Відстань від кінця вентиляційних труб до вибою в газових шахтах не повинна перевищувати 8 м, а в негазових - 12 М.

У кінці гнучких повітропроводів повинні навішу­ватися труба із жорсткого матеріалу довжиною не менше за 2 м чи акумулятори вентиляційних труб, або вставлятися жорсткі розпірні кільця (не менше двох), що забезпечують нормальний переріз вихідно­го отвору труби. Гнучкий повітропровід повинен при­єднуватися до ВМП за допомогою металевого пере­хідного патрубка довжиною не меншою за їм.

Тупикові виробки газових шахт заборо­няється провітрювати за рахунок дифузії, виключа­ючи тупики довжиною до 6 м, крім висхідних, при відсутності в них шарових і місцевих скупчень метану, а розміщення в них електроустаткування дозво­ляється за умови встановлення в них датчиків авто­матичного контролю метану (далі - АКМ).

У газових шахтах засоби місцевого провітрюван­ня повинні бути встановлені до початку робіт з про­ведення виробки.

 

6. Додаткові вимоги для шахт, небезпечних за газом

До шахт, небезпечних за газом, відносяться такі, у яких хоча б в одній виробці виявлено метан. Шахти, у яких виділяється (чи виділявся) метан, по­винні бути повністю переведені на газовий режим. Під час проектування шахт небезпека за газом по­винна визначатися на підставі прогнозу газовості.

Газові шахти залежно від величини віднос­ної метановості й виду виділення метану поділяють­ся на п'ять категорій, зазначених у табл.7.

 

Таблиця 7

Категорія шахт за метаном	Відносна метановість шахти, м^3/т
	До 5
II	Від 5 до 10
III	Від 10 до 15
Надкатегорійні	15 та більше; шахти, небезпечні за суфлярними виділеннями
Небезпечні за раптовими викидами	Шахти, що розробляють пласти, небезпечні за раптовими викидами вугілля та газу, шахти з викидами породи.

 

Уміст метану в атмосфері підземних виробок та в трубопроводах повинен відповідати нормам, що наведені в табл.

Таблиця 8.

 

Вентиляційний струмінь, трубопровід	Неприпустима концентрація метану, % за об'ємом
Вихідний із тупикової виробки, камери, підтримуваної виробки	Понад 1
Вихідний із очисної виробки, виїмкової дільниці при відсутності апаратури АКМ	Понад 1
Вихідний із очисної виробки, виїмкової дільниці при наявності апаратури АКМ	Понад 1,3
Вихідний з крила, шахти	Понад 0,75
Вхідний до виїмкової дільниці, в очисні виробки, до вибоїв тупикових виробок та до камер	Понад 0,5
Місцеві скупчення метану в очисних, тупикових та інших виробках	2 та більше
На виході зі змішувальних камер	2 та більше
Трубопроводи для ізольованого відводу метану за допомогою вентиляторів (ежекторів)	Понад 3,5
Дегазаційні трубопроводи	від 3,5 до 25

 

До місцевих скупчень відносять накопичення ме­тану в окремих місцях виробок з концентраціями, що перевищують середній переріз виробки. Норма для місцевих скупчень стосується будь-якої точки поперечного перерізую виробки в просвіті.

У разі виявлення у виробках концентрацій метану (крім місцевих скупчень біля бурових вер­статів, комбайнів та врубових машин), люди-повинні бути негайно виведені на свіжий струмінь, виробки огороджені знаками заборони, а з електроустаткування, за винят­ком електроустаткування у виконанні рудниковому особливо вибухобезпечному (далі - РО), повинна бути знята напруга. Про це негайно повідомляється гірни­чому диспетчерові й вживаються заходи щодо зни­ження концентрації газу до встановленої корми.

У випадку утворення біля бурових верстатів, ком­байнів та врубових машин місцевих скупчень мета­ну, що досягають 2%, необхідно зупинити машини та зняти напругу з кабеля, що їх живить. Якщо вия­виться подальше зростання концентрації метану або протягом 15 хвилин вона не знижується, люди по­винні бути виведені на свіжий, струмінь. Відновлен­ня роботи машин допускається після зниження кон­центрації метану до 1%.

