CC BY
25УДК 614.841.47 DOI 10.25257/FE.2020.3.33-39
ИСАЕВА Людмила Карловна
Доктор технических наук, профессор Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: ecolis@mail.ru
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ШАХТНОЙ СРЕДЫ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЯ
При взрывах и пожарах угля и шахтных полимеров токсичность среды в горных выработках обусловлена присутствием оксидов углерода, азота, серы, цианистого водорода, галогенводородов, фосгена и других соединений в количествах, которые на порядок больше, чем допустимо по нормативам. Применение озонобезопасных и малотоксичных хладонов, например, хладона 23, для предупреждения и ликвидации пожаров и взрывов позволяет снизить риски гибели горнорабочих и повысить уровень экологической безопасности в подземном пространстве и вблизи шахт.
Ключевые слова: пожар, взрыв, уголь, шахта, полимерные материалы, хладон, токсичность.
Угольная промышленность находится в десятке отраслей, оказывающих сильное негативное воздействие на окружающую среду. Реализация мероприятий, которые предложены в «Программе развития угольной промышленности России на период до 2035 года» (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 июня 2020 г. № 2582-р) (далее Программа), будет способствовать дальнейшему решению экологических проблем отрасли с учётом уже принятых мер в процессе реструктуризации этой отрасли, политических и экономических реалий современного мира. Так, в связи с экологическими и климатическими причинами в США и странах Евросоюза наблюдается уменьшение спроса на уголь, переход на низкоуглеродные стратегии развития, замещение угля альтернативными энергоресурсами из возобновляемых источников и природным газом.
В России, напротив, объём добычи угля за последние 10 лет вырос более чем в 1,3 раза и в настоящее время превышает уровень 440 млн т/год. В стране действуют 58 шахт и 133 разреза, почти половина из которых введена в эксплуатацию после 2000 г. Неперспективные убыточные с устаревшим оборудованием и сложными горно-экологическими условиями объекты (188 шахт, 5 разрезов и более 5 000 км горных выработок) были ликвидированы в процессе реструктуризации отрасли в 1994-2018 гг. В связи с выведением из эксплуатации опасных объектов в этот же период предприняты меры по сохранению качества окружающей среды. Как отмечается в Программе, было рекультивировано 6 786,8 тыс. гектаров нарушенных земель, потушены и ликвидированы пожары на 65 породных отвалах и 7 пожаров в подземных выработках, построено 54 водоотливных комплекса, 12 очистных сооружений шахтных вод, отремонтирован 61 объект, пострадавший от ведения горных работ, выполнены 84 мероприятия по защите от
затопления смежных действующих шахт, водоисточников от загрязнения и подтопления объектов земной поверхности шахтными водами. Однако закрытие экономически неэффективных шахт и разрезов не решило всех проблем отрасли и выявило новые, связанные с обеспечением должного уровня технологической и экологической безопасности действующих и ликвидированных объектов угольной промышленности и близлежащих территорий.
Решить эти проблемы возможно при условии учёта всех обстоятельств, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду, уровень безопасности, аварийности и травматизма при ведении горных работ.
В этой связи необходимо продолжить ликвидацию экологических последствий закрытых шахт и разрезов: рекультивировать нарушенные земли, защитить территории от подтопления, очищать загрязнённые водоисточники, своевременно тушить тлеющие и горящие шахтные, породные отвалы, терриконы и т. д.
Особого внимания требуют вопросы обеспечения экологической и производственной безопасности, связанные с ростом добычи угля шахтным способом в неблагоприятных горно-геологических условиях при отработке пластов угля глубоких горизонтов, которые характеризуются низкой прочностью (крепостью и устойчивостью) вмещающих пород и угля, метано-обильностью угольных пластов, выбросоопасностью, скоплением в забое угольной пыли, опасностью взрывов. В зависимости от газоносности угольные шахты делятся на три категории: I - до 5 м3/т, II - 5-10 м3/т, III - 10-15 м3/т. Газоносность, выбросоопасность и остальные характеристики геологической среды в забоях ухудшаются с увеличением глубины залегания угля, ведут к потере устойчивости горных выработок. Глубокие шахты входят в число взрывоопасных, которых насчитывается в России больше половины.
