Чрезвычайные ситуации на горных предприятиях

15.7.1. Пожары

На долю пожаров приходится до 50% всех аварий на шахтах и рудниках. Они сопровождаются большими экономическими потерями, затраты на их ликвидацию достигают 95% затрат на ликвидацию всех аварий на горных предприятиях. Смертельный травматизм составляет 0.6% всего травматизма на угольных шахтах и 0.2-0.4 на рудниках. Кроме того пожары становятся инициаторами взрывов пылегазовоздушных смесей, повышая уровень травматизма до 0.9%.

Пожары - неконтролируемые экзотермические реакции интенсивного высокотемпературного соединения (окисления) или разложения горючего твердого, жидкого или газообразного вещества с интенсивным образованием теплоты и газообразных продуктов, наносящие материальный ущерб и опасные для людей. Реакции соединения могут происходить с кислородом (углерод, сера и их соединения), хлором (водород, металлы), серой (медь), диоксидом углерода (магний). Реакции разложения типичны для ацетилена, хлористого азота, озона, взрывчатых веществ.

Скорость реакции соединения и разложения, как правило, нелинейно возрастает с повышением температуры (кислород) или светового потока (хлор), переходя при критических значениях в лавинообразный процесс (вспышка, воспламенение, взрыв, детонация). Реакция может начаться самопроизвольно (самовоспламенение, самовозгорание) или от внешнего импульса (источника). По этому признаку различают, соответственно, эндогенные и экзогенные пожары.

Вспышка – мгновенное сгорание паров газа, жидкости или твердого вещества при скорости их образования, не достаточной для поддержания процесса горения. Минимальная температура возникновения вспышки называется температурой вспышки t _всп.

Воспламенение – начало самопроизвольного поддержания горючим веществом скорости образования паров, необходимой для процесса горения (температура воспламенения t _впл > t _всп .

Самовозгорание – процесс самонагревания, т.е. повышения температуры при окислении горючего вещества (уголь, сера, древесина, хлопок, торф, промасленная ветошь и т.д.) до его возгорания (t _свп < 50°С).

Самовоспламенени е – процесс самоускорения реакции с переходом в пламенное горение при температуре выше минимальной. Для дерева, торфа, угля t _свп > 250¸400 °С, для кокса и магния t _свп > 450-800°С.

Возгораемость материалов В_м – отношение удельного количества теплоты, выделяемой при горении, к полученному от источника зажигания (стандартные образцы). По этому признаку материалы классифицируются на негорючие (В_м < 0,1), горючие (В_м > 0,5), трудногорючие (В_м = 0,1¸0,5) и трудновоспламеняющиеся (В_м = 0,5-2,1).

Для негорючих веществ показателем является предел огнестойкости t_огст – время в часах до образования сквозных отверстий или до повышения на негорящей стороне температуры до 140 °С или потеря начальных физических свойств (несущей способности). Для кирпича, бетона, гранита предел огнестойкости t_огст = 4 ч, для стали 0,25-0,3 ч, оштукатуренной стальной и деревянной поверхностей (толщина штукатурки d_шт = 50 мм) 2 и 0,5 ч соответственно.

Экзогенные подземные пожары. Подземные пожары ограничены в пространстве поверхностью выработки и развиваются в малом объеме воздушного потока, что приводит к передаче теплового импульса на значительные расстояния и разогреву излучением противоположных очагу горения поверхностей. При скорости струи воздуха v < 1,7 м/с в выработках сечением 6-12 м³ очаг горения может распространяться против хода и по ходу струи, а при v > 1,7 м с только по ходу струи. Скорость распространения очага пожара по ходу струи при v = = 0,5¸1 м/с возрастает с 30 до 50 м/ч и с 50 до 90 м/ч при v = 1¸6 м/с.

Пожары на поверхности отличаются неограниченным притоком атмосферного кислорода к очагу, рассеиванием теплоты в атмосферу, распространением пожара по предварительно прогретому им "тепловому мостику". Различают три стадии пожара:

- разгорание (увеличение массы сгорающего в единицу времени материала и расхода кислорода);

- развитие (стабилизация расхода воздуха и массы сгорающего материала в единицу времени);

- затухание (снижение в продуктах горения содержания окисных газов и увеличение содержания кислорода).

