Файл: Белопол, А. Н. Борьба с подземными пожарами в сложных горногеологических и горнотехнических условиях угольных шахт [работникам служб техники безопасности].pdf

Наибольшую опасность в отношении взрывов представляют не­ предельные углеводороды вследствие меньшей устойчивости их молекул и наличия двойной связи в структуре. Большой удельный вес, низкие температуры воспламенения и небольшие нижние пре­ делы взрываемости гомологов метана и непредельных углеводо­

родов по сравнению с метаном при соответствующих условиях ■могут привести ж неожиданно­ му взрыву. Это происходит по­ тому, что при установившемся порядке набора проб для оп­ ределения содержания метана в воздухе их набирают в верх­ ней части выработок. При этом указанные газы, имеющие большой удельный вес, в про­ бу не попадают и поэтому ана­ лизом не обнаруживаются. Для определения их содержа­ ния нужно набирать пробы у почвы выработок и первым признаком наличия тяжелых углеводородов является появ-' ление горючих в этих пробах.'

При вскрытии запожаренных участков необходимо учи­ тывать, что пределы взрывае­

мости -горючих газов при высоких температурах расширяются. Так, например, пределы взрываемости метана при температуре +600° оказываются равными 3,35—16,4% вместо 5,25—14,8% в обычных условиях.

При вскрытии возможны также взрывы угольной пыли, причи­ ной которых является образование пыльного облака в результате разборки, перелопачивания, перепуска и выпуска угля при веде­ нии очистных работ. Известно, что взрывоопасная концентрация пыли значительно снижается при повышении содержания метана, поэтому взрыв пыли может произойти и при незначительной запы­ ленности воздуха. Для избежания этого при работе на запожаренном участке нужно систематически контролировать .содержание га­ зов и пыли в атмосфере и принимать соответствующие меры.' Сле­ дует иметь при этом в виду, что пределы взрываемости угольной пыли при наличии в воздухе этана, пропана, бутана, пропилена, бутилена и этилена до настоящего времени еще не исследованы.

Взрывы, возникающие во время вскрытия запожаренных участ­ ков, при содержании горючих газов, не превышающем 1,7—1,8%, объясняются возникновением взрывчатых концентраций угольной пыли или наличием гомологов метана. При вскрытии таких участ.- ков опасна не только взвешенная в воздухе, но и осевшая на стен-

36

ках и почве выработок пыль, которая под действием взрывной волны или резкого увеличения скорости движения воздушной струи легко образует пыльное облако.

Источниками взрывов при вскрытии участков, как правило, яв­ ляются вскрытые очаги пожаров, которые нельзя обнаружить ни анализами проб воздуха, ни замерами температуры. Увеличение содержания-кислорода в воздухе в результате нарушения герме­ тичности изоляции способно активизировать очаги пожаров и мо­ жет также стать причиной взрыва.

Рецидивы пожаров, возникающие во время вскрытия запожа-

Для правильного составления и осуществления планов вскры­ тия запожаренных участков руководитель работ должен знать, что:

смесь метана, водорода и окиси углерода становится безопас­ ной лишь при уменьшении содержания кислорода в воздухе запожаренного пространства до 7,8% и ниже;

углекислый газ создает безопасные условия для вскрытия при наличии его в воздухе более 10%;

участок, в воздухе которого имеются окись углерода, метан, во: дород, предельные и непредельные углеводороды, можно вскры­ вать только методом, обеспечивающим надежную его изоляцию во время проведения работ;

высокая остаточная температура в массивах угля, способству­ ющая интенсивному его окислению, может вызвать рецидивы по­ жара, особенно на пластах угля, склонного к самовозгоранию;

высокие температуры расширяют пределы взрываемости газов; запожаренный участок или горизонт при наличии очагов пожа­ ра и сообщении изолированного пространства с поверхностью по трещинам и выработкам может проветриваться в результате теп­

ловой депрессии; анализом набираемых проб воздуха не всегда можно опреде­

лить его состав в запожаренном* участке; при проведении работ по вскрытию запожаренного участка воз­

можен взрыв угольной пыли.

Подготовка к вскрытию — самое важное мероприятие, от ко­ торого во многом зависит безопасное и эффективное осуществле­ ние работ. Сюда входят: набор и анализ проб воздуха; замер тем­ пературы воздуха и пород; проверка состояния изоляции запожа­ ренного пространства; изучение материалов по тушению пожара и его состоянию; определение размеров пожара; проведение горных выработок, намеченных планом вскрытия (шурфов, печей, сбоек и т. д.); сооружение перемычек для шлюзов; спуск воды из запо­ жаренного участка, создание наземных и подземных баз; установ­ ка шахтофонной и телефонной связи между организуемым команд­

37

ным пунктом и подземными базами; использование высокочастот­ ной связи и др.