© Исаева Л. К., 2020
33
Наиболее опасные шахты по внезапным выбросам газа находятся в Кузбассе и Печорском бассейне (Воркута). По данным Программы (раздел 4) самыми опасными из 58 действующих считают 21 шахту, на них уголь добывают на глубине более 500 м. К ним относятся шахта «Распадская» глубиной 655 м, «Чер-тинская-Коксовая» - 626 м, «Юбилейная» - 638 м, недействующая «Байдаевская» - 655 м, а также шахты «Воркутинская» и «Комсомольская», которые имеют глубину более 1 000 м.
Поступление в забой метана, угольной пыли, других горючих и вредных газов создает вероятность взрывов. Чтобы исключить взрыв метановоздушной смеси концентрация метана не должна превышать в шахтном воздухе 2 %, в воздухе, исходящим из очистной или тупиковой выработки 1 % об., поступающем в очистные и тупиковые выработки 0,5 %, при сварочных работах 0,5 % об., в месте ведения взрывных и электротехнических работ 1 % об. [1]. Взрывы метановоздушной смеси и угольной пыли заканчиваются разрушительными последствиями. Они создают опасность для жизни и здоровья горнорабочих вследствие действия высокой температуры, ударной волны, уменьшения содержания кислорода, повышения концентрации оксида углерода и других токсичных веществ. И всё же, согласно статистике, в угольных шахтах чаще других видов аварий происходят пожары. Так, с 1998 по 2005 гг. на экзогенные и эндогенные пожары пришлось 45,5 % всех чрезвычайных событий в угольной отрасли, из них экзогенные пожары имели место в 23,8 % случаях; эндогенные пожары - 21,7 %; взрывы - 14 %; обрушения - 14,8 %; выбросы - 1,9 %; прочие неблагоприятные и опасные подземные случаи - 11,9 %; на поверхности - 11,9 % [2].
В последующие годы в результате реструктуризации отрасли количество опасных событий в шахтах существенно уменьшилось, но вероятность взрывов и пожаров сохранилась не только из-за разработки угольных пластов с высокой метаноносно-стью, но из-за присутствия в шахтном пространстве горючих и трудногорючих материалов. Ими являются полимерные, композитные материалы, из которых изготовлены элементы конструкций и оборудования шахт: крепи, в том числе сталеполимерные штанги, вентиляционные трубы, перемычки, сетки для кровли, ленты конвейеров, защитные покровы кабелей, герметики для гидроизоляции, антикоррозионные лаки, краски и т. д. [3].
Основу этих полимерных материалов составляют высокомолекулярные связующие соединения: полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливи-нилхлорид (ПВХ), полиэфиры, карбамидофенольные смолы, полиуретаны, уретановые фторполимеры, полиамиды (капрон, нейлон), полиметилметакрилат, резины, эпоксидные смолы и др. с разными добавками, улучшающими эксплуатационные свойства (термостойкость механические и другие) [4]. При их горении в шахтной атмосфере могут быть превышены безопасные нормы содержания диоксида и оксида углерода,
оксидов азота, серы, сероводорода и других более опасных химических соединений. Кроме того, в шахтном пространстве находятся горюче-смазочные, обтирочные материалы и горючие жидкости. Причиной пожаров всех перечисленных материалов и веществ могут быть взрывы, загорания метана, угольной пыли, нарушения инструкций по безопасному ведению технологических процессов, обслуживанию и эксплуатации машин и механизмов. При возникновении подобных экзогенных пожаров токсичные продукты горения полимерных материалов и других горючих веществ распространяются по выработкам, другим участкам подземного пространства и вызывают отравление находящихся в шахте людей. В этой связи масштабы последствий таких пожаров гораздо больше и печальнее: не только погибшие, но травмированные ударной волной в результате вторичных взрывов газа и пыли, отравившиеся не только оксидом углерода, как принято считать, но и другими более токсичными продуктами горения с отсроченными последствиями для здоровья.
