Допустимая концентрация метана в атмосфере действующих горных выработок и трубопроводах (ПБ, Приложение № 4)

Местные — это скопления небольших объемов метана, которые наблюдаются непосредственно вблизи работающих очистных и про­ходческих комбайнов, буровых машин, в куполах, образовавшихся в призабойном пространстве, в пустотах за крепью, в так называемых "кутках" лав, возле устьев неизолированных скважин.

Виды выделений метана

Метан находится в пластах угля и вме­щающих породах в свободном состоянии, заполняя трещины.

Основные источники выделения метана в шахте — разрабатываемые пласты. При их отработке газ высвобождается и выделяется в рабо­чее пространство очистных и подготовительных выработок.

Различают три вида выделения метана: обыкновенное, суфлярное и внезапное.

Обыкновенное выделение метана — это непрерывное и равномерное его выделение из невидимых трещин и пор угольного пласта и вмещаю­щих пород. Выделение происходит из забоя, бортов, кровли, почвы вы­работки. Особенно много выделяется метана из отбитого угля (при лю­бом способе отбойки), причем, чем быстрее отбивается уголь, тем интенсивнее выделяется метан. Процесс обыкновенного выделения мета­на человек не улавливает — ни на слух, ни визуально. Следовательно, обыкновенное выделение метана может быть зафиксировано только специальными приборами.

Обыкновенное - непрерывное и равномерное выделение из невидимых трещин и пор угольного пласта и пород. Зафиксировать можно только приборами.

Суфлярное выделение метана — это местное интенсивное выделение газа из относительно больших трещин в угольном пласте или вмещающих породах. Суфлярное выделение сопровождается, как правило, шипением, свистом, ощущается рукой. Суфляр может появиться вне­запно, например, при вскрытии пласта или осадке основной кровли, и затем действовать многие дни и даже месяцы.

Суфлярное - местное интенсивное выделение газа из больших трещин в угольном пласте и породах, сопровождается шипением, свистом, давлением, действует недели, месяцы.

Внезапное выделение метана — это бурное выделение большого количества газа, сопровождающееся, как правило, разрушением уголь­ного пласта или пород. При этом уголь и порода могут быть вынесены на большое расстояние от забоя. Подобные явления называются вне­запным выбросом. При внезапном выбросе выделяется сотни и тыся­чи кубометров метана, который может заполнить всю выработку, а иног­да и прилегающие участки.

Внезапное выделение - бурное выделение большого количества метана, сопровождающееся смещением пород или угля на определенное расстояние от забоя. Газа метана может выделиться сотни и тысячи м3.

(Б.18 в.2) Виды скопления метана в шахте.

Виды скопления метана

При обыкновенном выделении метан под­хватывается вентиляционной струей и выносится из выработки. Если проветривание нарушилось или по каким-либо причинам возросла интенсивность выделения метана, он начинает скапливаться в выра­ботке.

Различают три вида скоплений метана: местные, слоевые и полное загазирование выработки.

Местные — это скопления небольших объемов метана, которые наблюдаются непосредственно вблизи работающих очистных и про­ходческих комбайнов, буровых машин, в куполах, образовавшихся в призабойном пространстве, в пустотах за крепью, в так называемых "кутках" лав, возле устьев неизолированных скважин.

Слоевые — это скопления метана в виде тонкого слоя (обычно не бо­лее 0,5-1 м толщины) у кровли выработки. Протяженность слоевого скопления может достигать многих десятков и даже сотен метров. Слоевые скоп­ления образуются в выработках при скорости воздушной струи ме­нее 0,5 м/с. В этом случае слой метана как бы медленно плывет под кровлей выработки, не смешиваясь с воздухом.

Полное загазирование выработки - скопление, при котором метан с концентрацией, выше допустимой согласно Правилам безопасности, находится в выработке по всему ее сечению.

Любой из описанных видов скопления метана опасен, особенно полное загазирование выработки.

