Пыль – как источник опасности
Наибольшее пылеобразование в современных угольных шахтах имеет место при работе выемочных и проходческих комбайнов. Несоблюдение при этом технологии выемки угля и проведения выработок и требований противопылевых мероприятий приводит к тому, что в атмосферу выработок поступает значительное количество пыли. По мере повышения произ-водительности угольных и проходческих комбайнов и глубины разработок растет интенсив-ность пылеотложения. Без применения средств обеспыливания запылённость воздуха в забоях в сотни, а иногда и в тысячи раз превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК).
Так, при работе угольных комбайнов барабанного и шнекового типа образуется от 1 до 5 кг пыли на 1 т добываемого угля. В результате этого при средней производительности ком –байна 100 кг/с запылённость воздуха в лаве без применения средств обеспыливания может достигать 5-8 г/м3 и более, что почти в тысячу раз превышает ПДК, но практически вовсех случаях менее нижнего предела взрываемости пыли.
Таких же величин достигает запылённость воздуха и в забоях подготовительных вырабо-ток, проводимых по углю. Особенно высокая запылённость образуется в зоне работы испол-нительных органов проходческих комбайнов фрезерного типа. Так, без орошения в 0,5 м от фрезы концентрация пыли в воздухе достигает 4,6-12,3, а в отдельных забоях 19,8-25,8 г/м3.
При последней концентрации могут произойти воспламенение пыли и её взрыв.
|
|
|
Интенсивное образование пыли наблюдается при погрузке горной массы на конвейер, на пересыпах и перегрузах, при передвижке секций механизированных крепей.
Мелкая пыль (аэрозоль) с размерами частиц менее 50 мк переносится вентиляционным потоком по горным выработкам на значительные расстояния. Более крупные фракции пыли скапливаются на почве выработок в непосредственной близости от источников пылеобразо- вания. Осевшая пыль (аэрогель) взрывоопасна.
Угольная пыль, как и другие органические пыли, взрывоопасна. Всегда взрывчаты пыли углей, содержащие 42 мг и более метана на 1 г сухой и беззольной массы или содержащие свыше 15 % летучих горючих веществ. Нижний предел взрывчатости для самой опасной пыли углей марки Д равен 17-18 г/м3 , а для марок Т и ПА – 300 г/м3 . Для отложившейся пыли нижний предел взрывчатости примерно в 2,5 раза выше, чем для взвешенной. Поэтому при отложениях угольной пыли в количестве более 30 г на 1 м2 выработка становится взры-воопасной.
При определённых условиях – достаточном содержании в угле летучих веществ, опреде-лённой крупности пылинок и её концентрации – угольная пыль во взвешенном состоянии взрывается от источника тепла и поддерживает взрыв метано-воздушной смеси.
|
|
|
Минимальная концентрация пыли, при которой возможен её взрыв в зависимости от вы –хода летучих веществ составляет 16-96 г/м3, максимальная – около 2000 г/м3. Наибольшей силы взрыв пыли возможен при концентрации её в горных выработках 300-400 г/м3.
При содержании летучих веществ до 15% угольная пыль относится к слабовзрывчатой, при их большем содержании – к опасной по взрывчатости.
Взрывчатость угольной пыли повышает наличие метана в атмосфере горных выработок. При концентрации метана 2% нижний предел взрывчатости пыли снижается до 3-40 г/м3. Установлено, что в 96% случаев источником воспламенения пыли были вспышки метана.
Влияние влаги на взрывчатость угольной пыли двояко. Во-первых, она может действовать как инертная добавка, снижая тепловой баланс системы. Теплоёмкость воды в 5 раз больше теплоёмкости инертной пыли, поэтому вода как инертная добавка в 5 раз эффективнее инерт-ной пыли. Во вторых, влага способствует аутогезии мелких частиц в более крупные, что снижает удельную поверхность пыли и, следовательно, уменьшает её взрывчатость. Отложившаяся увлажнённая пыль теряет способность переходить во взвешенное состояние и создавать взрывоопасные концентрации. Пыль с содержанием влаги 12% и более не образует взрывчатой концентрации.
|
|
|
В процессе взрыва принимает участие угольная пыль определённой крупности от 0,01 до 1,0 мм в диаметре. Наиболее взрывоопасна пыль с крупностью частиц 10-75 мк. Взрыв угольной пыли как и метана сопровождается прямым и обратным ударами. При прямом (первом) ударе в выработке образуется очень высокая температура и происходит поднятие во взвешенное состояние значительного количества осевшей пыли за счёт сотрясения выработ-ки. Так как в зоне взрыва температура высока, а перешедшая во взвешенное состояние пыль является дополнительным материалом взрыва, то происходит вторичный (обратный удар), разрушительная сила которого во много раз выше первичного удара. Таким образом, вторичный удар и завершает разрушительную работу взрыва в горных выработках.
