Файл: Пособие включает описание порядка организации безопасного ведения открытых и подземных горных работ, выполнения расчетов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.03.2024
Просмотров: 124
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
98 4. Пожарная безопасность горных предприятий
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 26
4.2. Пожарная опасность твердых горючих веществ
Все твердые вещества но возгораемости делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются.
К ним относятся все естественные и искусственные неорганические ма- териалы, а также металлы, применяемые в строительстве. Трудносгорае- мые вещества под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника тепла; после его удаления горение или тле- ние прекращается. К трудносгораемым относятся материалы, состоящие из несгораемых и сгораемых составляющих, например, асфальтобетон, гипс, древесина, пропитанная антипиренами, и др. Сгораемые вещества под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
К сгораемым относятся все органические материалы, не пропитанные антипиренами, и сгораемые полимерные материалы. Некоторые твердые вещества могут загореться и без внешнего теплового импульса за счет самовозгорания: каменные угли, торф, некоторые химические элементы.
Наиболее склонны к самовозгоранию бурые и каменные угли, за исключением угля марки Т и антрацитов, за счет способности окис- ляться даже при низких температурах с образованием воды и оксидов углерода и выделением большого количества тепла. Обычно угли вос- пламеняются в штабелях, если тепла внутри штабеля выделяется боль- ше, чем отводится в окружающую среду. Поэтому при хранении углей необходим регулярный температурный контроль. Однако в подземных условиях не исключается возможность самовозгорания угля, что явля- ется причиной развития эндогенного пожара. Существует несколько те- орий, объясняющих самовозгорание: бактериальная, пиритная, теория комплекса уголь – кислород и фенольная.
Пирит (греч. – буквально: камень, высекающий огонь). Наиболее известен железный колчедан FeS
2
– сульфид железа химического соста- ва 46,6 % Fe, 53,4 % S. Нередки примеси Со, Ni, As, Cu, Au, Se и др.
Самовозгорание сульфидных руд возникает в результате накопления теплоты реакций окисления сернистых соединений и теплоты трения частиц сульфидной руды при обрушении пород.
99 4.2. Пожарная опасность твердых горючих веществ
Теория комплекса уголь – кислород основана на способности угля сорбировать кислород из воздуха и вступать с ним в реакцию с выделе- нием тепла.
Фенольная теория – кислород действует прежде всего на легко окисляемые фенольные группы, присутствующие в органической части ископаемых углей.
Склонность угля к самовозгоранию зависит от его состава и со- стояния. Чем выше содержание летучих веществ и связанной влаги
(жирные угли), тем больше склонность угля к самовозгоранию. Бурые
(жирные) угли содержат много влаги и 41–60,5 % летучих веществ и яв- ляются более опасными в пожарном отношении. Самовозгоранию углей способствует также переизмельченность и наличие в них пиритов. Уста- новлено, что самовозгоранию подвержены угли, содержащие летучих соединений более 10–12 %. На воздухе самовозгораются фосфор, фос- фористый водород, водородистый кремний, цинковая пыль, алюминие- вая пудра, железная пудра.
Для предотвращения самовозгорания металлической пудры ее смешивают с парафином. Самовозгораются на воздухе также калий, ру- бидий, цезий, в меньшей степени – литий и натрий. Некоторые твердые вещества (калий, натрий, карбид кальция, карбиды щелочных металлов) загораются при взаимодействии с водой. Оксид кальция (негашеная известь) при взаимодействии с небольшим количеством воды сильно разогревается и может воспламенить соприкасающиеся с ней горючие материалы. Многие металлы (магний, титан, торий, цирконий и др.) способны гореть не только в воздухе, но и в азоте, углекислом газе.
По характеру горения металлы делятся на летучие (литий, натрий, калий, магний, кальций), имеющие низкую температуру плавления и при горении находящиеся в жидком состоянии, и нелетучие (алюми- ний, бериллий, титан), окисиды которых при горении прочно сцепляют- ся с поверхностью металла, что замедляет или прекращает горение. Го- рение нелетучих металлов интенсивно происходит лишь в том случае, если металл находится в виде порошков, аэрозолей.
Для тушения горящих металлов обычные средства (вода, пена, углекислый газ) непригодны. На тех участках горного предприятия, где возможно воспламенение металлов (например в ремонтном хозяйстве), необходимо иметь стационарные или передвижные установки для пода-
100 4. Пожарная безопасность горных предприятий чи в очаг пожара глинозема или фторида кальция, обладающих хорошей текучестью, не увлажняющихся и не слеживающихся
- при хранении.
Ими же можно заряжать порошковые огнетушители.
