Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf

водород,

азот,

двуокись

углерода

и

др . ),

а

т а к ж е

газы,

о б р а з у ю щ и е с я

при взрывных работах.

Воздух, з а п о л н я ю щ и й шахтные выработки, называется

руднич­

ным

воздухом.

Д л я к о н т р о л я

состава

рудничного

воздуха

периодически

берут

пробы воздуха в шахте с последующим

его лабораторным анализом .

Особые у с л о в и я работы в ш а х т а х делают необходимым произ ­

водить

газовые а н а л и з ы

непосредственно

на месте

работ в

течение

короткого

времени. Д л я

этого имеются

газоопределители

метана,

углекислого

газа,

окиси

углерода, сероводорода,

окислов

азота

Простейшим и издавна применяемым газоопределителем

(осо­

бенно

на

метан

и

у г л е к и с л ы й газ) я в л я е т с я предохранительная

бензиновая

лампа .

Н а ш а х т а х ,

опасных

по внезапным

выбросам

у г л я

ил и

газа

и сверхкатегорных,

замер

метана д о л ж е н производиться

специаль­

ными

газоопределителями .

Допустимые концентрации различных компонентов в рудничной

атмосфере при определенных у с л о в и я х регламентированы

п р а в и л а м и

безопасности. Количество

кислорода ( 0 2 )

в рудничном

воздухе

дей­

ствующих

горных выработок должно быть не менее 20%

по объему.

А з о т

(N 2 )

я в л я е т с я

основной составной частью

воздуха .

Этот

к р е п и . Повышение его концентрации в рудничном воздухе

вредно,

так ка к этим снижается содержание

кислорода .

У г л е к и с л ы й

г а з

( С 0 2 ) — бесцветный газ со слабокислым

вкусом

и слабым

запахом . У г л е к и с л ы й газ в шахте выделяется из

горных пород ил и образуется

при

медленном

окислении

органи ­

ческих

веществ

(угля,

лесных

материалов

и

др . ) . В

значительно

меньших количествах С 0 2

выделяется пр и дыхании людей,

горении

ламп и взрывных

работах . У г л е к и с л ы й газ слабо ядовит. Увеличение

концентрации углекислого

газа

ведет к уменьшению

с о д е р ж а н и я

кислорода в рудничном воздухе .

П р а в и л а м и

безопасности

допу­

скается содержание углекислого

газа в рудничном воздухе

действу­

ю щ и х выработок не более 0,5%,

а в выработках с общей

исходящей

струей ш а х т ы — не более 0,75%.

Основными ядовитыми примесями рудничного воздуха

я в л я ю т с я

окись

углерода,

окислы

азота, сероводород,

сернистый газ .

О к и с ь у г л е р о д а

(СО) — сильно

ядовитый газ без

цвета,

вкуса

и запаха,

с

плотностью

относительно

воздуха

0,97.

П р и

жительного вдыхания воздуха с содержанием

0,4%

СО.

Предельно

допустимая концентрация СО на ш а х т а х СССР — 0,0016%

по объему.

Основными

источниками

образования

окиси углерода

в

шахте

я в л я ю т с я

взрывные

работы и рудничные

п о ж а р ы .

С е р о в о д о р о д

(H2 S) — газ

более

ядовитый,

чем

окись

углерода,

без цвета,

с сильным резким

запахом, по которому легко

о б н а р у ж и в а е т с я его присутствие

в воздухе .

Предельно

допустимая

к о н ц е н т р а ц и я

сероводорода

в воздухе — 0,00066% по объему. Серо­

водород в шахте образуется

при р а з л о ж е н и и

органических

веществ

и минералов,

содержащих

серу, при взрывных работах, а

т а к ж е

может выделяться из горных

пород.