Для возникновения взрыва пыли (как и метана) требуется источник воспламенения. Таки-ми источниками могут быть: пламя от взрыва ВВ; нагретые предметы и поверхности; откры-тое пламя; электрические искры и искры механического происхождения (искры от трения по пириту, песчаникам и металлическим поверхностям, искры при ударах и т.п.).
|
|
|
Анализ происшедших за последние годы аварий показывает, что более 80% всех случаев происходит в подготовительных и только 10-20% в очистных выработках
Следует отметить, что взрывы, в которых участвует угольная пыль, по своим размерам и последствиям значительно превышают взрывы метана, о чём свидетельствуют приведенные ниже примеры.
Пример 1. На шахте “ Пионерка ” ПО “Ленинскуголь” при сбойке конвейерного штрека с северным путевым уклоном произошло закорачивание вентиляционной струи, в результате чего расход воздуха в монтажной камере №6 уменьшился с 240 до 10 м3/мин, аконцентрация метана возросла с 0,4 до 4-6 %. Несмотря на это, на участке велись работы по проходке выработок в течение 2-х дней. Из-за отсутствия орошения на комбайнах и не-выполнения мероприятий по уборке и связыванию отложившейся угольной пыли выработки участка на всём протяжении находились в пылевзрывоопасном состоянии. Источником вос-пламенения метановоздушной смеси послужило искрение в электрическом кабеле, повреж-дённом обрушившимися в камере породами кровли и металлическими верхняками. Экономи –ческий ущерб от этой аварии превысил ущерб от всех остальных взрывов метановоздушной смеси, в которых не участвовала угольная пыль.
Пример 2. Воспламенение метана, перешедшее во взрыв угольной пыли, произошло в забое конвейерного ходка 6-й центральной лавы пласта k 8 горизонта 900 м шахты “Горская” ПО “Первомайскуголь” (мощность пласта 1,4-1,5 м, уголь марки Г). Повышение содержания метана у забоя конвейерного ходка произошло из-за подачи в него недостаточного количества воздуха. Причиной воспламенения метановоздушной смеси явилось взр ы вание за-рядов ВВ при наличии высокой концентрации метана в выработке. Взрыв угольной пыли и его распространение по сети горных выработок произошли в связи с невыполнением меро –приятий по предупреждению взрывов угольной пыли, порядка расстановки и эксплуатации водяных заслонов. Отложение угольной пыли по сети горных выработок составляло 65-210 г/м3 , что значительно больше нижнего предела взрывчатости пыли, равного для данного шахтопласта 38 г/м3 . Отсутствие ряда водяных заслонов и несоответствие параметров имевшихся заслонов требованиям ПБ явилось причиной паспространения взрыва по сети горных выработок на расстояние около 5 км. Обследование состояния водяных заслонов вблизи аварийного участка показало, что в заслонах недостаёт 40-60% сосудов, а имеющиеся либо не имеют воды, либо заполнены на 40-50% .
Пример 3. Вследствие нарушения требований безопасного ведения работ в 1985 г. при взрывных работах в забоях подготовительных выработок произошли взрывы метана и угольной пыли в шахте №1 шахтоуправления “Новогродовское” ПО “Селидовуголь” и в шах-те им. Г. Димитрова ПО “ Красноармейскуголь ”. В первом случае зона разрушения вырабо-ток составила 635, во втором – 1090 м.
Пример 4. Взрыв газа и угольной пыли в конвейерном штреке и фланговом уклоне общей дли-ной 580 м шахты “ Байдаевская ” ПО “Южкузбассуголь” произошёл вследствие искрообра –зования при коротком замыкании в гибком кабеле и повышенной концентрации метана в за-бое из-за неустойчивого проветривания.
Пример 5. На шахте “ Карагайлинская ” ПО “Киселёвскуголь” произошёл взрыв газа и уголь-ной пыли в забое разрезного штрека вследствие искрообразования от трения исполнитель-ного органа проходческого комбайна о твёрдые породные включения и подачи в забой не-достаточного количества воздуха для разбавления выделяющегося метана. В результате взрыва разрушено 630 м горных выработок.
Из приведенных примеров следует, что во всех случаях при различии исходных причин воспламенения пылегазовой смеси общим является невыполнение требований по снижению пылеотложений в горных выработках и мероприятий по своевременной уборке отложившей-ся угольной пыли по сети горных выработок. Участвующая при взрыве газа пыль, особенно опасна для работющих в шахте, поскольку продукты взрыва содержат большое количество оксида углерода, вызывающего отравление и гибель людей даже на значительных расстоя –ниях от места взрыва.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!