Эндогенные пожары. Такие пожары обычно возникают в выработанном пространстве и распространяются в направлении, встречном поступающему свежему воздуху; продукты горения поступают в исходящую струю. В очаге пожара по направлению к свежей струе выделяют следующие зоны:

- испарения гигроскопической влаги;

- выделения летучих веществ и интенсивного химического взаимодействия кислорода с веществом;

- III и IV – воспламенения и горения соответственно;

- V и VI – восстановления и инертного состояния.

Температура вещества в зонах сначала повышается от естественной до 90°С (I зона), затем до 150-200°С (II), 300°С (III) и 1000-1200°С (IV), после чего снижается до 300-400°С (V и VI зоны). Показателями стадий процесса формирования эндогенного пожара являются «индикаторные газы» (СО, Н₂, этан, пропан, этилен, пропилен) и отношение СО/Н₂ (для угольных шахт).

Профилактика пожаров поверхностного комплекса (зданий, сооружений и технологических объектов горного предприятия). Профилактические организационно-технические мероприятия планируются на основе классификации материалов, конструкций, зданий и сооружений по пожарной и взрывной опасности.

Категории зданий и сооружений следующие:

- А. Взрыво- и пожароопасные (ЛВЖ с t _впл < 20 °С) – склады бензина и газа, ламповые, вакуум-насосные.

- Б. Взрыво- и пожароопасные (ЛВЖ с t _впл = 28-61 °С) – помещения, где хранятся баллоны с кислородом, ГЖ и где с ними работают.

- В. Пожароопасные (t _впл > 61 °С) – надшахтные здания, склады угля и ГСМ, бункеры, галереи, эстакады.

- Г. Непожаропасные (ГМ) – кузницы, депо, гаражи, котельные, электротрансформаторные и распределительные.

- Д. Непожароопасные (НГМ) – склады инертной пыли, противопожарных материалов, водонапорные и насосные устройства.

- Е. Взрывоопасные (ВМ) – склады ВВ.

(ЛВЖ – легковоспламеняющиеся жидкости; ГСМ – горючесмазочные материалы; ГМ – горючие материалы; НГМ – негорючие материалы; ВМ – взрывчатые материалы; ГЖ – горючие жидкости.)

Тушение пожаров и спасательные работы. Различают организационные действия в начальной стадии пожара и оперативные в ходе аварийно-спасательных работ.

Первичные действия администрации при пожаре:

- сообщение о возникновении пожара в пожарную охрану, ВГСЧ;

- сообщение руководству (по списку) и принятие решения об эвакуации людей;

- оповещение людей о пожаре;

- обеспечение эвакуации людей (открывание запасных выходов, направление движения людей, включение аварийного освещения и пр.) по плану эвакуации;

- включение средств пожарной защиты;

- оценка ситуации и установление уровня опасных факторов;

- тушение пожара (оказание помощи людям, спасательные работы, активные способы тушения).

Активные способы тушения пожаров предусматривают воздействие средствами пожаротушения непосредственно на очаг пожара или удаление его. Они целесообразны в начальный период в силу доступности и минимальных размеров очага горения.

Пассивные способы заключаются в сокращении доступа кислорода (воздуха) к очагу пожара до 2-5 % и применяются при труднодоступности очага, значительных масштабах пожара и недостатке средств активного тушения.

Главная задача ВГСЧ при ликвидации подземных пожаров в шахтах и рудниках – спасение людей, застигнутых аварией в выработках, по которым поступают продукты горения от очага пожара. Поэтому первые подразделения ВГСЧ, прибывшие на шахту, направляются на выполнение именно этой задачи.

К тушению пожара приступают одновременно со спасением людей только в тех случаях, когда командование ВГСЧ располагает достаточными резервами сил или когда тушение пожара обеспечивает спасение людей, застигнутых пожаром в горных выработках.