С е р н и с т ы й

г а з

(S0 2 )

образуется

в

ш а х т а х в

основном

п р и горении у г л я , содержащего

серу, во время

подземных

п о ж а р о в ;

иногда он выделяется из

о к р у ж а ю щ и х

пород

и у г л я

вместе

с серо­

водородом; соединяясь с водой, образует сернистую кислоту,

к о т о р а я

оказывает

вредное

в л и я н и е

на

металл

и р а з д р а ж а ю щ е

действует

на слизистую оболочку человека. Содержание в рудничном

воздухе

сернистого газа более 0,05%

опасно дл я ж и з н и .

О к и с л ы

а з о т а

(NO, N 0 2 и др.) образуются

пр и взрывных

в шахте в рудничный воздух, наиболее представительным

я в л я е т с я

рудничный газ .

Р у д н и ч н ы й г а з

(гремучий газ) — метан С Н 4 с

примесями

углекислого газа, азота, водорода, этана и других

газов .

Рудничный

газ бесцветен, безвкусен

и не имеет запаха .

Плотность

метана

рода. Т а к о й воздух

становится непригодным дл я д ы х а н и я .

Смесь воздуха

с содержанием 5 — 6 - ^ - 14 — 16% (по объему)

времени (в

сутки) выделяется

определенное

количество

газа .

Этот

п о к а з а т е л ь

называется абсолютной газообилъностъю

шахты.

Абсолютная газообильность

ш а х т ы — это

количество

газа

(ме­

Q — количество воздуха

в исходящей струе, м 3 /мин .

Опасность ш а х т ы по

газу оценивается относительной

газообилъ­

отнесенным на 1 т среднесуточной добычи у г л я :

? с н 4 = — —

, м3 /т,

где а — среднесуточная добыча у г л я

шахтой, т.

пласте обнаружено выделение метана.

Т а к и е

ш а х т ы переводят

на

газовый режим, регламентируемый п р а в и л а м и безопасности.

П о

относительной газообильности

по метану все

ш а х т ы

подразделяют

на четыре категории:

•— д С І І 4

I

категория — qCHl

= до 5

м 3 /т;

I I

категория

= 5

10

м 3 /т;

I I I

категория — qGHt

=

10

-^- 15

м 3 /т;

сверхкатегор -

ные — дсн 4

5 s 15

м 3 /т,

а т а к ж е

ш а х т ы ,

разрабатывающие

пласты,

опасные по внезапным

выбросам и суфлярным

выделениям .

ных выработок ш а х т в

соответствии с

П р а в и л а м и

безопасности

следующие:

Н е д о п у с т и м о е

Б п і т и л я ц и о н н а я с т р у я

с о д е р ж а н и е метана,

% по

о б ъ е м у

И с х о д я щ ая из

участка

(лавы)

1,0

Общая исходящая из шахты, крыла

0,75

Поступающая

из других очистных или

подго­

товительных

забоев

0,5

Местное (в

отдельных

местах)

скопление

в забоях

очистных или подготови­

тельных выработок

2,0

метана 1 %

и более запрещается .

Е с л и в

выработках содержание

метана превысит

нормы,

уста­

новленные

п р а в и л а м и безопасности,

рабочие д о л ж н ы

быть

немед­

ключен . У входа

в

т а к у ю

выработку

д о л ж е н

быть

выставлен

з а п р е щ а ю щ и й

знак — обычно

две доски,

установленные

крестом.

К о н т р о л ь

за

содержанием

метана,

углекислоты и

кислорода

в рудничном воздухе осуществляется с

помощью

переносных шахт ­

ных интерферометров

индивидуального

п о л ь з о в а н и я .

Имеются

воздухе

только

метана, метина и

углекислоты, а т а к ж е

метана,

углекислоты и кислорода одновременно. К р о м е того, имеются

сигна­

л и з а т о р ы

метана

д л я непрерывного

к о н т р о л я содержания метана —

стационарные и

переносные.

ципах

термокаталитического

с ж и ж е н и я метана и

измерения

выделя ­

емого

п р и

этом тепла .

П р и концентрации

метана

2 ± 0 , 3 %

включается с

и г н а л и з а ц и я — з в у к о в а я и световая.

