийная защита шахт должна обеспечивать предотвращение возможных аварий, своевременную информацию о появлении признаков аварии и включение всех средств ее локализации и ликвидации.
Противоаварийная защита шахты, участков, технологических процессов (линий) и рабочих мест создается согласно специальному
413
разделу проекта (паспорта), где на основе фактических или прогнозных данных об опасных факторах предусматриваются мероприятия по предупреждению аварий и травматизма, устанавливаются противоаварийные системы и средства коллективной защиты.
Безопасность производственных процессов должна обеспечиваться постоянным контролем безопасных (опасных) параметров и своевременной остановкой технологических процессов (линий) и работ в пред аварийных и аварийных ситуациях. С целью предотвращения взрывов газа и пыли, пожаров, внезапных выбросов угля и газа в подземных выработках и в диспетчерской шахты должны предусматриваться средства противоаварийной системы, включающие:
-автоматический централизованный контроль и управление вентиляторами;
-датчики автоматического контроля метана с опережающим отключением электроэнергии при превышении его предельно допустимых норм;
-контроль метана переносными и встроенными в горные машины приборами;
-контроль пылеобразования, запыленности и средств пылевзрывозащиты;
-датчики обнаружения эндогенных пожаров в начальной стадии;
-систему подавления взрывов и экзогенных пожаров в начальной стадии;
-релейную защиту в электроаппаратах и кабельной сети.
Этим требованиям Правил безопасности отвечает унифицированная телекоммуникационная система диспетчерского контроля и автоматизированного управления горными машинами и технологическими комплексами - система УТАС.
Система УТАС состоит из следующих подсистем (рис. 23.1):
-сбора и первичной обработки информации, что является совокупностью работы датчиков, которые обеспечивают измерение и передачу данных по контролируемым параметрам;
-передачи данных по передаточным устройствам и телекоммуникационным линиям;
414
-анализа собранной информации с программным обеспечением, которое осуществляет контроль и визуальное изображение на мониторе контролируемых параметров и объектов:
-управления горно-шахтным оборудованием (горными машинами, конвейерами, насосами, вентиляторами, высоковольтными ячейками и т.п.) и комплексами.
Рисунок 23.1 – Структурная схема системы УТАС
Комплект аппаратуры системы УТАС состоит из программируемых контроллеров и датчиков, которые фиксируют параметры работы оборудования (скорость, пробуксовку, вибрацию, температуру нагревания, нагрузки и т. п.), а также следят за
415
параметрами окружающей среды (концентрация метана, диоксида углерода, кислорода, водорода, скорость воздушного потока, давление и др.). Программируемые контроллеры являются программно управляемыми устройствами для принятия сигналов от датчиков, их анализа, принятия решений о выдаче информации на поверхность диспетчеру и команд на управление горными машинами и комплексами.
Система УТАС обеспечивает:
-непрерывный автоматический контроль (измерение) параметров шахтной атмосферы и микроклимата шахты (концентрации метана, окиси углерода, кислорода, скорости потока воздуха, температуры и др.) в местах установки соответствующих датчиков;
-непрерывный автоматический контроль (измерение) параметров технологического оборудования и его узлов (температуры, вибрации, манометрического и дифференциального давления, скорости ленточного конвейера) в местах, где установлены датчики:
-передачу, прием, отображение на дисплеях показаний и состояния датчиков;
-предоставление диспетчеру информации о состоянии любого контролируемого объекта с использованием четырех типов сигналов (нормальная работа, предаварийное состояние, аварийное состояние, режим проверки);
-отключение контролируемого механизма или группы механизмов, объектов при достижении предаварийных и аварийных состояний;
-визуальную сигнализацию при достижении предаварийного состояния;
-визуальную и звуковую сигнализацию при достижении аварийного состояния и сообщения при отключении аппаратуры или сигнал тревоги при не отключении аппаратуры (объекта);
-контроль исправности телекоммуникационных линий связи, датчиков и аппаратуры;
-формирование и выдачу на дисплей, по запросу оператора, сохраняемых данных о состоянии окружающей среды и технологического оборудования за любой период времени на протяжении года;
416
-формирование данных и графиков текущих показаний датчиков, выдачу их на печать.
