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

ствие в течение продолжительного времени окиси углерода и оди­ наковая температура воздуха на запожаренном участке и в смеж­ ных выработках послужили основанием для вскрытия участка.

В соответствии с принятым планом работ запожаренный учас­ ток был вскрыт через перемычку 6, в проеме которой были уста­ новлены ляды, что дало возможность вести работы на участке при закрытых изолированных перемычках.

Анализ проб воздуха, взятых на промежуточном штреке, пока­

произошел взрыв метана. В результате взрыва пять человек, мес­ тонахождение которых показано на рис. 15 (М, К, Г, Н и Р ), полу­ чили ожоги. Волной взрыва была разрушена перемычка 7 толщи­ ной в четыре кирпича и открыта ляда в перемычке 6.

50

Состав воздуха, как показал анализ проб, набранных за 20 мин

Через 7 ч после первого взрыва произошел второй взрыв, раз­ рушивший восстановленную перемычку 7. Затем участок был изо­ лирован в первоначальных границах и вновь вскрыт значительно позже.

Описанный пример показывает, что вскрытие запожаренных участков в один прием на шахтах, опасных по газу, ненадежно и им следует пользоваться лишь в наиболее благоприятных усло­ виях. Запожаренные выработки, в атмосфере которых содержатся взрывчатые газы, следует вскрывать способом шлюзования.

Вскрытие запожаренных горизонтов, осуществляемое с помо­ щью шлюзов и в один прием, имеет свои особенности. При вскры­ тии горизонтов приходится выполнять дополнительные работы с целью сокращения объема изолированного пространства.

Во всех случаях, когда проведение горных выработок обеспечи­ вает безопасное, своевременное, эффективное и экономически выгодное выполнение всех работ по вскрытию, необходимые вы­ работки (шурфы, сбойки, уклоны, квершлаги и др.) проводят в местах, предусмотренных планом вскрытия.

В отдельных случаях для проветривания участков или вырабо­ ток вскрываемого горизонта возникает необходимость в бурении скважин. Чаще всего эти скважины используются для снижения температуры воздуха при сооружении перемычек, позволяющих сократить объем изолированного пространства, особенно при раз­ работке свиты мощных и сближенных пластов, что облегчает туше­ ние пожара.

В качестве примера можно привести случай вскрытия запожаренного горизонта при наличии действующего пожара, возникше­ го на одном из мощных пластов и вызвавшего прекращение гор­ ных работ на нижнем горизонте (рис. 16). Пожар, возникший на пласте «Мощный», развиваясь, обошел изоляционные перемычки и распространился на северное крыло этого пласта, изолирован­ ное кирпичной перемычкой 2, и пласты «Прокопьевские». Ликви­ дация последствий пожара и успешное тушение его могли . быть достигнуты только вскрытием горизонта и разбивкой запожарен­ ных выработок на части путем сооружения кирпичных или бетон­ ных перемычек.

Применение песчаных пробок для разбивки запожаренных вы­ работок на части путем подачи песка через скважины с поверхно­ сти не дало желаемых результатов, так как не обеспечивало не­ обходимой изоляции. Песок, располагаясь конусами под углом естественного откоса, не перекрывал всего сечения выработки, и верхняя часть ее оставалась пустой. Надежная изоляция не дости­ галась даже при повторной подаче песка после его уплотнения.

51

Чтобы изолировать очаги пожара на пласте «Мощный» путем

сооружения кирпичных перемычек 3 и 4, было решено пройти ска­ ты 1 и 2 на квершлаг 45. Для предотвращения распростране­ ния пожара на квершлаг 14 в скатах сооружались кирпичные перемычки с металлическими лядами. Во избежание несчастных случаев при ведении работ по вскрытию вода, скопившаяся на квершлаге 45, была спущена на квершлаг 14 по скважине 1, пробуренной до проведения ската 1.

Рйс. 16. Схема сети горных выработок и расположение перемычек при вскрытии запожаренного горизонта

сопряжение квершлага со штреками по пласту «Мощный» обру­ шилось и пожар принял большие размеры. Для изоляции пожара нужно было соорудить перемычки на квершлаге между скатом 1 и пластом. Возводить перемычку мешала высокая температура ок­ ружающей среды. Эта температура была снижена путем подачи

52

с другой (северной) стороны была осуществлена путем создания пробки из песка и возведения перемычки 4.

Дальнейшее разъединение выработок по запожаренным плас­ там производилось с помощью проходки шурфа 1, сооружения перемычки 9, подачи песка на квершлаг 45 между перемычка­ ми 3 и 9 и др. Таким образом, разбивка запожаренных вырабо­ ток на части обеспечила возможность оперативного и безопасного тушения пожара.

