Характеристика основных газов в рудничном воздухе.

Характеристика основных газов в рудничном воздухе.

1.1.Разрабатываемые пласты и вмещающие породы Старобинского месторождения содержат в микровключенном и свободном состоянии природные газы, в состав которых входят метан, тяжелые углеводороды, водород и др.

Метан (СН4) – газ без цвета и запаха. Удельный вес – 0,554. Не ядовит. Метан с воздухом образует горючие и взрывчатые смеси. Температура воспламенения 650-750°С. При содержании (по объему) в воздухе до 5-6% метана он воспламеняется при наличии источника тепла, от 5-6 до 14-15% - смесь взрывается, свыше 15%, при нормальных условиях смесь не взрывоопасна, но может гореть при условии притока кислорода извне.

Сила взрыва метановоздушной смеси зависит от содержания в ней метана и достигает максимума при 9,5%. Наиболее легко воспламеняется смесь с 8% содержания метана.

Предельно допустимое суммарное содержание метана в атмосфере горных выработок не должно превышать 1,0%.

1.2. Углекислый газ (СО₂) – без цвета, со слабым кислым вкусом и запахом. Удельный вес – 1,52. Не поддерживает горения. Физиологически углекислый газ слабо ядовит. При небольших концентрациях (до 3%) в воздухе он стимулирует дыхание, при дальнейшем увеличении концентрации действует отравляюще, так при 6% СО₂ в воздухе появляются отдышка и слабость, при 10% - возможно обморочное состояние, а при 20-25% и выше смертельное отравление.

Углекислый газ в полтора раза тяжелее воздуха, поэтому он скапливается преимущественно у почвы выработки. Однако в хорошо проветриваемых выработках распространяется в их поперечном сечении относительно равномерно. Кроме выделения из горных пород углекислый газ образуется в процессе взрыва ВВ, дыхания людей, при работе механизмов и самоходного транспорта.

Содержание углекислого газа в рудничном воздухе не должно превышать в рабочих местах – 0,5%, в выработках с общей исходящей струей шахты – 0,75% и при проведении и восстановлении выработок по завалу – 1%.

1.3. Окислы азота (NО₂ и N₂О₄) – газ бурого цвета с характерным резким запахом. Удельный вес – 1,59 и 3,18 соответственно. Окислы азота весьма ядовиты, вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях – отек легких. Токсическое действие проявляется через 4-6 часов. Симптомы отравления: кашель, головная боль, рвота, синюшность, повышение температуры, расстройство сердечной деятельности.

Окислы азота образуются при взрывных работах и в меньших количествах при работе транспорта с ДВС.

Технические характеристики приборов ШИ-10, ШИ-11 и

подготовка их к работе.

2.1. Для определения концентрации метана, углекислого газа в рудничном воздухе действующих горных выработок рудников должны применять шахтные интерферометры (приборы типа ШИ-10, ШИ-11).

2.2. Технические данные приборов:

 

	ШИ-10	ШИ-11
Пределы измеряемых концентраций:
– метана, % СН4 (по объему)	0-6	0-6
– углекислого газа, % СО2 (по объему)	0-6	0-6
– погрешность прибора, % СН4 или СО2	0,2	0,2
Цена деления шкалы, % СН4	0,25	0,20
Отметки шкалы через целые деления обозначены цифрами	от 0 до 6	от 0 до 6

2.3. Действие прибора основано на изменении смещения интерференционной картины. Величина смещения пропорциональна разности между показателями преломления света исследуемой газовой смеси и атмосферного воздуха.

Интерференционная картина имеет одну белую полосу, ограниченную двумя черными полосами и симметрично окрашенными краями.

Исходное нулевое положение интерференционной картины фиксируется путем совмещения левой черной полосы с нулевой отметкой неподвижной шкалы.

2.4. Перед спуском в шахту лица, получившие интерферометры из ламповой должны проверить их на исправность и пригодность к работе.