Действия ответственного руководителя ликвидации аварии должны обеспечить бесперебойную подачу к местам тушения пожара воды, порошковых и пенных средств.

Действия руководителя горно-спасательными работами (командира ВГСЧ) должны быть направлены на доставку пожарной техники порошкового и пенного пожаротушения на шахту одновременно с подразделениями ВГСЧ, прибывшими для тушения пожара.

Ответственные руководители работ по ликвидации аварии методом активного тушения со стороны поступления в очаг пожара струи свежего воздуха должны организовать следующие мероприятия:

- создание преград распространению пожара по ходу движения воздушного потока (выработки за очагом пожара) с помощью водяных завес, пенных пробок, путем удаления из выработок горючих материалов, быстрого возведения огнестойких изоляционных сооружений (в условиях реверсирования вентиляционной струи или, если температура позволяет, в специальных теплозащитных костюмах);

- предотвращение распространения пожара по пустотам за крепью выработок (закладка пустот инертным материалом, установки водяных завес за крепью и др.) и в выработанное пространство;

- защита от огня основных узлов шахты (стволов, центральных водоотливов, складов ВМ, электроподстанций и др.);

- проведение специальных «пожарных» выработок по углю или породе для охвата (оконтуривания) пожара и его тушения;

- использование мощных средств дистанционного тушения пожара тонкодисперсным огнеспасательным порошком. воздушно-механической или инертной пеной.

При дальнейшем развитии пожара действия ответственного руководителя работ по ликвидации аварии и руководителя горно-спасательными работами должны быть направлены на обеспечение перехода на методы ликвидации пожара с помощью изоляции пожарных участков.

Метод тушения пожара с помощью изоляции эффективен, если в изолируемых выработках в районе горения быстро создается инертная среда. Объем изолированного пространства зависит от состояния изолируемых выработок (плотные, непроницаемые горные породы или трещиноватые газопроницаемые породы), а также от газовой обстановки в районе действия пожара и сопрягающихся с ним выработках.[6,7].

 

15.7.2. Взрывы пыли и газа

Взрыв – процесс быстрого перехода вещества из твердого и жидкого в газообразное состояние или химическая реакция с резким увеличением объема газообразных продуктов, выделением теплоты, ростом давления и ударной волной. Воспламенение окисляющего вещества может перейти во взрывное горение, а затем в детонацию при увеличении давления на фронте пламени от 1 до 5 МПа, а скорости движения фронта от 10 до 1000 м/с и более соответственно.

Взрывчатыми являются смеси горючих газов с воздухом (метан 5,3-14%, этан 3,2‑12,5%, ацетилен 3-65%), аэрозоли угольной, сульфидной, серной и другой пыли (табл.6.1). Взрывчатость угольной пыли зависит от значительного числа факторов, среди которых можно выделить основные: выход летучих V ^r зольность А ^c, влажность W и минимальное пылеотложение П . Степень взрывчатости угольной пыли ориентировочно можно определить по табл. 15.4.

Таблица 15.4

Взрывчатость угольной пыли

Параметр	Степень взрывчатости
I (малая)	II (средняя)	III (высокая)
V^r, %	< 10	10-15	> 15
А ^с, %	>60	>30	< 15
W,%	>30	15-30	< 15
Потл, г/м^3	П	П	> П

 

По времени накопления взрывоопасного количества пыли выработки делят на две группы: с >1 месяца; t < 1 месяца. К первой, менее опасной группе, относятся околоствольные дворы, горизонтальные и наклонные откаточные выработки вне погрузочных пунктов, опрокидов, сопряжений с уклонами и бремсбергами, тупиковые подготовительные (кроме призабойных участков) и вентиляционные (удаленность от забоя более 200 м) выработки. Во вторую, опасную группу входят погрузочные пункты лав и участки откаточных выработок на расстоянии 25 м в обе стороны от погрузочных пунктов, конвейерные выработки, участки вентиляционных выработок, удаленные от забоя менее, чем на 50 м.