У разі контролю умісту метану у вихідних венти­ляційних струменях очисних виробок та виїмкових дільниць стаціонарною апаратурою датчики можуть настроюватися на автоматичне відключення елект­роенергії при концентрації метану 1,3%. При цьому припинення робіт та виведення людей повинні здійснюватися при концентрації метану у вихідних.Струменях дільниць та очисних виробок 1,3% та більше. Якщо протягом зміни відбувається три та більше-автоматичних відключення, повинні бути з'я­совані причини й вжито відповідних заходів.

На виході вихідного струменя з лави на вищерозташовані штреки, проведені з нижньою розкосиною, одна з вентиляційних печей повинна бути роз­ташована попереду вибою лави, а відстань між печа­ми повинна становити від 10 до З0 м.

Печі, що стали непотрібними, повинні бути ретель­но ізольовані.

У газових шахтах при кутах нахилу виро­бок, більших(за 10°, рух повітря в очисних виробках та на всьому подальшому шляху слідування за ними (крім виробок довжиною меншою за З0 м) повинен бути висхідним.

Допускається низхідне провітрювання очисних ви­робок з кутом нахилу, більший за 10° за умови, що провітрювання їх здійснюється за схемами, наведе­ними в ДНАОП 1.1.30-6.093. Схеми повинні пе­редбачати додаткову подачу свіжого повітря по ви­робці, що прилягає до очисного вибою на нижньому горизонті, швидкість повітря в привибійному просторі очисних виробок повинна бути не меншою за 1 м/с.

На пластах, безпечних за раптовими викидами ву­гілля та газу, допускається низхідний рух вихідного з очисних виробок вентиляційного струменя у ви­робках з кутом нахилу, більшим за 10°, уразі дотримання таких умов:

а) швидкість повітря у виробках повинна бути не менше ніж 1 м/с;

б) кріплення виробок, крім прилеглих до очисних вибоїв, повинне бути негорючим або важкогорючим;

в) у виробках не повинно бути електричного ус­таткування та кабелів.

У разі відробки пластів, безпечних за раптовими викидами вугілля та газу, лавами за падінням (підйо­мом) допускається розміщення електроустаткування та кабелів у прилеглих до очисних вибоїв виробках з низхідним рухом вихідного вентиляційного струме­ня за дотримання таких умов:

а) кут нахилу виробки не повинен перевищувати 15°;

б) похила довжина виїмкового стовпа (похила висота поверху) повинна бути не більшою за 1000 м, та метановиділения у виробки дільниці не повинно перевищувати 5 м³/хв;

в) вихідні з тупикових виробок вентиляційні стру­мені не повинні надходити до свіжого струменя дільниці;

г) кріплення виробок з низхідним рухом вихід­ного вентиляційного струменя повинно бути негорю­чим або важкогорючим. У виробці, що з'єднує вихід­ний вентиляційний струмінь дільниці зі свіжим стру­менем, повинно бути негорюче кріплення та не мен­ше двох пожежних перемичок з металевими ревер­сивними дверима.

Значення кутів нахилу виробки 10° та 15° є се­редні за її довжиною та повинні визначатися з ура­хуванням різниці висотних позначок та довжини виробки.

Провітрювання тупикових виробок шахт, не­безпечних за газом, крім тупикових виробок, прилег­лих до очисних вибоїв, повинно бути організоване таким чином, щоб вихідні з них струмені не надхо­дили до очисних та тупикових виробок.

У випадку зупинки головної чи допоміж­ної вентиляційної установки або порушення венти­ляції необхідно припинити роботи на виїмкових дільницях та в тупикових виробках, негайно вивести людей на свіжий струмінь, зняти напругу з електро­устаткування.

Якщо зупинка вентиляційної установки триває більше З0 хвилин, то люди повинні вийти до ствола, що подає свіже повітря, або піднятися на поверхню. Подальші дії повинні визначатися планом ліквідації аварій.

 

7. Метан, його властивості, форми зберігання і види виділення.

До складу рудничного повітря можуть входити пальні гази, що при відповідній концентрації в повітрі утворять вибухову суміш. До таких газів відносяться вуглеводні (головним чином метан) і водень.

Метан - газ без кольору, запаху і смаку. Його щільність 0,72 кг/м³. Унаслідок малої щільності він накопичується у виробках, що повстають, і в покрівлі горизонтальних виробок. При невеликих концентраціях метан фізіологічно нешкідливий, при великих - небезпечний унаслідок зменшення відносного змісту кисню в повітрі. Метан здатний горіти при змісті його в повітрі до 5%. При концентрації від 5 до 16% він утворить з повітрям вибухову суміш. При змісті понад 16% метан не вибухає і не горить через недолік кисню. Найбільшу силу зривши має при змісті метану 9,5%.

