Нормы содержания метана в выработках шахты

В результате выполнения производственных процессов в горных выработках шахт образуется характерная воздушная среда, которую называют рудничной (шахтной) атмосферой, состоящей из атмосферного воздуха, природных газов (метан, углекислый газ, сероводород и др.), технологических газов (продукты взрывных работ, газы, выделяющиеся в зарядных камерах и при работе двигателей), угольной и породной пыли и паров воды.

Азот (N – от греческого безжизненный ) — газ без цвета, запаха и вкуса, дыхание и горение не поддер­живает, в нормальной концентрации безвреден. В шахте выделяется из трещин горных пород, образуется при взрывных работах, гниении органических веществ. Удельный вес азота 0,97 кг/м³ (относительно воздуха 1,225 кг/м³). При охлаждении превращается в жидкость. Содержание азота в шахтном воздухе не нормируется. Азот химически инертен, однако при очень высоких температурах, возникающих, например, во время взрывных работ и электродуговой сварки, способен окисляться, образуя очень ядовитые газы. Увеличение содержания азота в воздухе оказывает влияние на человека вследствие уменьшения при этом содержания кислорода.

Кислород — газ без цвета, вкуса и запаха. Необходим для ды­хания и горения. При дыхании поступающая в легкие венозная кровь освобождается в них от углекислоты и обогащается кислородом. В шахте не менее 20%. Мак­симальное насыщение крови человека кислородом обеспечивается при 21 %-ном содержании его в воздухе в условиях нормального атмосфер­ного давления. В шахтном воздухе обычно содержание кислорода мень­ше, чем в атмосферном. Воздух, содержащий кислорода меньше 19 %, вызывает затрудненность дыхания; у человека появляется учащенное сердцебиение и одышка при объемной доле 17 %; при объемной до­ле 12 % и менее человек погибает. Удельный вес кислорода 1,1. Потребление кислорода человеком зависит от интенсивности выполняемой им работы и составляет от 1 до 3,5 л/мин, когда отдыхает 0,3 л/мин.

(Б.4 в.2) Свойства углекислого газа и его допустимое содержание в рудничном воздухе.

Углекислый газ (углекислота СО₂) — газ без цвета, со слабо кислым запахом, его плотность 1,52 кг/м³. Не горит и не поддерживает горения. Газ слабо ядовит: вдыхание воздуха, содержащего 6% углекислого газа, вызывает одышку и слабость, при 10 % — возможно обморочное состояние, при 20—25 % — смертельное отравление.

Содержание углекислого газа в рудничном воздухе не должно пре­вышать на рабочих местах 0,5 %,

Углекислый газ — наиболее тяжелый газ в составе рудничной ат­мосферы, он скапливается у почвы выработки. Выделяется в шахте из угля и горных пород, образуется при окислении древесины, угля, разложе­нии горных пород кислыми рудничными водами, при взрывных работах, пожарах, взрывах метана и угольной пыли, дыхании людей.

(Б.22 в.2) Свойства оксида углерода, допустимое содержание в рудничном воздухе.

Оксид углерода (угарный газ СО) —0,0017%, газ без цвета, вкуса и запаха, его плотность 0,97. Газ весьма ядовит: при содержании его в воздухе 0,4 % возмож­но смертельное отравление. Источники появления оксида углерода: шахтные пожары, взрывы метана и угольной пыли, взрывные работы, работа двигателей внутреннего сгорания. Окись углерода весьма ядовита, легко соединяется с гемоглобином крови, препятствуя поступлению в кровь кислорода и вызывая кислородное голодание организма. Оксид углерода горит и взрывается при содержании в воздухе от 12 до 75 %, наибольшей силы взрыв достигает при 50 %, тем­пература воспламенения газовоздушной смеси в этом случае 630— 810 °С.

(Б.5 в.2) Газы, образующиеся при взрывных работах. Свойства и допустимое содержание окислов азота (NO, NO₂₎ в рудничном воздухе.

Оксиды азота — газ бурого цвета с чесночным запахом, токсичен, продукт взрывных работ. Отравляющее действие сказывается не сразу и прежде всего вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях - отек легких. Содержание оксидов азота в шахтном воз­духе в количестве 0,8 % и более вызывает отек легких. Плотность 1,57.

- Оксиды азота ( в перерасчете на NO₂) — 0,00025%,

- Диоксид азота (NO₂) - 0,00010%.

(Б.17 в.2) Свойства сероводорода, сернистого газа и их допустимое содержание в рудничном воздухе.