В границах шахтного поля, когда нижний предел взрывчатости в зависимости от содержания метана может изменяться не более чем в 2 раза, время накопления взрывоопасного количества пыли зависит в основном от интенсивности пылеотложения (табл. 15.5), которая для различных выработок изменяется от 0,04 до 8000 г/(м³·сутки).

Таблица 15.5

Интенсивность пылеотложения в выработках угольных шахт, г/(м³·сутки)

Выработка	Минимум	Норматив	Максимум
Околоствольные и основные откаточные выработки	0,04	0,2-0,4	0,4
Горизонтальные и наклонные откаточные выработки вне погрузочных пунктов	0.2	1,2	3,2
Тупиковые подготовительные выработки вне призабойного пространства	1,3	1.2	8,0
Участки вентиляционных штреков и другие выработки с исходящей струей воздуха, расположенные на расстоянии от лав, м:
>200	0,3	1,2	6,5
<200	1,2	-
Погрузочные пункты у лав пологих и наклонных пластов, а также стационарные погрузочные пункты	4,0	-
Участки откаточных выработок у опрокидывателей	6,2	-
Сопряжение уклонов и бремсбергеров с участковыми откаточными и основными штреками	1,0	-
Призабойные участки подготовительных выработок		-
скребковыми		-
ленточными		-

 

В настоящее время 75% угольных шахт России признаны опасными по взрывам газа и пыли.

Причины взрывов – опасные концентрации вещества и тепловой импульс. Взрывные работы дают 30% от общего числа взрывов, электроэнергия – 25-30%, искрение – 20%, открытый огонь – 5-10%, самовозгорание – 5-10%, пневмоэнергия – 3-5%.

Процесс взрыва протекает в форме вспышки или взрывного горения. Пламя может иметь характер теплового взрыва, распространяющегося с большой скоростью и поглощением основного количества кислорода, или тихого воспламенения в результате окисления оставшегося газа притекающим кислородом.

Способы борьбы с пылью. Искусственное повышение зольности отложившейся угольной пыли путем покрытия ее инертной пылью называется осланцеванием выработок. Инертная пыль не должна слеживаться, т.е. терять способность переходить во взвешенное состояние после пребывания во влажной среде, не должна поглощать влагу, не должна содержать более 1% горючих веществ и более 10% свободной двуокиси кремния, а также вредных и ядовитых примесей, выход летучих веществ должен быть не более 5%. Тонкость помола пыли должна быть такой, чтобы она на 90 % проходила через сито № 06 и на 50% – через сито № 0075.

Способы гашения пламени взрыва и скорости ударной волны. Для гашения пламени взрыва применяются вода и инертная пыль, помещенные в специальные емкости (корыта, полки), образующие заслонки.

Водяные заслоны представляют собой несколько расположенных в ряд поперек выработки под кровлей деревянных, металлических или пластмассовых корыт, в которые наливается вода (не более 80 л в каждое). Корыта устанавливаются на равном друг от друга расстоянии, но не менее 5 м. Количество воды и число корыт определяются из расчета 400 л воды на 1 м² площади поперечного сечения выработки. Общая длина водяного заслона должна быть не менее 30 м.

Сланцевые заслоны – это ряд деревянных полок, установленных у кровли выработки, на которые насыпают инертную пыль. Полки эти могут легко опрокидываться под действием воздушной ударной волны, развиваемой взрывом.

Водяные и сланцевые заслоны должны удовлетворять следующему принципу: их полки или корыта должны опрокидываться или разрушаться под действием воздушной ударной волны, развиваемой взрывом. Образующееся при этом облако распыленной воды или инертной пыли должно охлаждать и гасить пламя взрыва, а также снижать скорость распространения воздушной ударной волны с 80-100 до 20-30 м/с и предотвращать взметывание новых порций угольной пыли и поджигание ее за пределами заслона.

