Анализ причин и роста травматизма по газовому фактору Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© А.Э. Филин, 2004

УДК 622.8:622.411.33:533.17 А.Э. Филин

АНАЛИЗ ПРИЧИН И РОСТА ТРАВМАТИЗМА ПО ГАЗОВОМУ ФАКТОРУ

Семинар № 5

Динамика дебита метана угольных шахт отрасли за период с 1913 по 1990 гг. представлена на рис. 1. Очевидно, что с увеличением объема добычи угля, с увеличением глубины разработки пластов данный параметр возрос на несколько порядков, что отразилось на общей газовой обстановке шахт, особенно повышенной категорийности. Наиболее критичная ситуация по данному показателю создалась в Донецком бассейне, где дебит метана в шахту за неполные 80 лет развития горной промышленности вырос почти в 100 раз. В других угольных бассейнах, которые столкнулись с подобной ситуацией - Кузнецком, Карагандинском и Печорском - данный показатель вырос в несколько десятков раз. Это так же объясняет причину устойчивости взрывоопасности на угольных шахтах и, особенно, в последние десятилетия.

Анализ учеными КГТУ связи между числом вспышек и взрывов и абсолютной метано-обильностью на шахтах Карагандинского бассейна показал, что при абсолютной метанообильно-сти шахт до 30 м3/мин. с ростом этого показателя наблюдается увеличение числа вспышек и взрывов, а на шахтах с абсолютной метанообильно-стью более 30 м3/мин. число вспышек и взрывов падает. Это явление ими объясняется тем, что увеличение показателя абсолютной метанообильности влечет за собой и увеличение концентрации газа, которая по психологическим причинам создает высоко дисциплинированный режим работы, тем более что этому также способствуют применяемые технические средства защиты от мета-на.[1]

Рис. 1. Динамика дебита метана в угольных шахтах по всем угольным бассейнам в период с 1913 по 1990 г.

По результатам анализа этой же организации изменение выделения метана в горные выработки происходит по этапам, которые представлены на рис. 4. Как видно из графика основная часть метана выделяется в горную выработку во время самого длительного и наиболее нагруженного оборудованием и людскими ресурсами периода - периода полного развития работ. Следовательно, подавляющая часть времени работы добычного комплекса является наиболее опасной с точки зрения наличия газового фактора, источников инициирования вспышки или взрыва метана и людских ресурсов. Учитывая, что даже во время работ 1-го и 7-го этапов часто регистрируются случаи устойчивых формаций местных скоплений метана на добычном участке, можно представить масштабы и качество проблемы местных скоплений метана особенно на газообильных шахтах во время ведения работ в остальные периоды, где абсолютное газовыделение многократно возрастает. Кроме того, основное внимание при ведении горных работ на шахте уделяется тем участкам, которые важны с производственно-экономической точки зрения - действующие проходческие и добычные участки -куда и направлено основное внимание, материальные и людские ресурсы. А остальные не-

— — 1 1 1 1

гп — —

гп |-

1-1

_ п П

рентабельные на данный момент времени участки зачастую остаются без должного внимания [2].

Анализ распределения частоты взрывов по местам их появлений (рис. 2) показал, что наиболее неблагоприятными в этом отношении являются горные выработки, где частота взрывов достигает порядка 65 % случаев и от общего числа, т.е. 2 взрыва из 3 происходит именно в горных выработках. Далее по статистике идут очистные забои, где частота взрывов достигает порядка 25 % от общего числа взрывов. Частота взрывов в выработанном пространстве

Рис. 2. Частота взрывов и загазаваний до взрывоопасных концентраций в местах их проявлений

Рис. 3. Распределение причин загазо-вания выработок до взрывных концентраций

Рис. 4. Зависимость изменения абсолютной газообильности выемочного участка 1 о периодов его работы: 1

этап - монтажный период; 2 этап - период от начала очистной выемки до первичной посадки; 3 этап - период от первичной посадки до развития работ; 4 этап - период полного развития работ; 5 этап - период завершения работ;

6 этап - период демонтажа комплекса; 7 этап - период изоляции участка.