Важной функцией системы УТАС является самоконтроль работы - о неисправности любого датчика информируется диспетчер, а система блокирует работу оборудования или технологического процесса контролируемого этим датчиком до устранения неисправности.
Для выполнения всех функций в состав системы УТАС входит почти 3000 устройств и датчиков, позволяющих в зависимости от условий изменять функциональные возможности и конфигурацию системы.
Потенциально система может работать с автоматизированными механизированными комплексами по добыче угля, которые могут обслуживаться двумя - тремя работниками, находящимися в шахте, что радикально повышает уровень безопасности работ.
Кроме общей по шахте противоаварийной системы УТАС и локальных подсистем, таких как АКМ, СЛВА и др., необходимые блокировки, концевые выключатели и реле должны быть предусмотрены на всех горных, транспортных (подъемных) машинах и технологических линиях.
Обеспечение безопасной эксплуатации горных выработок, зданий (сооружений) и горношахтного оборудования достигается ежесменным (ежесуточным) профилактическим их осмотром, планово-предупредительным ремонтом и эксплуатацией в соответствии с Правилами безопасности, проектами, паспортами и заводскими инструкциями (руководствами).
Важным элементом противоаварийной защиты является связь и сигнализация. Каждая шахта должна быть оборудована следующими видами связи и сигнализации: системой телефонной связи; системой общешахтного аварийного оповещения; местными системами оперативной и предупредительной сигнализации на технологических участках (подъеме, транспорте, очистных забоях и др.).
Телефонные аппараты должны устанавливаться в соответствии с проектом, в том числе на всех эксплуатационных участках, основных пунктах откатки и транспортирования грузов, на всех пунктах посадки людей в транспортные средства, во всех электромашинных камерах, ЦПП, распределительных пунктах напряжением выше 1200 В, у стволов, в складах взрывчатых
417
материалов, в здравпунктах, в выработках подготовительных участков и в местах, предусмотренных планом ликвидации аварий.
Аппаратура аварийной связи и оповещения устанавливается в выработках шахт в соответствии с планом ликвидации аварий; на поверхности - в диспетчерской и кабинете главного инженера шахты.
Система общешахтного аварийного громкоговорящего оповещения в горных выработках должна обеспечивать: оповещение об аварии людей, находящихся в шахте; прием на поверхности сообщения об аварии, передаваемого из шахты; ведение переговоров и передачу с автоматической записью на магнитофон указаний, связанных с ликвидацией аварии.
Кроме специальной аппаратуры аварийного оповещения и связи, для передачи сообщения об аварии должны использоваться средства местной технологической связи. Очистные забои на пологих и наклонных пластах должны оборудоваться громкоговорящей связью между пультом машиниста комбайна и переговорными постами, установленными по лаве и на прилегающих выработках.
Клети, предназначенные для подъема и спуска людей, должны оснащаться средствами связи с машинным отделением.
Для спасения застигнутых аварией людей и ликвидации аварий в начальной стадии на каждой эксплуатационной, реконструируемой и строящейся шахте должен быть составлен план ликвидации аварий
(ПЛА).
Все шахты в период строительства, реконструкции, эксплуатации и ликвидации должны обслуживаться подразделениями ГВГСС. На каждой шахте должна быть организована и функционировать шахтная горноспасательная служба (ШГС).
В систему противоаварийной защиты входят также обеспеченность шахты и горных выработок запасными выходами, организация табельного учета спустившихся в шахту и выехавших из нее, пункты самоспасения, средства коллективной и индивидуальной защиты (жизнеобеспечения) и др.
23.2 Средства защиты органов дыхания при авариях
При подземных авариях шахтный воздух становится непригодным для дыхания по двум основным причинам: из-за
418
образования (поступления) ядовитых (токсичных) газов свыше предельно допустимых концентраций (отравляющее действие) или снижения содержания кислорода до опасного для жизни предела (удушающее действие).