Действия ВГСЧ в зоне пожара в стволе для предотвращения взрыва газа и пыли осуществляются в следующей последовательности:

– все люди выводятся в безопасные места;

– подготавливается к работе генератор инертных газов, принимается порядок инертизации атмосферы в горящем стволе;

– включается генератор инертных газов (ГИГ) и сокращается подача воздуха по стволу согласно принятому порядку инертизации атмосферы;

– заканчивается сооружение глухих взрывоустойчивых перемычек в сопрягающихся со стволом выработках, не влияющих на режим проветривания горящего ствола (после создания в горящем стволе взрывобезопасной атмосферы);

– подготавливаются материалы (глина, песок и др.) для засыпки перекрытия в устье горящего ствола;

– закрываются и уплотняются ляды, перекрывается устье ствола и засыпается глиной;

– останавливается вентилятор горящего ствола, закрывается шибер в канале вентилятора и уплотняется;

– определяется режим работы и остановок генератора инертных газов для поддержания в стволе взрывобезопасной атмосферы;

– заканчивается сооружение взрывоустойчивых перемычек с проемами в выработках, по которым парогазовая смесь поступает к очагу пожара (в период остановки ГИГ.

– останавливается ГИГ, закрываются проемы в перемычках;

– в течение всего времени ведения изоляционных работ контролируются состав и температура воздуха в аварийном стволе.

 

15.7.3. Динамические и газодинамические явления

Провалы земной поверхности на поверхности и под землей. Среди причин деформации различают природные (карст, естественные полости и пустоты, снижение уровня подземных вод и др.) и техногенные (горные работы и добыча полезных ископаемых, освоение поверхности и др.). Опасными факторами являются обрушение пород поверхности, горизонтальные деформации поверхности с образованием трещин.

Карстовые полости возникают в результате растворения проницаемых участков горного массива, сложенного труднорастворимыми карбонатными породами (известняки, доломиты, мел), среднерастворимыми сульфатными (гипс, ангидриты) или легкорастворимыми галоидными (каменная и калийная соли) породами. Деформация карстовых полостей сопровождается вывалом отдельных блоков или обрушением консолей с образованием в центре вертикальной трещины и ряда последовательных сводов. Формирование провалов происходит в виде выхода свода на поверхность или образования круглоцилиндрического провала. В первом случае происходит сползание стенок провала с формированием воронки. Размеры обрушения пород по площади могут достигать десятков тысяч квадратных метров, по глубине – 70-80 м.

Осыпи и обвалы. Обрушения пород. Быстрое смещение масс несвязанных отдельностей горных пород с крутых склонов и откосов в форме обвалов, камнепадов, вывалов и осыпей возникает под действием выветривания и длительной ползучести пород, роста сдвигающих усилий при сейсмических и вибрационных воздействиях, давление воды (гигроскопического и гидродинамического), ветровой и снеговой нагрузки, техногенных факторов (буровзрывные работы, эксплуатация машин, механизмов, средств транспорта, подрезка склонов и т.д.).

Выделяют скальные (каменные) и земляные обвалы. Наиболее опасны скальные обвалы, классифицируемые по масштабам следующим образом:

- крупные (до нескольких тысяч кубических метров горных пород);

- малые (150-200 м³);

- камнепады (единичные скальные обломки);

- осыпи мелкого обломочного материала.

Осыпи различают по месту проявления:

- горные (на скальных склонах),

- береговые (на берегах акваторий),

- бортовые (на откосах бортов, котлованов, отвалов и других искусственных обнажениях).

Механизм движения масс пород при обвалах характеризуется скольжением по склону, прыжками, скачкообразным падением отдельных блоков, прямого падения обломков с вертикальных откосов. Дальность падения обвальных масс от подошвы склона зависит от высоты склона h _ск, его крутизны, прочности пород, формы обломков, характера поверхности, склона и др. и изменяется от (0,15-0,25) h _ск при пологих углах склона до (0,3-0,45) h _ск при крутых.

Опасность обвальных явлений (разрушающая сила) зависит от массы и скорости перемещения пород:

,

где k – коэффициент сопротивления обломков качению, k = 2,75¸4,25.

В качестве профилактических мер по предотвращению осыпей и обвалов используют механическое укрепление пород и упрочнение пород различными способами.