4.3. Пожарная опасность газообразных и жидких веществ
Особенностью горючих жидкостей является их способность ис- паряться, причем количество паров зависит от состояния и температуры жидкости. Жидкости могут гореть только в виде пара, находящегося над поверхностью жидкости, лишь при определенной концентрации этих паров в воздухе.
Температурой вспышки жидкости называется наименьшая ее температура, при которой концентрация паров этой жидкости в смеси с воздухом обеспечивает воспламенение смеси от открытого источника зажигания без последующего устойчивого горения.
Различают горючие и легковоспламеняющиеся жидкости. Под горючей (ГЖ) понимают жидкость, способную самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющую температуру вспыш- ки выше +61 °С в закрытом тигле или +66 °С в открытом тигле. Лег- ковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) – это жидкость, способная са- мостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше +61 °С в закрытом тигле или +66 °С в открытом тигле.
По степени опасности воспламенения и взрыва в помещениях пыль разделяется на четыре класса:
• I класс – взрывоопасные пыли в состоянии аэровзвеси с ниж- ним пределом воспламенения (взрыва) до 15 г/м
3
;
• II класс – те же пыли с нижним пределом воспламенения от
0,16 до 65 г/м
3
(древесная мука, сланцевая пыль);
• III класс – наиболее пожароопасные отложившиеся пыли с тем- пературой самовоспламенения до 250 °С (табачная, древесных углей);
• IV класс – пожароопасные пыли с температурой самовоспла- менения выше 250 °С (пыль углей зольностью 32–36 %, древесных опилок и т. п.).
101 4.4. Причины возникновения пожаров и взрывов
Пыли III и IV классов имеют нижние пределы взрываемости выше
65 г/м
3
. Верхние пределы воспламенения пылей практически недости- жимы.
Пыль горючих веществ способна тлеть и гореть, а во взвешенном состоянии – взрываться. Метан, пыль, различные жидкие горючие ве- щества в воздухе образуют взрывчатые или воспламеняющиеся смеси.
4.4. Причины возникновения пожаров и взрывов
Технологические процессы в горной отрасли (взрывные работы, работа буровых станков и комбайнов, дробление, грохочение, флотация, сушка) связаны с образованием высоких концентраций пыли и паров легковоспламеняющихся жидкостей, что может создать условия для взрыва и пожара при наличии источника зажигания.
При хранении углей, особенно склонных к самовозгоранию и вы- делению метана, в бункерах или на складах при нарушении режимов хранения и при дополнительном источнике зажигания могут возник- нуть взрыв и пожар.
Углебрикетные фабрики в пожарном отношении и по взрыву более опасны, чем углеобогатительные. Процессы дробления и сушки бурого угля сопровождаются выделением взрывчатой пыли. В условиях высо- ких температур эти специфические условия создают особую опасность.
Анализ взрывов, вспышек и пожаров, имевших место на угле- обогатительных и брикетных фабриках, показывает, что основные при- чины загораний, пожаров и взрывов на фабриках можно разделить на три группы.
1. Нарушения технологических режимов ведения процесса: пыле- газового режима, приводящего к скоплению угольной пыли или метана в пожаро- и взрывоопасных концентрациях; процесса сушки – наличие очагов горения в сушильном тракте, отсутствие или неисправность пре- дохранительных клапанов, повышение температуры газов на выходе из сушилки более 120 °С, превышение норм объемного содержания кисло- рода в отработанных газах после дымососа, отсутствие воды в пылеуло- вителях; несоблюдение требований Инструкции по эксплуатации скла- дов для хранения угля на шахтах, разрезах, обогатительных фабриках.
102 4. Пожарная безопасность горных предприятий
2. Нарушения правил пожарной безопасности: курение в по- жароопасных и взрывоопасных помещениях; применение открытого огня для разогрева замерзших труб, машин и др.; неисправность на- гревательных приборов и отопительных систем; нарушение противо- пожарного режима при ведении огневых работ; наличие флотационных реагентов на полу, стенах или на поверхности оборудования; разогрев
(выше 70 °С) антраценового масла в цистернах; отсутствие или не- исправность вытяжной вентиляции в помещениях углеподготовки и погрузки; хранение смазочных и обтирочных материалов их в не- приспособленной таре; хранение промасленной спецодежды в произ- водственных помещениях.
3. Нарушение правил техники безопасности при эксплуатации злектроустановок: применение электрооборудования, не соответству- ющего требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ) для принятых классов помещений; возникновение токов короткого замы- кания.
4.5. Общие сведения о рудничных пожарах
и их характеристика
Более половины всех аварий на угольных шахтах и рудниках при- ходится на пожары.
Рудничный пожар – пожар, возникший в шахте или на земной по- верхности, продукты горения которого попадают или могут попадать вместе с вентиляционной струей в горные выработки.