Основным и наиболее опасным ядовитым газом является оксид углерода, образующийся в опасных концентрациях при пожарах и взрывах газа и угольной пыли. Оксид углерода взаимодействует с гемоглобином крови и образует карбоксигемоглабин, не обладающий способностью переносить кислород к тканям организма, вызывая тем самым ферментное нарушение тканевого дыхания и др. При острых отравлениях наблюдается головная боль, головокружение, тошнота, рвота, слабость, одышка, учащенный пульс, потеря сознания, судорги, кома и (или) смертельный исход.
Уменьшение содержания кислорода до опасных пределов происходит при газодинамических явлениях, в основном при внезапных выбросах угля и газа, а также при взрывах газа и пыли и пожарах. Снижение содержания кислорода ниже 16-15% приводит к кислородному голоданию клеток головного мозга - аноксии. При этом дыхание и пульс учащаются, а главное - снижается способность мышления. При содержании кислорода 10-8% теряется сознание, затем прекращается дыхание, а через 5-7 минут вследствие необратимых изменений в клетках головного мозга наступает смерть. Главная особенность аноксии заключается в субъективной бессиптомности - человек не чувствует ее проявления и не предпринимает мер к своему спасению.
Для защиты органов дыхания при авариях на угольных шахтах применяются или разработаны к применению следующие дыхательные аппараты и средства.
1.Шахтные самоспасатели СПП-2, ШСС–1, ШСМ-30, ШСТ-50, С-50, ОХУ-К906, предназначенные для защиты органов дыхания при аварии и выхода из выработок с непригодной для дыхания атмосферой.
2.Устройства индивидуального и группового аварийного воздухоснабжения «Воздух-1», «Воздух-2», «Воздух-3», предназначенные для обеспечения дыхания при выбросах угля и газа.
3.Групповые средства защиты органов дыхания (передвижные спасательные пункты ПСП, ПСПМ и дыхательные аппараты АД-180, АД-360), предназначенные для обеспечения дыхания при авариях и
419
включения или переключения на протяженных маршрутах в резервные самоспасатели.
4.Регенеративные изолирующие респираторы Р-30, Р-34, Р-35, РС, предназначенные для ведения аварийно-спасательных работ в горных выработках с непригодной для дыхания атмосферой.
5.Аппараты «Горноспасатель 10» (ГС-10), «Горноспасатель 11» (модификации ГС-11С, ГС-11Р) и аппарат АГС-2М, предназначенные для восстановления дыхания (реанимации) пострадавших.
6.Воздушно-балонные специализированные аппараты МБА, «Украина-2», «Юнга», АСВ-2, АИР-324, АИР-317, предназначенные для ведения аварийно-спасательных работ в специфичных условиях (под водой, пожарными на поверхности, зонах локального
химического заражения и т. п.)9 Шахтные самоспасатели. По принципу действия и области
применения шахтные самоспасатели подразделяются на два принципиально различных класса: фильтрующие (типа СПП-2) и изолирующие (ШСС-1, ШСМ-30, ШСТ-50, С-50, ОХУ-К906).
Фильтрующий самоспасатель СПП-2 относится к рудничным противогазам (дыхательным аппаратам) одноразового действия с открытой системой дыхания и круговой циркуляцией воздуха. Самоспасатель СПП-2 защищает органы дыхания от оксида углерода, дыма и пыли и поэтому может применяться только на шахтах не опасных по внезапным выбросам угля и газа. При этом концентрация оксида углерода должно быть не более 1%, а содержание кислорода в воздухе не менее 17% при незначительном содержании смолистых веществ. Масса самоспасателя 1,05 кг, размеры 135х85х120 мм.
Принцип действия самоспасателя основан на доокислении токсичного оксида углерода СО до безвредного диоксида углерода СО2. Химическая реакция происходит в предварительно осушенном воздухе в гопкалитовом слое, представляющем смесь MnO2 (60%) и катализатора CuO (40%) по следующей схеме:
MnO2 +СО = MnO + СО2,
при непрерывном доокислении MnO обратно до MnO2
2 MnO + О2 = 2MnO2.
420
9 В приведенную классификацию указанные средства не включены и не рассматриваются, так как имеют и ограниченное применение при авариях на угольных шахтах.
420