Горные удары. Месторождения или их части подразделяются на неопасные, склонные и опасные по горным ударам. К склонным горным ударам относятся месторождения (объекты строительства подземных сооружений) и массивы горных пород или их части, в пределах которых зафиксировано любое из следующих явлений:

- породы и руды с высокими упругими свойствами, способные к хрупкому разрушению под нагрузкой;

- стреляние пород, интенсивное заколообразование;

- толчки и горные удары, наблюдавшиеся на соседнем руднике (шахте) в пределах того же рудного тела или в аналогичных геологических условиях.

Опасными по горным ударам считают месторождения (объекты строительства подземных сооружении), на которых имели место микроудары и горные удары, а также если прогнозом при определении степени удароопасности массива горных пород локальными инструментальными методами выявлена категория «Опасно» (удароопасная).

На каждом предприятии, ведущем подземные горные работы на месторождениях (объектах строительства подземных сооружений), склонных и опасных по горным ударам, должны проводиться исследования по совершенствованию методов прогноза и предотвращения горных ударов (ППГУ) и должна быть организована специальная подземная служба, работающая под научно-методическим руководством института, ведущего исследования горных ударов на данном месторождении. Контроль за деятельностью службы ППГУ осуществляется главным инженером предприятия.

Профилактика горных ударов включает следующие мероприятия:

- проведение вскрывающих выработок по породам, не опасным по выбросам, или широким ходом с выкладкой бутовых полос;

- применение систем подготовки и разработки с минимальным числом опережающих выработок без оставления целиков;

- полное или частичное обрушение или закладка выработанного пространства;

- опережающая отработка защитных пластов;

- разгрузка защитной зоны путем бурения скважин, камуфлетного взрывания, разупрочнения и расчленения (разрыва) водой.

Применение мероприятий по предотвращению горных ударов должно сопровождаться оценкой их эффективности локальными методами.

Выбросы пород и газа. Выбросы пород и угля, обрушения могут быть сопутствующими явлениями при пожарах в подземных выработках и сопровождаться их загазированием природными (метан, углекислый газ, водород) или пожарными (окись углерода, серные и азотные газы) газами. При этом могут оказаться разрушенными системы жизнеобеспечения (вентиляционные сооружения и пр.). Различают региональные и локальные способы профилактики этих явлений. В первую группу входят опережающая отработка защитных пластов, дегазация, гидрорасчленение и увлажнение пород. Ко второй группе относятся увлажнение и «рыхление» пород, гидровымывание и гидроотжим пород; разгрузка опережающими скважинами, пазами, щелями и пр.; торпедирование массива, сотрясательное взрывание; применение защитных устройств.

Организация горно-спасательных работ. Первичные действия администрации аналогичны действиям при пожаре. Одновременно с оценкой ситуации и установлением уровня опасных факторов осуществляется первая помощь пострадавшим, при необходимости включение их в изолирующие самоспасатели, вывод людей на свежую струю, оконтуривание и ограждение опасных участков, поиск и извлечение пострадавших, тушение возникающих очагов пожаров, восстановление вентиляции выработок или подача свежего воздуха в завальные участки с людьми по трубопроводам, восстановление нарушенных коммуникаций, разборка завалов и восстановление выработок с креплением контурных зон, заполнение провалов и куполов крепью и материалами.

Аварийные работы в зоне разрушений на поверхности. Работы развиваются в следующей последовательности:

- разведка и оценка зоны разрушений (количество пострадавших, места их возможного нахождения, состояние коммуникации и защитных сооружений, объемы и характер разрушений, возможные пути транспорта, дополнительные опасности).

- отыскание заваленных убежищ и мест аварий на коммунально-энергетических сетях и сооружениях (затопление, загазирование и т.д.).

- инженерная оценка возможности безопасного пребывания людей в поврежденных сооружениях и зданиях.

- аварийные работы с частичной разборкой завалов, отрывкой траншей, разборкой трубопроводов, водоотливом и др. (вручную и механизированные) в местах возможного нахождения людей.

- расчистка завалов, обрушение неустойчивых конструкций или их укрепление.