Например, при горении полиуретанов и нейлона в расчёте на исходную массу может образоваться 95-193 г/кг цианистого водорода, а при горении полиэтиленовой изоляции проводов образуется 17,3 мг/м3 оксид углерода и 8,5 мг/м3 хлористого водорода. При термодеструкции пенополистирола и фенопласта концентрация мономеров стирола и фенола может соответственно превышать предельно допустимую концентрацию в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) в 18 и 5 раз, а токсичность продуктов термического разложения карбамидного пенопласта быть в 3 раза выше, чем древесины, и в 15 раз, чем угля [5].
При горении кабелей марки КГЭШ, КГЭТШ и некоторых других видов с оболочкой из резины образуются токсичные оксиды углерода, серы, азота и сажа (ГОСТ Р 54095-2010 «Ресурсосбережение. Требования к экобезопасной утилизации отработавших шин»). При горении электросиловых шахтных кабелей марки КВЭВБбШв, КВЭмВБбШв и КрЭВБбШ в защитном покрове и изоляции которых присутствует пластик из ПВХ, возможны выбросы оксида углерода (0,15 кг/кг) и хлористого водорода (14 г/кг), по аналогии с кабелями других марок, имеющими защитный покров из ПВХ [6]. Кроме того, при горении кабелей с изоляцией из ПВХ шахтные пространство, воздух и твёрдые поверхности могут быть загрязнены микроскопическим количеством хлорсодержащих диоксинов (С12Н14С|402) - особо опасных стойких органических загрязнителей.
Предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДКсс) диоксинов в воздухе - всего 0,5 пг/м3 (ГН 2.1.6.1338-03), а ориентировочно допустимые концентрации в грунте промышленных площадок - 1000 нг/кг (ГН 2.1.7.3298-15). Общепризнано, что диоксины токсичны, тератогенны, влияют на воспроизводство потомства, эндокринную систему, не разлагаются естественным путем в окружающей среде. Они легко адсорбируются на частицах пыли,
сажи и могут перемещаться по воздуху, образовывать комплексы с гуминовыми кислотами в природных водах, мигрируют по пищевым цепочкам, накапливаются в организмах. Рано или поздно диоксины поступают в организм человека через кожные покровы, с пищей, водой и продуктами питания. Период полувыведения диоксинов из организма человека составляет более 5-7 лет.
В целом, при горении шахтных полимерных материалов степень опасности загрязнения воздуха токсичными продуктами горения зависит от химического состава и количества сгоревших материалов. По некоторым оценкам масса газообразных выбросов продуктов горения может достигать 0,328 кг/кг, а масса твёрдых аэрозолей - до 10 % от общей массы материала [6].
Так как в горных выработках могут находиться десятки тонн полимерных материалов, то превышение допустимых норм безопасности будет зависеть от продолжительности пожара и объёма шахтного пространства, которое заполнится токсичными веществами. В любом случае экологическая обстановка при пожарах в шахтах крайне неблагоприятна для здоровья людей из-за токсичности и высокой дымообразующей способности
продуктов горения полимерных материалов, что подтверждает анализ причин смертности и случаев отравления горнорабочих при взрывах и пожарах на угольных шахтах Кузбасса (табл. 1) [6-8].
Распространёнными способами предотвращения возгорания, пожаров и взрывов в метаноносных шахтах является вентиляция, изоляция горных выработок от притока свежего воздуха, и подача в них воды, пены, порошков, инертных газов. Недостатки применения пены и порошков связаны с их низкой огнетушащей способностью, а инертных газов -с уменьшением концентрации кислорода до 10-14 % об. и ростом концентрации оксида углерода при продолжающейся термодеструкции материалов.
С 1963 г. при тушении пожаров в шахтах начали использовать бромистый этил (С2И5Р) и хладон 114В2 - тетрафтордибромэтан (С2Р4Бг2) и их смеси, например, состав БФ (1:1). При нормальных условиях 114В2 малотоксичен, относится к 4 классу опасности, и его ПДКрз равна 1000 мг/м3. Летальная концентрация продуктов горения 114В2, состоящая из Нр, НВг, Вг2, СОР2, СОВг2 и др., соответствует 0,16 % об. и токсичнее самого хладона [9].