Отсутствие окиси углерода в пробах воздуха и низкие темпе­ ратуры не всегда свидетельствуют о прекращении горения, поэто­ му пои наличии взрывчатых газов рекомендуется вскрывать учас­ ток способом шлюзования.

При высоких температурах воздуха или боковых пород следу­ ет применять наиболее безопасный способ вскрытия, так как не­ герметичная изоляция может способствовать развитию процесса горения и отводу газообразных продуктов по неконтролируемым путям (трещинам, провалам, выработанному пространству и по­ гашенным выработкам). При негерметичной изоляции и доступе кислорода воздуха в ходе работ может возникнуть пожар или взрыв.

Чтобы предотвратить несчастные случаи от внезапного проры­ ва воды, скопившейся в запожаренном участке в результате заили­ вания, следует спустить ее до начала вскрытия участка. Спуск во­ ды в зависимости от конкретных условий осуществляется различ­ ными способами через трубы в перемычках, путем бурения сква­ жин в затопленные выработки, а иногда проведением новых выра­ боток. В период подготовки к вскрытию следует установить надеж­ ную связь между организуемым командным пунктом и базами с тем, чтобы обеспечить надежное оперативное руководство рабо­ тами.

Силы и средства, необходимые для вскрытия участка, горизон­ та и шахты, сосредоточиваются на шахте в количестве, обеспечи­ вающем выполнение всех работ в предусмотренные планом сроки, включая необходимый резерв. Последний имеет особо важное зна­ чение, когда работы по вскрытию ведутся в сложных и опасных условиях.

Успешность, безопасность и эффективность вскрытия должны предусматриваться еще при изоляции подземных пожаров. Уже тогда необходимо сооружать соответствующие перемычки, пере­ креплять подходы к ним и т. п.

Наиболее совершенными изоляционными перемычками явля­ ются перемычки из несгораемого материала с металлическими дверями или лядами размером 0,75X0,85 м. Двери и ляды при помощи запоров должны надежно закрываться, а проемы закла­ дываться кирпичом. Такая конструкция обеспечивает своевремен­ ную и безопасную изоляцию пожара и облегчает вскрытие. Перед вскрытием запожаренных участков, горизонтов и шахт необходи­ мо обследовать поверхность шахт, чтобы установить возможность поступления воздуха через трещины и провалы, которые в случае их обнаружения должны быть заизолированы.

Вскрытие, как правило, должно осуществляться респираторщиками горноспасательных частей. Люди, не связанные с работами по вскрытию, выводятся из опасной зоны, если им угрожает хотя бы небольшая опасность. После вскрытия участка его исходящая

38

струя кратчайшими путями отводится на поверхность или в обще­ шахтную исходящую струю. Пребывание людей в выработках, ку­ да отводится исходящая струя из вскрываемого участка, запре­ щается. Состав и температура воздуха в исходящей струе долж­ ны контролироваться в течение нескольких суток после вскрытия по специальному графику.

При появлении в исходящей струе окиси углерода, свидетель­ ствующей о рецидиве пожара, необходимо установить место очага и принять меры по его тушению, а если это невозможно, снова изо­ лировать пожар.

Вскрытие перемычек можно производить со стороны поступа­

проделываются проемы и устанавливаются ляды. Размеры прое­ ма определяются его назначением (для прохода только людей или доставки оборудования и материалов), чтобы не допускать по­ ступления воздуха в запожаренный участок, заранее сооружают­ ся шлюзовые перемычки. |

В период подготовки к вскрытию следует выполнить максимум работ, а непосредственное вскрытие производить с минимальным количеством людей.

Вскрытый запожаренный участок, горизонт или шахта вначале проветриваются через проемы в перемычках откаточного и венти­ ляционного горизонтов. Количество воздуха, подаваемого для их проветривания, должно быть таким, чтобы исключалась возмож­ ность накопления взрывчатых концентраций газов. Перемычки разбираются при полной уверенности в отсутствии очагов пожара, подтвержденной результатами анализов проб воздуха. Опыт борь­ бы с подземными пожарами показывает, что при разборке пере-- мычек целесообразно оставлять арки, позволяющие в случае не­ обходимости вновь легко и своевременно изолировать вскрытый участок.

При наличии взрывчатых газов работы по вскрытию должны производиться без применения оборудования и приборов, которые могут быть источником взрыва.

Вскрытие запожаренных участков способом шлюзования с ис­ пользованием инертных газов для заполнения ими камер в по­ стоянных и подвижных шлюзах может применяться во всех слу­ чаях, когда есть опасность взрыва газов или пыли. Это наиболее надежный и безопасный способ вскрытия, гарантирующий поддер­ жание в запожаренном участке взрывобезопасной среды на все время ведения работ.

Подвижные шлюзы для вскрытия запожаренных участков сле­ дует сооружать в выработках, пройденных в устойчивых боковых породах и угольных целиках, не имеющих трещин.

