CC BY
25
- © Е.Н. Чемезов, С.Е. Федорова,
2006
УДК 622.822.22
Е.Н. Чемезов, С.Е. Федорова
ПРОФИЛАКТИКА ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ КРИОЛИТОЗОНЫ
Угольные шахты Республики Саха (Якутия) и Магаданской области разрабатывают месторождения в условиях многолетней мерзлоты. Ранее во всех шахтах этого региона тепловой режим не регулировался, т.е воздух поступал с естественной температурой. В этих условиях почти во всех выработках поддерживалась отрицательная или близкая к ней температура воздуха, что способствовало сдерживанию газопроявлений и интенсивного развития окислительных процессов. Внедрение современной высокопроизводительной техники, необходимость создания комфортных условий труда для работающих и бесперебойной работы средств гидрообеспыливания требуют создания положительной температуры на рабочих местах. Однако тепловой режим шахты должен быть выбран с учетом химической активности углей. Наряду с поддержанием оптимальных температур в условиях шахт Севера важное значение имеет улучшения качества изоляции выработанного пространства, т.к. при большом количестве проходящего воздуха значительно сложнее обеспечить пожаробезопасность в выработанном пространстве при незначительном поступлении воздуха возможно поддержание отрицательной температуры даже за счет естественного холода, содержащегося в массиве и породах обрушенной кровли.
194
Анализ случаев интенсивных газовыделений и эндогенных пожаров в шахтах Северо-востока страны показывает, что они в основном произошли в летне-осенний период, когда в шахты поступает и аккумулируется тепло. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что газовый режим и пожароопасность угольных шахт в условиях многолетней мерзлоты зависят в основном от теплового режима шахты. Чем выше температура воздуха в горных выработках, тем больше газопроявления и эндогенная пожароопасность. Это подтверждает правомерность использования температурного фактора как главного для профилактики эндогенных пожаров на шахтах Северо-востока нашей страны.
С повышением температуры газовыделение резко увеличивается, при этом появляется метан, который практически отсутствует при отрицательных температурах [1]. Это свойство мерзлых углей выделять метан при нагревании позволило рекомендовать его как второй индикаторный газ при определении самонагревания углей на ранней стадии. Выделение метана при нагревании мерзлых углей происходит в результате его десорбции, при этом чем выше температура воздуха, тем интенсивнее выделение метана. Следовательно, при резком повышении температуры воздуха в горных выработках угольных шахт в условиях мерзлоты может происходить накопление метана до взрывоопасных концентраций. Выделение метана при самонагревании углей подтверждено также опытами ВО ВНИ-ИГД.
В табл. 1 по результатам наших исследований [2] приведены оптимальные значения температур в выработанных пространствах шахт с учетом эндогенной пожароопасности. В графе «малоактивные» указаны значения температур, при которых уголь по своей химической активности не выходит за данную категорию пожароопасности. При повышении температуры выше указанных пределов уголь переходит в повышенную категорию пожароопасности.
Контроль за обнаружением признаков самонагревания и самовозгорания угля необходимо осуществлять в соответствии с положением Руководства по обнаружению самовозгорания угля в условиях многолетней мерзлоты [2].
195
Уровень фонда индикаторных газов (СО и СН4) в атмосфере действующих подземных выработок, выработанных про-стран-
Таблица 1
Зависимость химической активности углей криолитозоны от температуры окружающей среды
Значения температур, С
Месторождения, шахта
Сангарская
Джебарики-Хая
Анадырская
Денисовская
Кадыкчанская
Мало активные, менее
+2
-1,6
-6,7
-10
Умеренно активные, более
+5
- 3 ■ (+10)
- 4 ■ (+5)
- 5 ■ (+10) +2 ■ 10
Активные, более
+7
+ 11
+7
+10
+2
ствах, исходящих струях участков следует определять на каждой шахте силами ВТБ и ВГСЧ. Контрольные пункты (места отбора проб) устанавливаются главным инженером шахты по согласованию с ВГСЧ. Отбор проб производится при различных значениях атмосферного давления (от максимальных до минимальных) с учетом принятой технологии выемки угля и существующего опережения фронта подготовительных и нарезных работ.
Нами предложен [3] способ обнаружения определения начальной стадии самовозгорания многолетнемерзлых углей, который осуществляется следующим образом: в границах контрольного пункта, установленного в действующей выработке 1 (рис. 1) в угольный массив охранного целика 2, определенно потенциального опасным по самовозгоранию угля, бурят шпур 3 на глубину не менее 2,0 м с наклоном к его устью и заполняют влажным снегом 4. заполненный снегом шпур 3 закрывают пробкой 5, имеющей либо небольшое отверстие, либо боковой скос для стока воды. Через некоторый промежуток времени (1-2 дня) влажный снег 4 в шпуре 3 смерзается с угольным массивом охранного целика 2. После этого начинается контроль за состоянием угольного массива с точки зрения возможности его самовозгорания, заключающийся в наблюдении за возможной оттайкой льда в шпуре 3. Для этой цели специальное лицо через определенные интервалы времени производит замеры мерной линейкой в
196
устьевой части шпура 3, для чего открывает пробку 5 и определяет длину свободного пространства. Если идет процесс протаивания угольного массива охранного целика 2, то вместе с ним оттаивает и лед в шпуре 3, что и фиксируется контрольным замером. В случае протаивания угольного массива принимаются экстренные профилактические меры.
Преимуществами изложенного способа являются:
• возможность обнаружения начальной стадии самовозгорания многолетнемерзлых углей;
• простота и надежность способа;
• быстрая и простая подготовка к наблюдениям контрольного пункта;
• замеры не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала;
• отсутствие взрыво- и искроопасных приборов и оборудования._
Рис. 1. Способ определения начальной стадии самовозгорания многолетнемерзлых углей: 1 - действующая выработка; 2 - охранный целик; 3 - шпур; 4 - влажный снег; 5 - пробка
На основании проведенных нами многолетних исследований химической активности мерзлых углей показано, что основной мерой профилактики эндогенных пожаров в условиях угольных шахт криолитозоны является поддержание отрица-
197
тельных температур воздуха, исключающих самовозгорание углей.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чемезов Е.Н., Быков Н.А., Ефремов В.Т. Газопроявления и эндогенная пожароопасность в шахтах. Ж. Уголь., 1981. - 44 - 46 с.
2. Чемезов Е.Н., Быков Н.А., Галкин А.Ф., Ларионов В.Р. и др. Рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке много-летнемерзлых угольных пластов (на примере угольных шахт Якутии). Якутск, 1989. - 29 с.
3. Федорова С.Е., Васильев П.Н., Зубков В.П., Ефремов А.П., Огнев С.М. Способ определения начальной стадии самовозгорания многолетне-мерзлых углей. Патент на изобретение № 2169843 8 Е 21 F 5/00.
|— Коротко об авторах-
Чемезов Е.Н., Федорова С.Е. - Якутский государственный университет.
- © Н.Н. Бережной, П.В. Бересневич,
А.М. Голышев, А.В Зайцев, 2006
УДК 622.458(035)
Н.Н. Бережной, П.В. Бересневич, А.М. Голышев, А.В Зайцев
ВРЕДНЫЕ ВЫБРОСЫ ПРИ АГЛОМЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ НА ГОКах КРИВБАССА
Расчетным путем и измерениями в промышленных условиях определено содержание оксидов углерода, азота и серы в отходящих газах. Обосновано мнение, что существенно уменьшить вредные выбросы возможно с переходом на комбинированную технологию спекания агломерата из окатышей.
Агломерация; оксиды углерода, азота, серы; спекание агломерата из окатышей.
198
