Мероприятия газового режима

Шахты, в которых хотя бы в одной выработке обнаружен метан, относят к опасным по газу и переводят на газовый режим.

Газовый режим предусматривает выполнение комплекса мероприятий по предупреждению опасных скоплений метана, исключения появления источников воспламенения и локализацию взрывов метановоздушных смесей.

Мероприятия газового режима дифференцированы в зависимости от категории шахты, определяющей степень опасности по метану:

При обыкновенном выделении метана категорию шахты по газу устанавливают в соответствии с Инструкцией по отбору проб рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану (ДНАОП 1.1.30-5.19-96) на основании замеров метана и количества воздуха, а также расчетов по определению газообильности всех участков, крыльев, горизонтов, пластов и шахты в целом. В целях исключения предпосылок возникновения аварий (например, не преднамеренного применения не взрывозащищенного электрооборудования на газоносном пласте) категория шахты устанавливается в целом для всей шахты и соответствующий газовый режим должен соблюдаться даже на пластах, выделение газа на которых не обнаружено.

Шахты, опасные по суфлярным выделениям метана относятся к сверхкатегорным независимо от величины относительной газообильности. Это объясняется тем, что суфляры возникают, как правило, неожиданно, а их дебит колеблется в широких пределах от нескольких десятых до нескольких десятков кубических метров в минуту и встреча с ними создает большую опасность, так как при этом атмосфера отдельных выработок, а иногда и целых участков шахты может в течение короткого времени стать взрывоопасной или удушливой. Кроме того, в некоторых условиях даже малоинтенсивные суфлярные выделения могут сопровождаться образованием у кровли выработок слоевых скоплений метана, имеющих весьма большую протяженность и создающих опасность взрыва.

Шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа, а также шахты, на которых происходят выбросы породы, независимо от относительной газообильности относятся к опасным по внезапным выбросам. Для таких шахт соблюдается газовый режим как на сверхкатегорных по метану шахтах, так и на опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Основой безопасности на газовых шахтах является требование к максимально допустимым концентрациям метана в вентиляционных струях, дегазационных и отводящих трубопроводах:

Вентиляционные струи и трубопроводы	Недопустимая концентрация метана по объему, %
Исходящая из тупиковой выработки, камеры, поддерживаемой выработки или из очистной выработки и выемочного участка	Более 1
Исходящая из очистной выработки и выемочного участка при наличии аппаратуры контроля метана	Более 1,3
Исходящая крыла, шахты	Более 0,75
Поступающая на выемочный участок, в очистные выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры	Более 0,5
Местное скопление метана в очистных, тупиковых и других выработках	2 и более
На выходе из смесительных камер	2 и более
Трубопроводы для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов (эжекторов)	Более 3,5
Дегазационные трубопроводы	От 3,5 до 25

Предусмотренные нормы разбавления метана необходимы для обеспечения резерва безопасности при различных технологических процессах, а также для того, чтобы при нарушениях проветривания осуществить вывод людей прежде, чем, концентрация метана достигнет взрывоопасного уровня.

Нормы содержания метана в отдельных вентиляционных струях являются концентрациями, осредненными по площади поперечного сечения выработок. Поэтому, если в штреке концентрация метана у кровли составляет 2% и более, а посредине 0,6 и у почвы - 0,2%, то штрек относится к опасным по слоевым скоплениям метана, даже если среднее значение не превышает норм. В этом случае должны быть приняты меры по ликвидации метановых слоев.

Рисунок 19.8 - Распределение концентрации метана в исходящих вентиляционных струях участков x/x - отношение текущего значения концентрации х метана к среднему значению

Датчики аппаратуры контроля метана (АКМ) настраивают на концентрацию 1,3% в целях избежания отключение электроэнергии при кратковременных повышениях концентрации метана. Значение концентрации 1,3% установлено следующим образом (рис. 19.8).

Экспериментально установлено, что концентрация метана в исходящих вентиляционных струях лав и участков изменяется и может превышать среднюю концентрацию в два раза т. е. коэффициент неравномерности концентрации в среднем составляет 2. В то же время, при расчетах необходимого для проветривания количества воздуха вводится (используется) коэффициент неравномерности метановыделения 1,5. Осредненное значение концентрации 1,3 получено как произведение нормативной концентрации 1% на отношение коэффициентов неравномерности концентрации 2 и неравномерности метановыделения 1,5.

При обнаружении в выработках концентраций метана, превышающих нормы (кроме местных скоплений у буровых станков, комбайнов и врубовых машин), рабочие немедленно выводятся на свежую струю, выработки закрещаются, а с электрооборудования, кроме электрооборудования в исполнении рудничном особовзрывобезопасном РО, должно быть снято напряжение.

В случае образования у буровых станков, комбайнов и врубовых машин местных скоплений метана, достигающих 2% и более, необходимо остановить машины и снять напряжение с питающего кабеля. Если обнаруживается дальнейший рост концентрации метана или в течение 15 мин она не снижается, люди должны быть выведены на свежую струю. Возобновление работы машин допускается после снижения концентрации метана до 1%.

При обнаружении недопустимых концентраций метана в трубопроводах для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов (эжекторов) и на выходе смесительных камер должны быть приняты соответствующие меры.

В дегазационных трубопроводах при недопустимой концентрации метана должны осуществляться меры, предотвращающие распространение горения метана в трубопроводе, согласованные с МакНИИ.

Газовый режим предъявляет определенные требования при нарушении вентиляции, приводящем к загазированию. В случае остановки вентиляторов местного проветривания, главных и вспомогательных вентиляторов, выхода из строя вентиляционных сооружений (кроссингов, перемычек с дверями, глухих перемычек), завалов выработок и др. необходимо прекратить работы на участках, немедленно вывести людей на свежую струю, снять напряжение с электрооборудования. Если остановка главного вентилятора продолжается более 30 мин, то люди должны выйти к стволу, подающему свежий воздух. Дальнейшие действия должны определяться планом ликвидации аварий.

После каждой остановки вентиляторов (главных, вспомогательных или местного проветривания), а также нарушения вентиляции включение электрических машин, аппаратов и возобновление работ разрешается только после восстановления нормального режима вентиляции и предварительного замера содержания метана в местах производства работ, у электрических машин, аппаратов и на расстоянии не менее 20 м от мест их установки во всех прилегающих выработках. Указанные требования распространяются и на случай возобновления работ после их остановки на одну смену и более, а также на случай разгазированния выработок.

Большую опасность представляют скопления метана в отдельных местах горных выработок с концентрациями, превышающими среднюю по сечению выработок. Опасными считаются скопления метана с концентрацией 2% и более. Разновидностью местных скоплений являются слоевые скопления. Под ними понимают скопления метана у кровли выработки с концентрацией метана, превышающей среднюю по сечению выработки на участке длиной более 2 м. На всех газовых шахтах один раз в квартал должен составляться перечень участков горных выработок, опасных по слоевым скоплениям метана. Контроль за слоевыми и местными скоплениями метана должен производиться в соответствии с Инструкцией по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану.

Разгазирование таких выработок и ликвидация слоевых и местных скоплений метана осуществляется в соответствии с Инструкцией по разгазированию горных выработок и борьбе со слоевыми и местными скоплениями метана.

Одной из основных мер газового режима является деятельное проветривание. Расчет количества воздуха для проветривания ведется в соответствии с Руководством по проектированию вентиляции угольных шахт (ДНАОП 1.1.30-6.09). Проветривание должно быть организовано таким образом, чтобы в горных выработках содержание метана и других горючих газов не превышало установленных концентраций, а количество воздуха, проходящее по выработкам, отвечало расчетным значениям.