2.5. Проверить исправность резиновой груши. Для этого необходимо сжать грушу, и зажав конец ее резиновой трубки, проследить, как быстро расправляется груша в разжатой руке. Резиновая груша, пригодная для работы, не должна расправляться в разжатой руке. В случае быстрого расправления груши ее следует заменить.

2.6. Проверить герметичность газовой линии прибора. Для этого закрыть плотно штуцер засасывания в прибор воздуха и произвести сжатие груши. Газовая линия герметична, если после сжатия груша не расправляется. При быстром расправлении необходимо найти и устранить неисправность прибора или возвратить прибор обратно в ламповую для замены на исправный.

2.7. Нажать кнопку включения лампы и посмотреть в окуляр. Если интерференционная картина и шкала окажутся не четкими, вращением окуляра навести их на резкость и установить интерференционную картину в нулевое положение.

2.8. При спуске в шахту и во время ходьбы по горным выработкам необходимо носить интерферометр (прибор) на плечевом ремне, предохраняя его от удара, попадания грязи, влаги и пыли.

 

Определение содержания метана и углекислого газа шахтным

Интерферометром ШИ-10.

3.1. Перед определением содержания метана необходимо произвести проверку нулевого положения интерференционной картины. Для этого отстегнуть клапан футляра, переключатель поставить в положение «К», нажать кнопку включения и посмотреть в окуляр на положение интерференционной картины. Если интерференционная картина не сместилась относительно нулевой отметки шкалы, переключатель поставить в положение «И» и застегнуть клапан. Если интерференционная картина сместилась относительно нулевой отметки шкалы, то микровинтом выставить ее на нуль. Затем переключатель поставить в положение «И» и застегнуть футляр. После указанных операций прибор готов к работе.

3.2. Определение концентрации метана и углекислого газа производить только при положении переключателя «И».

При определении содержания метана распределительный кран установить в положение «СН₄». Путем трех сжатий резиновой груши рудничный воздух прокачивать через прибор. Если набранный в прибор рудничный воздух содержит метан, то интерференционная картина сместиться вправо вдоль шкалы. При наблюдении в окуляр по смешенному положению левой черной полосы интерференционной картины производится отсчет шкалы

3.3. Для повторного определения содержания метана предварительной подготовки прибора не требуется, так как при трехкратном прокачивании газовой линии предыдущая проба полностью удаляется из прибора и заполняется новой.

3.4. Для определения содержания углекислого газа в рудничном воздухе необходимо сначала определить концентрацию метана, указанным выше способом. Затем распределительный кран установить в положение «СО₂» и произвести прокачивание рудничного воздуха через прибор путем трехкратного сжатия резиновой груши. Отсчет по шкале произвести так же, как и при определении концентрации метана. Полученный отсчет покажет суммарное содержание в воздухе метана и углекислого газа. Оба эти определения должны быть выполнены в одном и том же месте и на одинаковой высоте от почвы выработки. Концентрация углекислого газа равна разности второго и первого отсчета.

Определение концентрации метана и углекислого газа шахтным

Интерферометром ШИ-11.

4.1. Перед определением содержания метана произвести проверку нулевого положения интерференционной картины. Для этого надо нажать кнопку «И» и кнопку «К», одновременно и посмотреть в окуляр на положение интерференционной картины. Если интерференционная картина не сместилась относительно отметки шкалы, прибор готов к работе. Если интерференционная картина сместилась относительно нулевой отметки шкалы, то микровинтом выставить ее на нуль.

4.2. При определении содержания метана распределительный кран установить в положение «СН₄». Путем трех сжатий резиновой груши проба рудничного воздуха, прокачивается через прибор. Если набранный в прибор рудничный воздух содержит метан, то интерференционная картина сместится вправо вдоль шкалы. При наблюдении в окуляр по смещенному положению левой черной полосы интерференционной картины производится отсчет деления шкалы

4.3. Для повторного определения содержания метана предварительной подготовки прибора не требуется; так как при трехкратном прокачивании грушей газовой линии предыдущая проба полностью удаляется из прибора и заменяется новой.