В 1985-1987 гг. хладоны 13В1, 12В1 и 114В2 оказались под запретом из-за высокой способности
Таблица 1
Причины смерти горнорабочих на шахтах Кузбасса при взрывах и пожарах [8]
Воздействие поражающих факторов пожара и взрыва
Количество пострадавших Количество случаев % к общему количеству пострадавших
предприятия Год Всего Погибли Травмированы Ударная волна Высокая температура Токсичные вещества Ударная волна Высокая температура Токсичные вещества
Шахта «Зыряновская» 1997 72 67 5 51 61 39 71 85 54
ЗАО «Распадская» 2001 11 4 7 7 2 8 64 18 73
ЗАО «Шахта Антоновская» 2001 6 3 3 5 3 3 83 50 50
ОАО «Шахта им. Ворошилова» 2002 6 4 2 2 1 4 33 17 67
Шахта «Алардинская» 2003 25 2 23 20 6 4 80 24 16
ОАО «Шахта Зиминка» 2003 17 12 5 8 1 9 47 6 53
ОАО «ШУ Сибирское» 2004 21 7 14 12 4 7 57 19 33
Шахта «Тайжина» 2004 54 48 6 46 17 21 85 31 39
ООО «Шахта Листвяжная» 2004 34 13 21 6 0 28 18 0 82
Шахта «Есаульская» 2005 29 25 4 14 6 16 48 21 55
ОАО «Шахта № 12» 2005 11 11 0 0 0 11 0 0 100
ОАО «ШУ Анжерское 2005 10 4 6 8 0 2 80 0 20
ОАО «Шахта Юбилейная» 2007 39 39 0 25 38 18 64 97 46
«Киселевская» 2011 4 4 0 3 0 1 75 0 25
Итого 339 243 96 207 139 171 61 41 50
разрушать озоновый слой. В настоящее время диоксид углерода, шестифтористую серу, азот, аргон, газовую смесь «Инерген» (52 % азота, 40 % аргона, 8 % об. диоксида углерода), и, наконец, фторпроиз-водные метана, этана, пропана, бутана - озонобезо-пасные хладоны: 23 (CF3H), 125 (C2F5H), 218 (C3F8), 227еа (C3F7H), 318Ц (C4F8u) применяют в установках газового пожаротушения согласно НПБ 88-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования».
Озонобезопасные хладоны имеют несколько больше преимуществ перед пенами, порошками и водой, чем хладоны первого поколения (1ЗВ1,12В1
и 114В). Они не содержат хлора и брома, в небольших количествах оказывают слабое рефлекторно-резорбтивное действие на организм, малотоксичны (4 класс опасности, ГОСТ 12.1.007), химически инертны, легко выводятся из организма. Свойства некоторых озонобезопасных хладонов демонстрируют данные рисунка и таблицы 2.
ПДК з озонобезопасных хладонов находится в интервале 1060-3 000 мг/м3, коррозионные свойства проявляются слабо, так как в условиях пожара термораспаду подвержено примерно 5 % массы хладонов [9-12].
К числу положительных свойств хладонов относится возможность эвакуировать горнорабочих
Таблица 2
Теплофизические и экологические характеристики газовых огнетушащих веществ (ГОТВ)
Наименование, формула Температура кипения, °C Плотность пара, кг/м3 ОТК, об. % Остаточная концентрация, 02, об. % ППДК, мг/м3 NOAEL, об. % ЛС5П, мг/м3
Азот N,, -196 1,25 34,6 - - 43 -
Диоксид углерода СО,, -78,5 1,88 34,9 - 9 000 43 -
Хладон 125 (CFgCH F„) 48,5 5,20 9,8 19,5 1000 7,5 2826000
Хладон 227еа (CFg CF,,CH F„) -18,3 7,28 7,2 19,2 3000 9 560000
Хладон 318Ц (C4F;:;) б 8,44 7,8 - - 30 5694000
Хладон 23 (CHFg) -82,2 2,93 14,6 17,5 3000 50 3 295000
ФК-5 -1 -12 (CFgCFX(O )CF( CFg U 49,2 13,04 4,2-4,5 - - 10 ЛДЕ0 1 200 мг/кг
Примечание. ОТК - огнетушащая концентрация, % об. согласно СП 5.13130.2009; Г\10АЕЬ- предельно допустимая концентрация ГОТВ, при которой не наблюдается вредных воздействий на человека, % об.; ЛСЕ0 - концентрация, вызывающая гибель белых крыс при четырёхчасовой экспозиции; ЛДЕ0 -максимальная доза препарата, не вызывающая обнаруживаемого вредного воздействия на здоровье человека (мг активного фармакологического ингредиента на 1 кг массы тела).