Сернистый ангидрид (SO₂) — 0,00038%, бесцветен, имеет сильный раздражающий запах горящей серы и кислый вкус. Газ ядовит: раздражает слизистые оболочки, может вызвать воспаление бронхов, отек гортани и легких. Присутствие сернистого газа в ничтожно малых количествах в воздухе приводит к разъеданию слизистых оболочек, особенно глаз. Слабое жжение наступает уже при содержании его 0,0005%. Смертельно опасная концентрация сернистого газа в воздухе 0,05%. Токсичность сернистого газа заключается в том, что он, растворяясь во влаге, образует серную кислоту. Плотность 2,26. В шахте сернистый газ образуется при горении угля, содержащего серу, при взрывных работах, а также может выделяться из пластов угля и пород в смеси с другими газами, чаще всего с метаном. Горноспасательные работы запрещаются при содержании сернистого газа более 0,5.

Сероводоро́д H₂S — бесцветный газ с запахом протухших яиц и сладковатым вкусом, тяжелее воздуха – 1,54 г/л, при взаимодействии с воздухом образует взрывоопасные смеси. Горючий, раздражающий, удушающий. Сероводород образуется и выделяется при гниении органических веществ, разложении горных пород и минералов, содержащих сульфидные соединения (колчеданы и др.), в шахтах и выработках при взрывных работах. При больших концентрациях разъедает многие металлы.

Он очень легко растворяется в воде и горит слабым синим пламенем.

При ликвидации аварий связанных с выбросом сероводорода необходимо изолировать опасную зону, удалить из нее людей, держаться с наветренной стороны, избегать низких мест, в зону аварии входить только в полной защитной одежде, в изолирующих противогазах ИП-4, ИП-5.

Сероводород – очень токсичный газ, действующий непосредственно на нервную систему. Но что особенно опасно – так это свойство сероводорода притуплять обонятельный нерв, из-за чего человек просто перестаёт различать окружающие его ядовитые пары, и интоксикация может произойти внезапно.

Смертельная концентрация этого газа в воздухе очень мала – всего 0,1%. Такое количество сероводорода может привести человека к летальному исходу за 10 минут. Стоит лишь немного увеличить концентрацию – и смерть наступает мгновенно, после первого же вдоха. Для примера: в канализационной системе концентрация сероводорода иногда достигает 16%. Если в атмосфере сероводород содержится в меньших количествах (от 0,02%), симптомы не столь фатальны, но очень неприятны: головокружение и головная боль, тошнота и быстрое привыкание к запаху «тухлых яиц».

Сероводород также отрицательно действует на зрение, поражая слизистую оболочку глаза и вызывая конъюнктивит, светобоязнь.

#G0Вредные газы	Предельно допустимая концентрация газа в действующих выработках шахт
	% по объему	мг/м
Оксид углерода (СО)	0,00170
Оксиды азота (в перерасчете на NO )	0,00025
Диоксид азота (NO )	0,00010
Сернистый ангидрид (SO )	0,00038
Сероводород (H S)	0,00070

ПБн п.123. При несоответствии состава рудничного воздуха в действующих горных выработках требованиям, установленным настоящими Правилами, работы должны быть прекращены, персонал из этих горных выработок должен выйти в горные выработки с пригодной для дыхания рудничной атмосферой или на поверхность и сообщить об этом горному диспетчеру шахты.

Воздух в действующих подземных выработках не должен со­держать вредных газов более предельно допустимой концентрации, указанной в Правилах безопасности.

Перед допуском людей в выработку после взрывных работ содержа­ние вредных газов не должно превышать 0,008 % по объему. Такое разжижение вредных газов должно достигаться не более чем за 30 мин после взрывания зарядов.

(Б.2 в.2, Б.20 в.2)

- Свойства газа метана. Допустимая концентрация метана в рудничном воздухе.

Метан

Метан (СН₄) - газ без цвета, вкуса и запаха, почти вдвое легче воздуха (относительная плотность метана 0,55кг/м³), дыхание не поддерживает, но и не ядовит, в большом количестве вдыхания действует как удушающий (т.к. вытесняет кислород). Опасен он, главным образом, своими взрывчатыми свойствами.

В процессе горных работ при проведении выработок и очистной выемки метан выделяется из раз­рабатываемых угольных пластов и вмещающих пород. Будучи пример­но вдвое легче воздуха, он поднимается к кровле выработки. Если выработка проветривается нормально, метан разжижается воздухом и выносится с обратной струей на поверхность. При нарушении про­ветривания метан постепенно накапливается в верхней части выра­ботки, концентрация его возрастает. При длительном нарушении про­ветривания или обильном выделении концентрация метана может дос­тигнуть опасных пределов.

(Б.13 в.1 Б.24 в.2)

- Допустимое содержание метана в горных выработках.

Нормы содержания метана в выработках шахты

Содержание метана не должно превышать:

- у места ведения взрывных работ — до 1 %, при объемной доле мета­на 1 % и

более взрывные работы запрещаются;

- при сварочных работах до 0,5%,

- при электротехнических работах содержание метана до 1%.