4.4. Для определения содержания углекислого газа в рудничном воздухе необходимо сначала определить концентрацию метана, указанном выше способом. Затем распределительный кран ставится в положение «СО₂» и произвести прокачивание рудничного воздуха в прибор путем трех сжатий резиновой груши. Отсчет по шкале производится так же, как и при определении концентрации метана. Полученный отсчет покажет суммарное содержание в воздухе метана и углекислого газа. Концентрация «СО₂» равна разности первого и второго отсчета. Оба эти определения должны быть выполнены в одном и том же месте и на одинаковой высоте почвы выработки.

 

Технические данные

1.	Диапазон измерений, объемная доля метана, %	0-3
2.	Предел допускаемой основной абсолютной погрешности, %	±0,2
	Установки срабатывания сигнализации по объемной доле метана, %	1;1,5;2
4.	Время срабатывания сигнализации по объемной доле метана, С	не более 10
	Количество разрядов цифрового отсчета

6.Определение концентрации метана прибором « Сигнал-2»

6.1.При выдаче в шахту сигнализатор «Сигнал-2» должен закрепляться за определенным лицом, несущим за него ответственность.

6.2. Сигнализатор «Сигнал-2» без перезарядки блока питания может работать 3 смены или по времени не менее 30 часов. Поэтому необходимо вести учет времени работы сигнализатора «Сигнал-2» между очередными зарядками. Если сигнализатор «Сигнал-2» после отработанной смены не выдается сразу в последующую смену, его необходимо выключить, поставив выключатель в положение «выкл.».

6.3.При переноске оберегайте сигнализатор «Сигнал-2» от ударов, попадания воды и грязи в камеру датчика и источника звукового сигнала.

6.4.При работе сигнализатор «Сигнал-2» должен подвешиваться за ремень и находиться в вертикальном положении.

6.5.Запрещается нарушать пломбировку и выключать питание в шахте.

6.6..Определение концентрации метана производиться путем снятия показаний выдаваемых сигнализатором на цифровом табло.

Перечень и содержание сигналов, подаваемых сигнализатором метана «Сигнал 2»:

- Прерывистый звуковой и световой сигналы – концентрация метана превысила величину уставки. При срабатывании светозвуковой сигнализации работающим необходимо покинуть зону, в которой содержание метана превысило норму.

- Непрерывный звуковой и световой сигналы – разряжен блок питания, функция измерения объемной доли метана не выполняется.

- После подачи непрерывного светового и звукового сигналов отключилась светозвуковая сигнализация – сработала защита от глубокого разряда аккумулятора.

- При отсутствии метана справа от цифр индикации включена запятая – сместился электрический «нуль» прибора в сторону отрицательных значений. Величину этого смещения показывают цифровые индикаторы.

- Прерывистый световой и звуковой сигналы, показания прибора в пределах 5,00-5,99%, последняя цифра мигает – измеренная объемная доля метана превысила верхний предел диапазона показаний и сработала защита датчика от перегрузки.

 

Технические данные

1.	Диапазон измерений, объемная доля метана, %	0-99,9
2.	Номинальное значение порога срабатывания сигнализации, объемная доля метана, %
	Диапазон регулировки порога срабатывания сигнализации, от объемной доли метана, %	0,5 до 4,5
4.	Цена наименьшего разряда цифровой индикации в поддиапазонах измерений, (0-5) – объемная доля метана, % (5-99,9) - объемная доля метана, %	0,01;   0,1
	Время непрерывной работы и стабильность показаний анализатора не менее, часов
	Время прогрева анализатора не более, минут
	Количество разрядов цифрового отсчета

7.2. Анализатор осуществляет запись в память значений следующих параметров сигнала:

– времени срабатывания сигнализации;

– максимального значения концентрации метана;

– времени отключения сигнализации;

7.3. Устройство и принцип работы:

7.3.1. Анализатор состоит из измерительного блока и сменного блока питания. На крышке находятся смотровые окна, в которых располагаются цифровой индикатор и светодиод аварийной сигнализации. С правой стороны находятся две кнопки – КП (кнопка поверочная) и КР (кнопка рабочая). Для переноски анализатор укомплектован ремнем.