Вскрытие запожаренных шахт, как и вскрытие запожаренных участков и горизонтов, осуществляется с помощью шлюзования или в один прием по заранее разработанному плану. При вскры­ тии обычно пользуются существующими выходами из шах гы на поверхность, однако в отдельных случаях может возникнуть необ­ ходимость в проходке новых шурфов, сбоек, уклонов и других вы­ работок.

Вскрытие шахты во всех случаях начинается с создания базы, представляющей две сбитые между собой выработки или выработ­ ку и скважину, по которым можно проветривать вскрываемую’ сеть выработок. Создание такой базы диктуется необходимостью подведения ближе к месту работ свежего воздуха и обеспечения резерва горноспасательных отделений и оборудования.

При вскрытии шахты через стволы нужно прежде всего убе­ диться в их исправности, а также в надежности подъема, и при об­ наружении недостатков срочно.их устранить. Во всех случаях при вскрытии необходимо стремиться сначала соединить базу с незапожаренной сетью горных выработок, что позволит наиболее без­ опасно и эффективно вести все работы.

При вскрытии применяются подвижные и неподвижные шлю­ зы, которые сооружаются в предусмотренной планом последова­ тельности до полного вскрытия всей сети выработок шахты. Вскры­ тие шахт в один прием применяется только при полной уверенно­ сти в том, что пожар потушен.

Подземные горноспасательные базы переносятся по мере разгазирования горных выработок. В шахтах, опасных по пыли, вскрытие осуществляется с проведением мероприятий, предотвра­ щающих взрыв пыли.

Вскрытие запожаренной сети горных выработок начинают, применяя подвижное шлюзование и тщательно контролируя со­ стояние выработок, состав воздуха и температуру окружающей среды. Горные выработки при вскрытии могут проветриваться вен­ тиляторами главного или местного проветривания, порядок про­ ветривания предусматривается планом.

Ниже приводится пример вскрытия запожаренной шахты (рис. 17), опасной по метану и пыли, с применением шлюзов. По­ жар, возникший в районе околоствольного двора, принял большие размеры, вывел из строя стволы, трубо-кабельный ходок и другие выработки. Шахта была изолирована перемычками 1, 2, 3, 4 и 5.

63

Восстановление стволов, пройденных по пластам с неустойчи­ вой кровлей, было сложно, опасно и экономически невыгодно. Поэтому спустя полтора года после возникновения пожара были вновь пройдены стволы и трубо-кабельный ходок, а затем с помо­ щью подвижных шлюзов была проведена разведка, данные кото­ рой показали, что пожар потушен.

Рис. 17. Схема горных выработок и расположения перемычек при вскры­ тии запожаренной шахты

Перед тем как сбить грузо-людской ствол со штреком, в нем были сооружены кирпичные перемычки 6, 7 и 8, образовавшие двухкамерный шлюз, что позволило вслед за этим возвести пере­ мычки 9, 10 и 11, т. е. создать второй подвижной шлюз и с помо­ щью перемычек 12 и 13 изолировать одно крыло шахты от друго­ го. Проведенные работы дали возможность открыть изоляцион­ ную перемычку /, шлюзовые перемычки 6, 7 и 8 и наладить про­ ветривание выработок вентилятором, установленным на южном запасном выходе.

Восстановление грузо-людского уклона, создание третьего шлю­ за сооружением перемычек 14, 15 и 16 и возведение изоляцион­ ных перемычек 17, 18 и 19 дали возможность открыть перемычки 9, 10, 11, 12, 13 и организовать проветривание выработок до грузо­ людского уклона. Дальнейшее вскрытие и проветривание вырабо­ ток осуществлялось в соответствии с планом ликвидации аварии.

04

После создания шлюзов были проведены работы по восстанов­ лению северного флангового уклона и налажено проветривание выработок северного крыла шахты. На некоторых выработках произошло выгорание крепи и целиков угля, что вызвало обруше­ ние пород. Эти выработки были изолированы перемычками 23, 24, 25 и 26. В последний период ведения работ, связанных со вскрыти­ ем, было налажено нормальное проветривание шахты, обеспечив­ шее возможность ее дальнейшей эксплуатации.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований профилактики, изоля­ ции и тушения подземных пожаров в сложных горногеологических и горнотехнических условиях угольных шахт можно сделать следу­ ющие основные выводы.