Вибух метаноповітряної суміші викликається відкритим вогнем (застосування відкритого вогню в газових шахтах заборонено) і електричною іскрою (всі електричні установки в газових шахтах повинні мати вибухобезпечне виконання). Вибух метану може відбутися також у результаті підривних робіт. Температура запалення метану звичайно дорівнює 650-750 °С (час знаходження джерела температури при цьому становить 10с.).

Метан знаходиться в масиві у вигляді:

1. Вільного газу;

2. Сорбірованого газу (пов’язаного газу) – адсорбірований газ (стислого у вигляді плівки на поверхні речовини); абсорбірований газ (тверда суміш з речовиною); хемосорбірований газ (хімічний зв’язок з вугіллям).

Метан виділяється з вугілля і порід, що вміщають. Газовидилення характеризується абсолютної і відносний газообильністью. Абсолютна газообильность (метанообильность) - кількість метану (м³), що виділилося в гірничих виробках в одиницю часу, відносна - кількість метану, що виділився за визначений час, (м³), віднесене на кількість добутого за цей час вугілля.

Існує три види виділення метану: звичайне, суфлярное і раптове. Під звичайним розуміється повільне, але безупинне виділення метану з мікротріщин і пір у куті і породі, під суфлярним - виділення вільного метану з тріщин і порожнеч, під раптовим - практично миттєве концентроване виділення метану, як правило, що супроводжується викидами вугілля (часто разом з породою).

Суфлярні виділення відрізняються по обсязі метану, що надходить у виробки, його тиску (досягає 2 МПа) і тривалості дії (від декількох годин до декількох місяців).

При раптових викидах відбувається заповнення діючих гірничі виробки дрібним вугіллям, породою і газом, іноді на всю їхню довжину.

 

8. Заподій вибухів метану і заходи по їх попередженню. Боротьба з шаровими та місцевими скупченнями метану.

Основний метод боротьби зі скупченнями метану - діяльне провітрювання шахт, що забезпечує зниження концентрації газу в атмосфері підземних виробок до припустимих норм.

Крім місцевих скупчень метану в працюючих бурових верстатів, комбайнів і врубових машин у шахтах можливі шарові скупчення метаноповітряної суміші уздовж покрівлі виробок. Концентрація метану в шарових скупченнях може досягати 2-90 %, а товщина шаруючи 70 см, його довжину уздовж виробок - від двох до декількох десятків метрів. У похилих виробках шарові скупчення рухаються нагору. Їхніми джерелами є суфлярні виділення, а також виділення з оголеної площини пласта і з відбитого вугілля. Передумова шарових скупчень - інтенсивне газовиділення при малих швидкостях руху повітря.

Для ліквідації місцевих скупчень метану на гірничих машинах установлюють водоповітряні ежектори, що представляють собою металеві труби з розташованими в центрі водяними форсунками. Смолоскип води під тиском 1,0-1,5 МПа створює в трубі повітряний струмінь (з витратою повітря 30-50 м³ / хв.), що направляється в місця скупчень метану.

Мірою боротьби із шаровими скупченнями метану є збільшення швидкості руху повітря до величини, обумовленої відповідно до Інструкції з разгазуванню гірничих виробок і боротьби із шаровими і місцевими скупченнями метану, але не менш 0,5 м/с. Для збільшення швидкості можуть застосовуватися ежектори, що працюють на стисненому повітрі, а також вентилятори місцевого провітрювання з вентиляційними трубами, що мають отвору для виходу повітря в зоні шарового скупчення.

Не у всіх випадках засобами вентиляції можна досягти необхідного зниження змісту метану в шахтній атмосфері.

Ефективний метод боротьби з газовиділенням - дегазація пласта, пластів-супутників і виробленого простору.

Основні міри проти запалення і вибуху метану в шахті

Для попередження запалення метаноповітряної суміші у виконавчих органів комбайнів через нагрівання різців від зіткнення з піритом чи кварцом необхідно створювати запобіжне середовище розпиленням води зі зрошувачів. Для цього на торець різця подають з форсунки струмінь води під тиском 5-20 МПа і діаметром 5,0-6,0 мм.

Варто обмежувати використання вибухових речовин, заміняти їх механічними і гідравлічними способами відбійки. У визначених умовах повинні обов'язково застосовуватися запобіжні ВР.