и в стволах составляет соответственно 7 % и 2 %. Учитывая указанные места проявления взрывов метана можно достаточно точно спрогнозировать места топологического размещения зоны (зон) повышенной опасности по газовому признаку - это действующая лава, прилегающая к ней исходящая выработка с воздушным потоком, насыщенным метаном, и прилегающее к добычному комплексу и исходящей выработке выработанное пространство. Т.е. это фактически зона, представляющая собой некоторый треугольник, причем по некоторым наблюдениям равнобедренный,

где роль катетов выполняют действующая лава и часть горной выработки. Учитывая тот факт, что лава имеет ограниченную протяженность -200 м - можно говорить о довольно компактном размещении этих самых зон повышенной опасности с общей ограниченной протяженностью 400-500 м или радиусом 200-250 м.

По итогам данной статистики основное внимание следует уделять горным выработкам, имеющим большую протяженность.

Следовательно, можно говорить, что эффективных методов и соответствующих средств предотвращения загазирования нет и необходима разработка таковых для надежного предотвраще-

ния загазирований на значительной протяженности или площади, равной размерам минимальной взрывоопасной зоне или участку горной выработки.

Среди причин загазирования выработок до взрывных концентраций (рис. 3) лидирующую позицию занимает нарушение вентиляции - это 63 % от общего числа причин. Далее этот список продолжает такая причина, как повышенное зага-зирование - 21 %. Несоответствие расчета количества воздуха составляет 6 %, отсутствие качественного газового контроля - 5 %, длительная остановка ВГП - 2 % и не установленные причины - 3 %.

По данным Госгортехнадзора РФ (рис. 5) в 1996 г. было зарегистрировано 3 аварии, связанные с вспышками и взрывами метана на шахтах, при этом число пострадавших составило 39 человек, из них 15 с летальным исходом. В 1997 г. число аналогичных аварий равнялось 8. В них пострадало уже 157 человек, из них с летальным

Рис. 5. Данные о пострадаших и погибших на угольных шахтах РФ во время аварий, связанных с вспышками и взрывами метана в период с 1996 по 2003 годы

исходом 110. В 1998 г вышеуказанные показатели соответственно составили - 3 аварии, пострадавших - 58, с летальным исходом - 31. В 1999 г. зарегистрированы 2 аварии с 9 пострадавшими, из них с летальным исходом 5 человек. В 2000 г - 4 случая с 31 пострадавшим, из них 13 со смертельным исходом. В 2001 г. - 2 аварии с 17 пострадавшими и 8 погибшими. В 2002 г. зафиксировано 5 аварий с 31 пострадавшим, из них 13 погибших. И в 2003 г. произошло 6 аварий вышеуказанного характера, в которых пострадало 69 человек и число погибших человек из них составило - 21. Т.е. за последние 7 лет произошло 33 аварии (4,71 аварии в среднем за год), в которых пострадало более 400 человек (в среднем около 59 человек в год), из которых погибло 210 человек (30 человек в год).

Данная статистика показывает тенденцию уверенного роста травматизма за последние три года, связанного с вспышками и взрывами метана на шахтах. Это дает основание рекомендовать соответствующим структурам рекомендовать разработку плановых мероприятий по предотвращению увеличения числа пострадавших по данному виду аварий и поиску новых технических, организационных и других решений для совершенствования системы безопасности по газовому фактору.

---------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Колмаков В.В., Колмаков A.B., Колмаков В.А. 2. Айруни А.Т. Способы борьбы с выделением метана

Горноэкологический мониторинг метановой и пожарной на угольных шахтах. ЦНИЭИуголь. - М., 1991.

безопасности шахт. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001.

201 с.

___ Коротко об авторах ___________________________________________________________

Филин А.Э. - доцент, кандидат технических наук, Московский государственный горный университет.

© А.Э. Филин, 2004

УДК 622.8:622.411.33:533.17