Остаточная концентрация кислорода,% 21
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10
Порог жизни (NASA)
Свободное дыхание
Безопасно для здоровья
Гипоксия
Затруднённое дыхание Опасно для жизни
12,3 %
50
Концентрация ГОТВ в защищаемом объёме, %
Асфиксия
Гибель от удушья Летальный исход
Концентрация кислорода в воздухе в защищаемом объёме при тушении ГОТВ [11]
из зоны пожара, так как пребывание в ней несколько минут при нормативной подаче огнетушащего газа не влечёт опасности для жизни. Пожарная и санитарно-гигиеническая безопасность хладонов 23, 125, 227еа, ФК-5-1-12 подтверждена сертификатами.
С учётом большой протяжённости горных выработок и путей выхода на поверхность использование хладонов повышает шансы горнорабочих и спасателей на выживание в среде, загрязнённой продуктами горения угля и полимерных материалов при плохой видимости.
Сравнение свойств озонобезопасных хладо-нов показывает, что для пожаротушения предпочтительнее других огнетушащих веществ использовать хладон 23, так как он имеет хорошие эксплуатационные свойства благодаря низким плотности паров и температуры кипения. Кроме того, за счёт
значительно большей разницы между предельно допустимой (ЫОЛБЬ) и огнетушащей концентрацией хладон 23 менее токсичен, чем остальные, поскольку признаки отравления проявляются позднее, чем у остальных.
Вероятно, в ближайшей перспективе хладон 23 и другие фторосодержащие хладоны будут применять для ингибирования горения метановоздуш-ных смесей при внезапных или суфлярных выбросах метана и водорода в метанобильных российских шахтах для предупреждения пожаров и взрывов в начальной фазе. Эффективность этого метода уже доказана предотвращением гибели людей в Кузбассе: 69 человек на шахте им. В. И. Ленина в апреле 2018 г. и 59 горнорабочих на шахте «Грамотеинская» в мае 2019 г. Они были спасены благодаря использованию хладона 23 [13].
ЛИТЕРАТУРА
1. Требования ПБ к концентрации метана и вредных газов в горных выработках [Электронный ресурс] // Шахтерская энциклопедия: сайт. Режим доступа: https://miningwiki.ru/wiki/ (дата обращения 01.08.2020).
2. Рукин М. В. Пожарная безопасность на рудниках и шахтах горнорудной и нерудной промышленности [Электронный ресурс] // Эрвист: сайт. Режим доступа: http://www.ervist.ru/stati/ pozharnaya-bezopasnost-na-rudnikah-i-shahtah-gornorudnoy-i-nerudnoy-promyshlennosti.html (дата обращения 0l.08.2020).
3. Климчук И. В., Маланченко В. М., Ермаков А. Ю., Бик-тимиров И. С. Применение полимерных смол на шахтах Кузбасса [Электронный ресурс] // Горная промышленность. 2009. № 2. Режим доступа: https://mining-media.ru/ru/article/anonsy/665-primenenie-polimernykh-smol-na-shakhtakh-kuzbassa (дата обращения 01.08.2020).
4. Уварова В. А, Фомин А. И. Система контроля пожарной и токсической безопасности полимерных материалов [Электронный ресурс] // Охрана труда и пожарная безопасность. 2016. № 8. Режим доступа: http://otpb.com.ru/articles/sistema-kontrolya-pozharnoy-i-toksicheskoy-bezopasnosti-polimernyh-materialov (дата обращения 01.08.2020).
5. Токсичность продуктов горения синтетических полимеров. Обзорная информация. Серия: Полимеризационные пластмассы / Сост. Калинин Б. Ю. М.: НИИТЭХИМ, 1978. 14 с.