При веденні підривних робіт по вугіллю і породі повинні обов'язково виконуватися наступні основні вимоги Єдиних правил безпеки при підривних роботах.

Перед заряджанням шпурів необхідно зробити вимір змісту метану у вибої й у виробленнях, що примикають, на відстані 20 м. Якщо зміст метану досягає 1 % і вище, то заряджання шпурів робити не можна.

У шахтах, небезпечних по газі і пилу, дозволяється тільки електричне висадження, електроустаткування повинне застосовуватися у виконанні РВ (рудничне вибухобезпечне). У відкаточних виробленнях, де свіжий струмінь повітря і відсутні суфлярні виділення метану, допускається використання електроустаткування підвищеної надійності (РП).

 

9.Засоби контролю концентрацій метану на шахті.

 

Щозмінні виміри переносними приладами виробляються особами змінного нагляду ділянок і працівниками ділянки ВТБ у всіх виробках, де може виділятися чи накопичуватися метан. Місця і періодичність контролю встановлюються начальником ділянки ВТБ і затверджуються головним інженером шахти. Результати заносяться на спеціальні дошки вимірів концентрації СН₄ і СО₂, встановлювані в привибійних зонах підготовчих виробок і в місцях вимірів на вихідних струменях повітря очисних і підготовчих виробок, виїмкових ділянок, крил і шахти в цілому, а також надходять на виїмкові ділянки. Крім того, працівники ділянки ВТБ заносять результати виконаних ними вимірів у рапорти.

У вугільній промисловості в якості газоопределителя застосовують термокаталітичні й інтерференційні (оптичні) прилади.

Дія термокаталітичних газоопределителей заснована на низькотемпературному спалюванні пальних складових частин повітря, подаваного на нагріту до 350-450 °С поверхня каталізатора, і вимірі кількості тепла, що утвориться, що є в цьому випадку мірою концентрації пального компонента. У шахтному повітрі такий компонент - метан, тому що інші пальні гази (оксид вуглецю, етилен, водень і ін.) у нормальних умовах містяться в дуже незначних концентраціях. У більшості приладів розглянутого типу кількість тепла, що утвориться при згорянні метану на каталізаторі, визначається за допомогою вимірювального моста, порушення рівноваги якого реєструється приладом, отградуюрованих в об'ємних відсотках змісту метану.

До приладів цього типу відносяться широко відомі переносні сигналізатори метану і датчики типу ДМТ системи автоматичного газового захисту і централізованого телеавтоматичного контролю.

Рис. 10. Схема розміщення апаратури автоматичного газового захисту на положистих і похилих пластах.

На очисних і прохідницьких комбайнах установлюється реле, при змісті в повітрі метану 2 % воно подає звуковий і світловий сигнали і відключає електроенергію.

Згідно ПБ, у шахтах ІІІ категорії, надкатегорних і небезпечних по раптових викидах вугілля і газу повинні застосовуватися засобу автоматичного газового захисту в наступних місцях гірничих виробок:

- у при вибійних просторах тупикових виробок довжиною більш 10,0 м, у яких використовується електроенергія і виділяється метан і на вихідних струменях при довжині виробки більш 50 м;

- у вентиляторів місцевого провітрювання з електричними двигунами при розробці пластів, небезпечних по раптових викидах, а також при установці вентиляторів у виробках з вихідною струменем повітря з очисних чи тупикових виробок;

- у вихідних струменях очисних виробок виїмкових ділянок, на яких застосовується електроенергія, а при розробці крутих пластів, небезпечних по раптових викидах, незалежно від наявності електроенергії.

Для цього на вугільних шахтах застосовують апаратуру автоматичного газового захисту "Метан". Датчики Д₁ і Д₂ контролюють зміст метану у вихідних струменях ділянки і лави і при досягненні гранично припустимої концентрації газу видають команду на відключення електроенергії в лаві.

На відстані не більш 50 м від лави в нижньому штреку встановлюється датчик Дз, що відключає електроенергію при раптовому викиді. Апарат сигналізації АС-5 цього комплекту встановлюється на дільничній підстанції і при спрацьовуванні датчика Д_з відключає низьковольтний розподільний пункт, залишаючи підключеним датчик Д_з. Телевимірювання диспетчеру передаються тільки від датчика Д₁.