Шлюз представляет собой одну или несколько камер, образо­ ванных перемычками с дверями, установленными в выработке па определенном расстоянии одна от другой. Расстояние между пере­

39

мычками определяется в зависимости от количества оборудова­ ния, материалов, инструмента и людей, которые должны одновре­ менно находиться в камере, чтобы обеспечить нормальные условия работы, и обычно составляет 5—15 м.

Шлюзовые перемычки могут быть кирпичными толщиной в 1,5—2 кирпича, чураковыми толщиной 1 м и дощатыми. Наиболее надежными являются кирпичные перемычки. Дощатые' перемычки сооружаются за изоляционными перемычками в случае шлюзова­ ния в атмосфере с высокой концентрацией метана и инертных га­ зов при создании избыточного давления в камерах. Избыточное давление метана в изолированном пространстве и камерах может быть создано при условии большого газовыделения и обеспечения достаточной герметичности шлюзов. В случае невозможности соз­ дания избыточного давления перед изоляционной перемычкой со­ оружается шлюзовая кирпичная перемычка.

Давление инертных газов в камере создается искусственно пу­ тем заполнения ими камер из баллонов. Чем выше опасность воз­ никновения взрыва газов или рецидива пожара при вскрытии, тем большее число камер должен иметь шлюз, чтобы повысить надеж­ ность изоляции. Шлюзование может производиться с применением инертных газов — углекислоты или азота — или без них, с естест­ венным заполнением камер метаном в объеме не менее 25% (при достаточной метанообильности участка).

Рис. 11. Схема расположения шлюзов

Способ вскрытия с помощью подвижных шлюзов (рис. 11) со­ стоит в следующем. Перед изоляционной перемычкой 1 сооружа­ ются одна—три кирпичные или чураковые перемычки 2, 3 и 4 с легко закрывающимися и открывающимися дверями или лядами. При трех шлюзовых перемычках, установленных через 5—15 м одна от другой, и использовании изоляционной перемычки обра­ зуются три камеры, гарантирующие необходимую герметичность.

Для повышения герметичности в камерах создается избыточное давление с помощью углекислоты или азота, выпускаемых из бал-

40

лонов. Выпуск газа производится при каждом входе людей в ка­ меру, после закрытия и промазки ляд в перемычке, а также пе­ ред переходом в другую камеру или на запожаренный участок.

Последовательное заполнение камер шлюза инертными газа­ ми с закрытием ляд перемычек, как показывает опыт, исключает поступление воздуха на участок. При этом осуществляется систе­ матический контроль за составом воздуха в шлюзах.

Двери или ляды перемычек для перехода горноспасательных отделений и доставки материалов из одной камеры в другую (в обоих направлениях) открываются на короткое время при условии заполнения камеры инертным газом. Избыточное давление газа в камерах, измеряемое водяным манометром, герметично встроен­ ным в перемычку, поддерживается равным 5—10 мм вод. ст. На­ рушение герметичности, обнаруживаемое по падению давления, должно немедленно устраняться. Рукава или трубопроводы для подачи воды прокладываются в нижних углах дверных проемов.

Вскрытие при помощи подвижных шлюзов проводится следую­ щим образом. Шлюзование производится через камеры первого шлюза, образованные изоляционной перемычкой 1 и перемычка­ ми 2, 3 и 4. Затем сооружается перемычка 5 на расстоянии 200— 1000 м от перемычки 1 и перед ней, как и в первом случае, соору­ жаются шлюзовые перемычки 6, 7 и 8, образующие второй шлюз.

Изоляционная перемычка 1 и шлюзовые перемычки 2 ,3 и 4 после этого открываются, а выработка до перемычки 8 проветри­ вается с помощью вентилятора местного проветривания. Количе­ ство подвижных шлюзов в каждом отдельном случае определяет­ ся протяженностью изолированных выработок и сроком действия респираторов. Чем больше протяженность выработок и меньше срок действия респираторов, тем больше приходится сооружать подвижных шлюзов.

После сооружения шлюзов проверяется состояние пожара и выполняются все остальные работы, предусмотренные планом вскрытия. При необходимости уменьшения изолированного прост­ ранства под защитой последнего шлюза сооружается перемычка 9, впереди которой может быть создана еще одна очередь шлюзов.

Изоляционные перемычки 10 и И заменяются перемычкой 12.

Убедившись после вскрытия, что пожар потух, налаживают проветривание, для чего открывают ляды в перемычках, а предва­ рительно на восстающих печах, пройденных с основного штрека на вентиляционный, также устанавливают перемычки.

Если выработки, ведущие к изоляционным перемычкам, нахо­ дятся в плохом состоянии и восстановить их трудно, тогда для вскрытия из ближайшей выработки (или с поверхности) проходят новые выработки и уже на них сооружают шлюзы. Выработки проводятся рабочими шахты или горноспасателями. Последние 2—3 м выработки перед сбойкой проводятся только горноспасате­ лями при закрытых шлюзовых перемычках, чтобы не допустить от-

41