Спасательные работы в зонах обрушений. Действия ВГСЧ при ликвидации последствий обрушений выработок заключаются в спасении людей в зоне обрушения и восстановлении проветривания.

Для спасения людей необходимо быстрейшее проникновение к пострадавшим и оказание им помощи (извлечение из-под пород, подкрепление выработки, где находятся пострадавшие, с тем чтобы остановить обрушение). При отсутствии такой возможности необходимо точно установить места нахождения людей путем опроса надзора и рабочих, работавших в начале обрушения, а также путем звуковых сигналов, применения геофонов.

При прибытии подразделения ВГСЧ на шахту первое отделение направляется к месту аварии со стороны поступающей вентиляционной струи, а второе – со стороны исходящей струи.

Если обрушение произошло в подготовительной выработке, отделения направляются непосредственно к месту обрушения для определения мест, откуда быстро и надежно можно проникнуть к пострадавшим. Подразделения ВГСЧ и ВГК организуются в бригады для проведения выработок к пострадавшим (проведение выработок по целику угля или вприсечку, в обрушенном пространстве, использование для прохода к пострадавшим старых заброшенных выработок и др.). Принимаются меры для обеспечения людей свежим воздухом, водой, пищей, подаваемой через имеющиеся трубопроводы или трубы, пробиваемые через обрушенные породы; бурятся спасательные скважины как с выработок, так и с поверхности. Спасательные выработки запрещается надрабатывать или подрабатывать сближенными, так как последние могут явиться причиной новых обрушений в районе нахождения пострадавших и на месте ведения горно-спасательных работ.

При ведении горно-спасательных работ, связанных с обрушением выработок, необходимо стремиться к образованию одного или нескольких запасных выходов с мест ведения работ, а также для обеспечения работающих свежим воздухом.

Для обеспечения безопасности извлекаемых из обрушения людей, а также персонала ведущего спасательные работы, должны проводиться работы, преграждающие распространение обрушения (установка временной крепи, оборка нависающих пород и др.).

При внезапных выбросах угля, породы и газа организуется разведка (обследование) аварийного участка. Задачей разведки является установление места выброса; количества застигнутых аварией людей и мест их нахождения, степени опасности нахождения людей в этих местах; примерного масштаба выброса (количество выброшенного угля и распространение его по выработкам); обрушений выработок и размеров обрушений; степени загазирования выработок; состояния проветривания пораженного выбросом участка и вентиляционных устройств; направления движения газа и степени распространения его по выработкам.

При ведении горно-спасательных работ при выбросах необходимо широко использовать имеющиеся на оснащении ВГСЧ и предприятия средства подъема и спуска людей (лебедки, гибкие лестницы), осветительные приборы типа прожекторов для освещения выработанного пространства и мест выброса, приспособления для подачи воды и пищи пострадавшим по трубам через завалы. Выполнение сложных и опасных работ (прохождение завалов, опускание в обрушенные выработки) должно поручаться наиболее опытным горноспасателям и работникам шахт (если атмосфера пригодна для дыхания), умеющим качественно производить крепление и знакомых с поведением боковых пород на данном участке.

Спасательные работы при выбросах. Действия ВГСЧ при выбросах следующие:

- поиск людей и обеспечение их средствами защиты (воздух, кислород, защитные аппараты, первая помощь);

- принятие эффективных мер для налаживания проветривания аварийного участка (быстрое освобождение от угля воздухоподающих выработок, усиления проветривания участка за счет других участков шахты);

- спасение людей в выработках с исходящей струей из пораженного выбросом участка, в которых наиболее опасная газовая обстановка;

- быстрая организация отгрузки и вывоза из выработок выброшенного угля;

- принятие мер по задержке высыпающегося угля (перекрытие каверны выброса, сооружение преграждающих устройств).