7.3.2. Сравнение полученных данных, управление режимами работы сенсора, отображение необходимых данных на индикаторе, запоминание уставок и текущих превышений производится микропроцессором, который управляется с помощью двух кнопок – рабочей КР и поверочной КП.

Кнопка КР служит для включения анализатора после подключения блока питания и контроля напряжения на аккумуляторах в процессе эксплуатации. Кнопка КП используется при настройке и градуировке анализатора, во время эксплуатации она должна быть запломбирована.

7.3.3. На индикаторах кроме текущей информации в виде цифр могут появляться буквенные сигналы.

Анализатор имеет три режима работы: режим градуировки, рабочий режим и режим подбора термогруппы. В рабочем режиме производится измерение концентрации метана, автоматическое переключение диапазонов измерения, запись в память необходимых данных. В режиме градуировки производится градуировка, просмотр записей в памяти, запись уставок срабатывания и переходов запятой. В режиме подбора термогруппы происходит подстройка процессора для каждого нового датчика, считываются индивидуальные данные каждого датчика.

Сообщения, которые могут появиться в процессе работы анализатора, в рабочем режиме, представлены в таблице 2.

Сообщения, выдаваемые анализатором на индикаторе. Режим, в котором появляется сообщение, обозначается знаком «*», числа – знаком «Х».

Таблица 2

№ п/п	Сообще- ние	Содержание	Режим
ПРГ
1.	ПРГ	Прибор работает в рабочем режиме, идет прогрев датчиков	*
2.	Х,ХХ	Концентрация метана в % об. долей в поддиапазоне (0-5)%	*
	ХХ,Х	Концентрация метана в % об. долей в поддиапазоне свыше (5-99,9)%	*
	9,9	Прогрев сенсора при переходе на измерение ВК	*
5.	ОБР	Обрыв датчика. Нажата кнопка КР при запоминании импульсов без подачи метана	*
6.	ПБА	Напряжение аккумулятора упало ниже 2В	*

 

7.3.4.Для предотвращения вскрытия анализатора корпус анализатора пломбируется специальным болтом и проволокой. Проволока заваривается.

7.3.5.При нарушении пломбировки анализатор к работе не допускается.

Запрещается нарушать пломбировку и выключать анализатор в шахте.

 

8. Определение концентрации метана прибором « Сигнал-5»

8.1. Определение концентрации метана производиться путем снятия показаний выдаваемых анализатором на цифровом табло.

Если во время работы содержание метана превысило допустимые нормы и сработала светозвуковая сигнализация, персонал обязан покинуть зону загазованности. Анализатор запрещается оставлять в загазованной атмосфере. Ответственность за доставку анализатора на свежую струю возлагается на лиц, за которыми он закреплен.

 

8.2.Перечень и содержание сигналов, подаваемых анализатором метана «Сигнал 5»:

– при подключении блока питания включается первая запятая на цифровом табло;

– индикация включения и нормального режима работы анализатора осуществляется по включенному цифровому табло;

– при достижении заданного порового значения объемной доли метана подается звуковой и световой сигнал с длительностью импульса в диапазоне от 0,3 до 1,2с;

– контроль напряжения блока питания осуществляется при нажатой кнопке КР, при ее отпускании – порога срабатывания сигнализации, при этом включается аварийная звуковая и световая сигнализация. Повторный контроль можно произвести через 20 секунд;

– индикация неисправности (обрыв чувствительного элемента) осуществляется прерывистым звуковым сигналом и индикацией на цифровом табло сигнала ОБР;

– при разрядке аккумуляторной батареи в течение 30 сек. включается непрерывная звуковая и световая сигнализация, на цифровом табло появляется сигнал ПБА.