1. Обнаружение ранних стадий возникновения подземных эндо­ генных пожаров по устойчивому содержанию в рудничной атмо­ сфере окиси углерода позволяет осуществлять практические меро­ приятия по их предотвращению. Этому способствует контрольно­ наблюдательная служба, организованная на шахтах, разрабаты­ вающих пласты угля, склонного к самовозгоранию, с использова­ нием газоаналитических и других методов анализа.

2. Наиболее опасными, быстроразвивающимися пожарами яв­ ляются экзогенные пожары, особенно связанные с горением мета­ на или метано-воздушных смесей. При этом развитие пожара за­ висит от количества и скорости поступающего к очагу пожара воз­ духа. Установлено, что критическая скорость воздушной струи, при которой пожар в случае горения деревянной крепи не распростра­ няется против струи, равна 1,7 м/сек. При меньших скоростях по­ жар может развиваться как по струе воздуха, так и против нее, при больших — скорость распространения пожара достигает де­ сятков, а иногда и сотен метров в час.

3. Своевременное распознавание и количественное определе­ ние горючих газов, характеризующих пожарную обстановку, име­ ет важное значение для определения состояния и размеров пожа­ ра и эффективности применяемых для его тушения мероприятий. Это важно также для определения взрывоопасных ситуаций, воз-' никающих при образовании газо-воздушных смесей.

В практике известны три способа предотвращения взрывов га­ зо-воздушных смесей: снижение содержания взрывчатых газов (СН4, Нг, СО и др.) у очага пожара за нижние пределы их взры­ ваемости; снижение содержания кислорода в воздухе, поступаю­ щем к очагу пожара, до взрывобезопасной концентрации (5%); нейтрализация взрывчатых свойств пожарных газов физико-хими­ ческим путем с помощью галоидированных углеводородов.

Первый способ при режиме нормального направления венти­ ляционной струи с подачей большого или увеличенного количест­ ва воздуха к очагу пожара — находит применение в случаях, ког­

55

да возникает необходимость вывода людей из шахты и обеспече­ ния безопасности горноспасательных работ.

При втором способе снижение содержания кислорода в возду­ хе, поступающем к очагу пожара, достигается за счет подачи в запожаренное пространство инертных газов — СОг и N2. Взрывобезопасной концентрацией кислорода является для метано-воз­ душно-азотных смесей <11%, Для метано-воздушно-углекислот­ ных <14%, при этом более эффективным является применение азота.

Создание в запожаренных участках инертной среды достигает­ ся также использованием парогазовой инертной смеси, 'содержа­ щей не более 1% кислорода и водяные пары.

Наиболее эффективным и безопасным способом предотвраще­ ния взрывов Газо-Еоздушных смесей является физико-химический способ, который состоит в применении паров галоидированных уг­ леводородов, образующихся при испарении бромистого этила (С2Н5Вг), тетрафтордибромэтана (СгБ^Гг) и др. Как показывает опыт, это достигается подачей в струю воздуха паров жидкого ог­ негасительного состава БФ-2 от 2,7 до 3% по объему. В отдельных случаях взрывы могут быть предотвращены и при их концентрации

1,7%.

Транспортирование и подача состава БФ-2 на скопления на­ гретого угля и породы или стенки выработок производится с помо­ щью огнетушителей и мощной противопожарной установки МПУ-1.

4.В случаях, когда не представляется возможным применить галоидированные углеводороды для предотвращения взрывов газо­ воздушных смесей, используется взрывоустойчивый комплекс; со­ стоящий из гасящей щелевой и изоляционной брусчатых перемы­ чек, усиленных канатами (шпренгельные перемычки). Взрывоус­ тойчивый комплекс основан на принципе двухступенчатого после­ довательного гашения энергии воздушной ударной волны взрыва.

5.Профилактика эндогенных пожаров в условиях угольных шахт заключается в устранении физических условий самовозгора­ ния угля и уменьшении их действия. В этих целях при отработке мощных самовозгорающихся пластов, как правило, применяют изоляцию и последующее заиливание выработанного пространства или обработку угольных целиков антипирогенами. Однако глав­ ным остается выбор правильных способов подготовки выемочных участков и систем разработки, а также качественное ведение гор­ ных работ.

6.Режим проветривания выемочных участков оказывает непо­ средственное влияние на возникновение эндогенных пожаров. Для их предотвращения, т. е. исключения возможности накопления тепла в скоплениях угля при его окислении, необходимо снизить утечки воздуха через выработанное пространство и осуществлять проветривание участка с максимально возможной, стабильной ско­ ростью движения воздуха. Наиболее пожаробезопасным способом проветривания при этом является нагнетательно-всасывающий,

56