Из инструкции по разгазированию, утвержденной Приказом от 6 ноября 2012 г. N 636:

- Местное загазирование определяется наличием скопления метана с концентрацией 2% и более в отдельных местах выработок, в том числе у буровых станков, комбайнов и врубовых машин, в открытых, не заложенных породой или другими материалами куполах, превышения нормы концентрации метана, зафиксированного одним датчиком системы аэрогазового контроля (далее - АГК) в действующих выработках шахты.

- Слоевое загазирование определяется наличием скопления метана в виде слоя в выработках на участках длиной свыше 2 м с концентрацией более 2%.

- Общее загазирование определяется превышением нормы концентрации метана в сечении выработки, превышением нормы концентрации метана, зафиксированным двумя и более датчиками системы АГК в подготовительной выработке или в выработках выемочного участка.

Метан взрывается при наличии его в воздухе от 5 до 15 %; при объем­ной доле менее 5 % и более 15 % он горит, наибольшая сила взрыва при СН₄= 9,5%.

Воспламенение метана, т.е. горение или взрыв, возможно, если в месте его скопления появится источник тепла с температурой вы­ше 650°. Напомним, что температура тлеющей папиросы 600 — 800°, горящей спички 1200°; электрической дуги при коротком замыкании жил кабеля 4000°, пламени при взрыве взрывчатых веществ 4500°. Таким образом, любой из названных источников тепла может привес­ти к воспламенению метана.

При взрыве метановоздушной смеси выделяется большое количест­во энергии и образуется взрывная волна. Эта волна с большой ско­ростью, достигающей 500—700 м/с, и давлением до 1 МПа распростра­няется по шахтным выработкам, разрушая на своем пути крепь, вен­тиляционные сооружения, оборудование, коммуникации. Люди, попав­шие в зону взрыва, подвергаются механическому действию взрывной волны и высокой температуры. Кроме того, при взрыве в выработках резко снижается содержание кислорода, образуются ядовитые газы, возникают пожары, которые усложняют ликвидацию аварии, утяже­ляют ее последствия. Таким образом, взрывы метана представляют грозную опасность для шахтеров. Для предотвращения взрывов мета­на на шахтах осуществляют комплекс специальных технических и орга­низационных мероприятий, называемых газовым режимом.

(Б.10 в.4) Действия рабочих в случае обнаружения местного скопления метана достигшего двух и более процентов у выемочных и проходческих комбайнов, буровых станков.

Анализ аварий показывает, что тяжелые последствия в большинстве случаев наступают из-за неумения рабочими быстро и грамотно действовать при загазировании выработок.

При скоплении в каком-либо рабочем месте в выработке метана свыше допустимой нормы следует немедленно принять меры, предупреждающие взрыв.

Правила безопасности устанавливают четкие требования к поведению горнорабочих в этих случаях:

- рабочие, обнаружившие недопустимую концентрацию метана по показаниям или сигналам приборов контроля метана (кроме местных скоплений у комбайнов и буровых машин), должны немедленно прекратить работы, отключить работающие машины и механизмы, предупредить других рабочих, находящихся в выработке, выработку закрестить, выйти на свежую струю, сообщив об этом бригадиру (звеньевому) или лицу надзора участка, а при их отсутствии — горному диспетчеру.

В случае образования у комбайнов и бурильных машин местных скоплений метана, достигающих 2 %, необходимо оста­новить машины и снять напряжение с питающего их кабеля (иск­лючая электрооборудование в исполнении РО (газовая защит: датчики стационарно установленные; телефоны). Если об­наруживается дальнейший рост концентрации метана или в течение 15 мин оно не снижается, люди должны быть выведены на свежую струю, выработку закрестить. Выйдя безопасное место - необходимо сообщить горному диспетчеру.

Возобновление работы машин допускается после снижения концентра­ции метана до 1 %.

(Б.23 в.1) Деление шахт на категории по выделению метана.