8.3. Анализатор без перезарядки блока питания может работать не менее 10 часов.

8.4. При переносе оберегать анализатор от ударов, попадания воды и грязи в камеру датчика.

8.5. В рабочем режиме кнопка КП должна быть опломбирована для предотвращения перевода анализатора в режим градуировки. Для включения рабочего режима необходимо нажать кнопку КР и выдержать до появления на индикаторах сообщения ПРГ (прогрев). Прогрев датчиков длится около 40 сек. По окончании прогрева на индикаторах в течение 2 сек. появляется сообщение о величине уставки срабатывания светозвуковой сигнализации (например – 2,00), сопровождающееся прерывистым звуковым сигналом. После этого сигнализатор автоматически переходит в режим измерения и готов к работе.

При повышении концентрации до 5% объемной доли метана происходит переключение запятой с первой позиции на вторую,

(например 06,1) При понижении концентрации до 4,2% объемной доли метана происходит переключение запятой со второй на первую позицию (например 3,80).

При повышении концентрации более 9,9 объемной доли метана происходит переход на измерение высокой концентрации метана (ВК). После завершения переходных процессов в течение 1 мин. устанавливается значение измеряемой концентрации.

При превышении текущей концентрацией метана уставки срабатывания включается светозвуковая сигнализация. Для исключения нестабильных показаний при переходных процессах во время включения звукового излучателя, происходит задержка изменения показаний на 30 сек. После чего устанавливается значение измеряемой концентрации.

Для считывания информации о напряжении на аккумуляторном блоке и величине уставки необходимо нажать кнопку КР. После индикации напряжения аккумуляторов и уставки срабатывания, повторное нажатие на кнопку КР блокируется на протяжении 7 секунд.

8.6. В анализаторе предусмотрена возможность записи в память трех параметров сигнала:

– времени срабатывания сигнализации при превышении концентрации метана над уставкой срабатывания;

– максимального значения концентрации метана за время, пока концентрация не опустится ниже пороговой;

– времени отключения сигнализации при снижении концентрации ниже пороговой.

Время отсчитывается в минутах от момента включения анализатора в рабочий режим. Таким образом, происходит запись временной зоны превышения порогового уровня. Всего таких зон может быть записано десять.

Считывание информации об этих зонах производится автоматически при включении режима градуировки

8.7. В анализаторе предусмотрена защита аккумуляторной батареи от глубокого разряда. В случае снижения напряжения ниже 2,05В на индикаторах появится сообщение ПБА и анализатор через 30 сек. выключится. Сообщение ПБА сопровождается постоянной звуковой сигнализацией. В это время производится запись времени разряда в память.

8.8. Работы по техническому обслуживанию, плановому текущему ремонту и устранению возможных неисправностей и отказов должен производиться только на поверхности в помещениях, в которых отсутствуют взрывоопасные концентрации горючих газов.

 

Технические данные.

1.	Диапазон измерений, объемная доля метана, %	0 – 2.5
2.	Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности манометра не более, объемной доли метана, %	0,2
	Порог срабатывания сигнализации не более, объемной доли метана %	0.5
4.	Предел допускаемой основной абсолютной погрешности порога срабатывания сигнализации не более, объемной доли метана, %	0,05
	Время прогрева не более, минут
	Номинальное время установления показаний t0,9 не более, секунд
	Время непрерывной работы без дозарядки АКБ не менее, часов

Технические параметры

Характеристики и параметры	Норма
Объем всасываемого воздуха за один рабочий ход, см^3	100 - 5
Объем всасываемого воздуха за 1мин при сжатом 1 мин при сжатом сильфоне и заглушенном отверстии для подключения трубки, определяющей герметичность аспиратора, см^3 Не более
Габаритные размеры, мм: Длина Ширина высота	155 – 5 56-2 90-5
Масса (без чехла), кг, не более Масса (с чехлом), кг, не более	0,31 0,38

 

11.4. В конструктивно унифицированный ряд входят индикаторные трубки:

СО-0,25 и СО-5 – для определения оксида углерода;

СО₂-2; СО₂-215 и СО₂-50 – для определения оксида углерода;

SО₂-0,007 – для определения диоксида серы;

Н₂S-0,0066 – для определения сероводорода;

NO+NO₂-0,005 – для определения оксидов азота;

О₂-21 – для определения кислорода;

Н₂О – для определения относительной влажности;

СН₂О-0,004 – для определения формальдегида.