При ведении спасательных работ при выбросах необходимо иметь в виду, что выброшенный уголь активно поглощает кислород и может самовозгореться. Поэтому работы по уборке угля должны производиться с максимальной интенсивностью. Кроме того, при выбросах необходимо принимать меры по предупреждению взрывов метанопылевоздушной смеси, а именно:

- не допускать искрообразования в стационарных и переносных светильниках в атмосфере с опасным содержанием метана (не включать их и не выключать);

- не допускать применения электровозов вблизи загазированных метаном выработок;

- не допускать применения горного инструмента, работа которым может вызвать искрообразование;

- в местах интенсивного пылеобразования производить осаждение пыли;

- подачу электроэнергии в загазированные метаном выработки производить только с разрешения ответственного руководителя работ по ликвидации аварии путем дистанционного включения после определения исправности электрооборудования специалистами. При этом люди должны быть выведены в безопасные места.

 

15.7.4. Прорывы воды, глины и заиловочных материалов в горные выработки

Прорывы жидких флюидов. Это динамическое явление связано с нарушением сплошности защитной толщи пород или специальных инженерных конструкций и приводит к затоплению горных выработок, нарушению технологического процесса, гибели людей и материальному ущербу.

Прорывы глин и заиловочных материалов. При разработке мощных крутых пластов угля системами с обрушением кровли возможны скопления в вышележащем выработанном пространстве увлажненных глин, состояние которых близко к пластическому. Увлажнению глинистых грунтов в выработанном пространстве и дополнительному скоплению пластической глины в нем способствуют заиловочные работы.

Аварийно-спасательные работы. Задачами ВГСЧ при затоплении выработок являются оказание помощи людям, застигнутым аварией, предохранение шахты от дальнейшего затопления (сооружение оградительных комплексов в подступах к центральным водоотливам, электроподстанциям) и проветривание выработок в случае загазирования.

Действия ВГСЧ при затоплении горных выработок водой. Тактика ликвидации аварии должна вырабатываться с учетом следующих положений:

- затопление может быть постепенным (при выходе из строя водоотливных средств) или быстрым и бурным (при прорыве воды из подземных или поверхностных водоемов).

- местами прорывов могут быть забои при встрече их с водоносными породами, шурфы, скважины и др.

- количество прорвавшейся воды может быть небольшим (несколько сотен кубических метров) или достигать нескольких сотен тысяч кубических метров.

- затопления бывают локальными (охватывают отдельный участок, насосные водоотливные сооружения) и глобальными, когда затапливаются все выработки шахты.

- одновременно с водой в выработки проникают ядовитые и удушающие газы (сероводород, углекислый газ, метан), которые делают атмосферу в них непригодной для дыхания.

- затопления, происходящие быстро, с проникновением в горные выработки огромных масс воды, обычно являются причиной выноса крепи и завалов выработок, заиливанием их и несчастных случаев с людьми.

Ликвидация аварий при прорыве глин и заиловочных материалов. Объем прорывов глины и заиловочных материалов в действующие выработки может достигать сотен тысяч кубических метров.

Спасательные работы следует производить одновременно из наибольшего числа возможных мест. По окончании фильтрации воды из заиловочных материалов уборка глины производится вручную.

 

15.7.5. Использование подземных горных выработок под защитные сооружения

Горные выработки, образующиеся в результате разработки месторождений поземным способом, являются пригодными для размещения в них защитных сооружений. Используются как правило капитальные выработки, так как, они обладают высокой степенью защищенности от проникающей радиации, светового излучения, и ударной волны. Наиболее перспективными считаются выработки большой протяженности с минимальным количеством отвлетвлений горизонтальные или с небольшим уклоном. Поэтому чаще всего под защитные сооружения приспосабливают квершлаги, штольни, выработки околоствольного двора и другие, пройденные в устойчивых горных породах, имеющие выход на поверхность.

Выработки могут иметь различные формы и размеры, которые необходимо учитывать при размещении людей. Минимальные размеры принимаются с учетом антропометрических данных человека и составляют 2м в высоту и 2м в ширину. При размещении защитных сооружений в подземном пространстве необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на функционирование объекта и жизнедеятельность людей. Прежде всего это горное давление, приводящее к нарушению геометрии пространства, деформациям конструкций и устройств таких как крепь, перемычки, двери, ляды, вентиляционные окна и др.