Інтерференційні (оптичні) газо визначники служать для виміру змісту метану і вуглекислого газу в шахтному повітрі. Дія цих приладів засновано на визначенні зсуву інтерференційної картини, що відбуває внаслідок зміни складу досліджуваної проби шахтного повітря, що знаходиться на шляху одного з двох променів.

Зсув інтерференційної картини щодо її нульового положення пропорційно різниці між показниками переломлення світла досліджуваної газової суміші і чистого атмосферного повітря. Це переломлення, у свою чергу, пропорційно процентному вмісту метану (вуглекислого газу) у суміші.

В даний час на шахтах застосовують інтерферометри ШИ-11 для визначення змісту СН₄ і С0₂ від 0 до 6 %. і ШИ-12 (СН₄ і С0₂ від 0 до 100 %).

Таблиця 9.

	Тип приладів (апаратури)
	переносні епізодичної дії	переносні автоматичні	стаціонарна автоматична
	наСН4	наСО2	наСН4	наСН4
Негазові	+	+	-	-
1 та 2 категорії	+	+	+	-
3 категорії, надкатегорійні та не­безпечні за раптовими викидами	+	+	+	+

 

10.Порядок розгазування гірничих виробок

 

До загазувань відносяться усі випадки перевищення норм концентрації метану в поперечному перерізі гірничих виробок у світлі й у відкритих, не закладених породою чи іншими матеріалами куполах.

При відсутності даних про фактичну концентрацію метану загазованими також варто вважати:

- у шахтах І й ІІ категорії по газі - тупикові виробки, у яких виділяється метан при припиненні їхнього провітрювання на 30 хв. і більш;

- у шахтах ІІІ категорії, надкатегорних і небезпечних по раптових викидах тупикові виробки, у яких виділяється метан при припиненні їхнього провітрювання на 5 хв. і більш.

Загазування виробок розділяються на місцеві, шарові і загальні.

Місцеве загазування - скупчення метану в окремих місцях виробки, у тому числі в бурових верстатів, комбайнів і врубових машин, у відкритих, не закладених породою чи іншими матеріалами куполах, з концентрацією 2% і більш.

Шарове загазування - скупчення метану у виді шаруючи в виробках на ділянках довжиною понад 2 м з концентрацією 2% і більш.

Загальне загазування - перевищення норми середньої по перетині виробки концентрації метану.

Основною причиною загазування тупикових виробок, провітрюваних ВМП, є порушення нормального режиму їхньої роботи. Це відбувається через зупинку ВМП унаслідок його несправності чи припинення подачі енергії, а також несправності вентиляційних трубопроводів. Розгазування виробок представляє відому небезпеки. Складається вона в тім, що при поновленні вентиляції не виключена поява вибухонебезпечної концентрації метану в, устя загазованого вироблення. Розгазування виробки виробляється відповідно до Інструкції з разгазированию гірничих виробок, розслідуванню, обліку і попередженню загазувань.

На кожен випадок разгазирования розробляються заходи щодо безпеки, що передбачають відключення електроенергії і виходу людей із усіх виробок по шляху руху вихідної струменя з тупикової виробки, виставляння постів і знаків, у місцях можливого підходу людей до цих вироблень, спосіб разгазирования, місця і порядок виміру змісту метану у виробках після розгазування і спосіб контролю за змістом метану в устя розгазуючий виробки. Ці заходи розробляються начальником ділянки, узгоджуються з начальником ділянки ВТБ і районним гірничотехнічним інспектором і затверджуються головним інженером шахти.

Для зниження концентрації метану у вихідній струмені з тупика рекомендується застосовувати спеціальний пристрій ВОСТНИИ, установлюване між ланками трубопроводу ВМП на відстані 5-10 м від місця сполучення тупикової виробки з прилягаючою виробкою;

Цей пристрій складається з патрубка з клапаном, що представляє собою частина циліндра. При підвищенні змісту метану вище межі (допускається до 2 %) клапан дистанційно (за допомогою троса) опускається і повітря виходить через вікно патрубка; при цьому відбувається провітрювання устя виробки. При зниженні змісту метану клапан піднімається і повітря направляється у вибій виробки. Отже, почергове відкривання і закривання трубопроводу протягом деякого часу забезпечує вихід метану з тупика з припустимою невисокою концентрацією і провітрювання.

Рис. 11. Пристрій для разгазирования:

а, б - схеми пристрою; в - схема установки;

1 - патрубок; 2 - клапан; 3 - ролики; 4 - трос; 5 ручна лебідка

 

11. Боротьба з пилом