11.5. Трубки индикаторные и защитная, представляют собой стеклянные трубки, герметизированные запайкой двух оттянутых концов. Трубки индикаторные заполнены индикаторными массами, взаимодействующими с определяемым газом, трубка защитная – сорбентом, поглощающим углеводороды. Наполнитель трубок плотно удерживается в них фиксирующими фильтрами-прокладками.

11.6. Аспиратор АМ-5 представляет собой сильфонный насос ручного действия, работающий на всасывании воздуха за счет раскрытия пружинами предварительно сжатого сильфона и выброса воздуха из сильфона через клапан при сжатии пружин.

11.7.Проверка исправности аспиратора производится путем внешнего осмотра целостности прибора, затем произвести проверку герметичности системы и сильфона. Для этого сжать сильфон и, не отпуская закрыть отверстие для подключения трубки. Отпустить сильфон не открывая отверстие. Если сильфон не распрямился, то система герметична и прибор пригоден к эксплуатации.

 

Характеристика основных газов в рудничном воздухе.

1.1.Разрабатываемые пласты и вмещающие породы Старобинского месторождения содержат в микровключенном и свободном состоянии природные газы, в состав которых входят метан, тяжелые углеводороды, водород и др.

Метан (СН4) – газ без цвета и запаха. Удельный вес – 0,554. Не ядовит. Метан с воздухом образует горючие и взрывчатые смеси. Температура воспламенения 650-750°С. При содержании (по объему) в воздухе до 5-6% метана он воспламеняется при наличии источника тепла, от 5-6 до 14-15% - смесь взрывается, свыше 15%, при нормальных условиях смесь не взрывоопасна, но может гореть при условии притока кислорода извне.

Сила взрыва метановоздушной смеси зависит от содержания в ней метана и достигает максимума при 9,5%. Наиболее легко воспламеняется смесь с 8% содержания метана.

Предельно допустимое суммарное содержание метана в атмосфере горных выработок не должно превышать 1,0%.

1.2. Углекислый газ (СО₂) – без цвета, со слабым кислым вкусом и запахом. Удельный вес – 1,52. Не поддерживает горения. Физиологически углекислый газ слабо ядовит. При небольших концентрациях (до 3%) в воздухе он стимулирует дыхание, при дальнейшем увеличении концентрации действует отравляюще, так при 6% СО₂ в воздухе появляются отдышка и слабость, при 10% - возможно обморочное состояние, а при 20-25% и выше смертельное отравление.

Углекислый газ в полтора раза тяжелее воздуха, поэтому он скапливается преимущественно у почвы выработки. Однако в хорошо проветриваемых выработках распространяется в их поперечном сечении относительно равномерно. Кроме выделения из горных пород углекислый газ образуется в процессе взрыва ВВ, дыхания людей, при работе механизмов и самоходного транспорта.

Содержание углекислого газа в рудничном воздухе не должно превышать в рабочих местах – 0,5%, в выработках с общей исходящей струей шахты – 0,75% и при проведении и восстановлении выработок по завалу – 1%.

1.3. Окислы азота (NО₂ и N₂О₄) – газ бурого цвета с характерным резким запахом. Удельный вес – 1,59 и 3,18 соответственно. Окислы азота весьма ядовиты, вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях – отек легких. Токсическое действие проявляется через 4-6 часов. Симптомы отравления: кашель, головная боль, рвота, синюшность, повышение температуры, расстройство сердечной деятельности.

Окислы азота образуются при взрывных работах и в меньших количествах при работе транспорта с ДВС.