Рудничные пожары происходят в подземных выработках; в откры- тых выработках; на поверхности рудника (шахты) (здания, сооружения, штабеля полезного ископаемого, породные отвалы, коммуникации).
Наиболее опасны и трудны для ликвидации пожары в подземных выработках. Их характерная особенность: ограниченный приток воз- духа, малое выделение дыма и пламени, медленный процесс горения.
Признаки пожара в начальной стадии – медленное, почти незаметное повышение температуры и влажности рудничного воздуха, сопрово- ждающееся сравнительно небольшими изменениями его химического состава (определяемыми лишь методом лабораторного анализа) при
103 4.5. Общие сведения о рудничных пожарах и их характеристика отсутствии каких-либо видимых или резко ощутимых признаков горе- ния. Приближение к очагу такого пожара затруднительно и сопряжено с риском для жизни. Образующиеся в процессе горения удушающие и ядовитые газы могут явиться причиной гибели людей. Смертельный травматизм от пожаров около 0,6 % от всего травматизма на угольных шахтах и 0,2–0,4 % на рудниках. 3 % взрывов пылегазовоздушных сме- сей на угольных шахтах происходит от пожаров.
Помимо угрозы здоровью и жизни рудничные пожары вызывают:
• большие затраты на тушение, от 80 до 95 % затрат на ликвида- цию всех аварий на горных предприятиях;
• потери ископаемого в пожарных участках и противопожарных целиках;
• расходы на восстановление выработок после ликвидации пожара;
• косвенные потери – уменьшение добычи вследствие сокраще- ния фронта горных работ за счет перерывов, более трудных условий труда на пожарных участках.
Горение полезного ископаемого может быть в разрыхленном со- стоянии (пыль, мелочь, отбитое ископаемое) и в нарушенных целиках.
Причины возникновения рудничных пожаров могут быть разными:
• эндогенные – от самовозгорания полезного ископаемого и вме- щающих пород;
• экзогенные – от внешних причин. Возникают от неисправно- сти электрооборудования, выгорания ВВ при неправильном заряжании шпуров, при ведении сварочных работ, трения подшипников в услови- ях недостатка смазки, трения ленты о ведущий барабан и неисправные роликоопоры, нарушения требований Правил пожарной безопасности
(курение, отогревание открытым огнем трубопроводов).
Труднее распознать и потушить эндогенные пожары, особенно в выработанных и неплотно заложенных участках, завалах, обрушениях и т. д., которые могут длиться годами. На самовозгорание влияют сле- дующие факторы:
• внутренние, зависящие от химического состава и петрографи- ческой разновидности (магматические, осадочные, метаморфические) полезного ископаемого;
• внешние – геологические (тектонические нарушения, мощ- ность и угол падения пласта) и горнотехнические (система разработки,
104 4. Пожарная безопасность горных предприятий схема проветривания). С увеличением мощности и угла падения пласта число эндогенных пожаров возрастает вследствие большего разрушения пласта от давления и циркуляции в образующихся трещинах воздуха.
Меры предупреждения эндогенных пожаров заключаются в со- блюдении общих правил пожарной безопасности и проведении специ- альных профилактических мероприятий.
По интенсивности горения различают активные, пассивные и приглушенные рудничные пожары. Активные быстро развиваются и проявляются в открытой форме. Пассивные протекают медленно из- за слабого притока воздуха, недостатка горючего материала. К приглу- шенным относят тлеющие или потухающие пожары в изолированных участках шахты.
По времени возникновения различают первичные и вторичные
(рецидивы) эндогенные рудничные пожары.
4.6. Классификация производств по взрывопожарной,
пожарной ивзрывной опасности
В соответствии с Нормами пожарной безопасности НПБ 105-03
«Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» по взрывопожарной и пожар- ной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1–В4, Г и Д, а здания – на категории А, Б, В, Г и Д.
Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности определяются в соответствии с табл. 4.3.
Таблица 4.3
Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
Категория помещения
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А
взрывопожароопасная
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с темпера- турой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа
105 4.6. Классификация производств по взрывопожарной, пожарной и взрывной опасности
Окончание табл. 4.3
Категория помещения
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А
взрывопожароопасная
Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа
Б
взрывопожароопасная
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жид- кости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жид- кости в таком количестве, что могут образовывать взрыво- опасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление в помещении, превышающее 5 КПа
В1–В4
пожароопасные
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимо- действии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к кате- гориям А или Б
Г
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пла- мени горючи е газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива
Д
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии
Разделение помещений на категории В1–В4 осуществляется в за- висимости от величины максимального значения удельной пожарной нагрузки, значения которой приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4
Разделение помещений на категории В1–В4
Категория помещения
Удельная пожарная нагрузка q на участке,
МДж∙м
2
В1
Более 2 200
В2 1 401–2 200
В3 181–1400
В4 1–180