Ш а х т н ы й

интерферометр д л я индивидуального п о л ь з о в а н и я

одной

из последних

конструкций

предназначен д л я периодического

опре­

горные

выработки

может

происходить постоянно из трещин в обна­

ж е н н ы х

стенках

выработок

и л и

в течение некоторого

небольшого

п р о м е ж у т к а времени — суфлярное

и л и внезапное выделение метана.

П р и суфлярном выделении газ

выходит из к р у п н ы х трещин и пу­

стот в у г л е

и породе. Суфляры

бывают природного

(в зонах

геологи­

ческих нарушений) и эксплуатационного происхождения .

Наиболее

мощные с у ф л я р ы последнего рода

возникают при первом

обрушении

к р о в л и п р и очистной выемке

у г л я .

Внезапные

выделения

значительных объемов

метана

протекают

угольной

мелочи.

Подобные формы газовыделения

называются вне­

запными

выбросами

угля и газа. Внезапные выбросы

обычно с в я з а н ы

с разрушением значительных участков угольного пласта,

прилега­

ющих

к плоскостям

о б н а ж е н и я ,

под

действием

горного

д а в л е н и я .

В

рудничной атмосфере содержится

породная

и у г о л ь н а я

п ы л ь .

Р у д н и ч н а я

п ы л ь —

совокупность минеральных

частиц

(пылинок) размером

в поперечнике от

1 мм до долей микрона, взве­

выработок . Запыленность воздуха в горных

выработках оценивается

весовым

содержанием пыли в 1 м 3

воздуха .

У г о л ь н а я

п ы л ь образуется г л а в н ы м образом при бурении

ш п у р о в ,

подрубке пластов врубовой машиной или

выемке у г л я

комбайном,

погрузке и

р а з г р у з к е

у г л я ;

породная

п ы л ь — при

бурении

и взрывании .

У г о л ь н а я

пыль представляет

опасность

в

отношении

взрыва —'

п ы л ь может взрываться при концентрации

ее

в воздухе

около

40—

50 г / м 3 ,

а при наличии в рудничной атмосфере

метана — при значи­

тельно меньшей концентрации .

П р и

увеличении зольности угольной пыли ее способность

к

взры ­

ванию

снижается .

Д л я

п р е д у п р е ж д е н и я

взрыва

угольную

п ы л ь убирают

из

мест

н а к о п л е н и я ,

производят

побелку

стенок выработок и орошение

мест

Эффективными мерами я в л я ю т с я осланцевание выработок

инерт ­

ной п ы л ь ю ,

т. е. покрытие стенок выработок

специальной

инертной

п ы л ь ю , и соблюдение особых требований

к ведению

взрывных

работ.

С целью

л о к а л и з а ц и и распространения

взрыва

угольной

п ы л и

в выработках устраивают так называемые сланцевые

заслоны:

на

спе­

циальные п о л к и под кровлей выработки насыпают

сухую

и н е р т н у ю

пыль .

В случае взрыва п ы л и в каком -либо участке ш а х т ы взрывная!

волна

опрокидывает

эти п о л к и и

образуется п ы л е в а я завеса, п р е п я т ­

ствующая распространению взрыва .

Д л я уменьшения

запыления

подземных выработок угольной

кидными клетями, так к а к

в местах

з а г р у з к и

скипов

и

р а з г р у з к и

клетей

образуется

у г о л ь н а я

п ы л ь ,

которая

может

переноситься

струей

воздуха

в шахтные

выработки .

К о н т р о л ь за

запыленностью

вездуха в

выработках

ведут

с по ­

мощью

переносных

пылемеров.

У г о л ь н а я п ы л ь может вызвать легочное

заболевание

—

а н т р а к о з .

П о р о д н а я

п ы л ь , с о д е р ж а щ а я

к в а р ц ,

вызывает

п р и ее

о с а ж д е н и я

на легких

человека

т а к ж е

легочное

заболевание — силикоз .

П р и ­

меняемые

на ш а х т а х СССР

комплексы профилактических

меропри ­