6. Кабели для горнорудной промышленности [Электронный ресурс] // Elec.ru: электротехнический интернет-портал. Режим доступа: https://www.elec.ru/files/2018/03/16/%D0%9A%D 0%B0%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D0%B8_%D0%B4%D0%BB%D1 %8F_%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B4%D0%B E%D0%B1%D1%8B%D0%B2%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B5%D 0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0% BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8. pdf (дата обращения 01.08.2020).
7. Уварова В. А. Методологические основы контроля пожароопасных и токсических свойств шахтных полимерных материалов:
дис. ... д-ра техн. наук: 05.26.03 / Варвара Александровна Уварова. Кемерово: Сибирский государственный индустриальный университет, 2016. 300 с.
8. Уварова В. А. О причинах отравлений при крупных авариях на угольных шахтах [Электронный ресурс] // Технологии техносферной безопасности: Интернет-журнал. 2012. Вып. 6 (46). Режим доступа: https://elibrary.ru/contents.asp?id=338483701 (дата обращения 01.08.2020).
9. Умнов Ф. Е., Голик А. С., Палеев Д. Ю, Шевцов Н. Р. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. М.: Недра, 1990. 286 с.
10. Оценка опасности токсического воздействия огнету-шащих газов и аэрозолей, применяемых для объёмного пожаротушения. Методическое пособие. М.: ВНИИПО МЧС России, 2005. 85 с.
11. Терехин С. Н., Николаев Д. В., Павлов А. П. ГОТВ Газовое пожаротушение ЦОД. Успешный опыт применения хла-дона 23 [Электронный ресурс] // Информкурьер-Связь. 2011. № 5. Режим доступа: https://ista-01.ru/articles/detail543.htm (дата обращения 01.08.2020).
12. Радилов А. С., Шкаева И. Е., Солнцева С. А. Экспериментальные исследования токсических свойств галогенпроиз-водных предельных углеводородов (хладонов) [Электронный ресурс] // Токсикологический вестник. 2017. № 6. С. 35-41. Режим доступа: https://toxгeview.elpub.гu/jouг8,/aгticle/view/100 (дата обращения 01.08.2020).
13. Моргунова Е. Взрыва не будет. Новый метод пожаротушения обеспечит безопасность шахтеров [Электронный ресурс] // Поиск. 2018. № 39. Режим доступа: https://poisknews. ru/magazine/39016 / (дата обращения 01.08.2020)
Материал поступил в редакцию 2 августа 2020 года.
Liudmila ISAEVA
Grand Doctor in Engineering, Professor
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
E-mail: ecolis@mail.ru
ECOLOGICAL SAFETY OF MINE ENVIRONMENT DURING COAL MINING
ABSTRACT
Purpose. The development of highly hazardous methane-bearing and outburst-hazardous deep coal seams in the coal basins of Russia increases the risk of fires and explosions with severe social and economic consequences due to coal and gas emissions. Therefore, the purpose of the article is to briefly familiarize the readers with scientific and technical possibilities of ensuring environmental safety and safe working conditions in the most common, according to statistics, emergency situations during coal mining.
Methods. Based on this goal, the analysis of publications on methods of coal mining, the nomenclature of fire hazardous properties of combustible substances and materials in the mine space, toxicity of products their combustion and explosion, fire extinguishing substances and compositions used in mines has been carried out.
Findings. It has been shown that oxides of carbon, nitrogen, sulfur and other harmful chemical substances are formed during fires and explosions of methane-air mixture, coal dust, flammable liquids and mine polymer materials, but during combustion of the latter, super-ecotoxicants are also formed, for
example, dioxins. It has been also revealed that out of the fire extinguishing substances, fluorine-containing ozone-safe halons are the least toxic and most effective for stopping explosions and fires in mines. The effectiveness of the method has already been proven by preventing the death of people in Kuzbass - at the mine named after V. I. Lenin in April 2018 and at the Gramoteinskaya mine in May 2019.
Research application field. Based on the results of the study of the stated topic, it is advisable to recommend the use of halons to prevent fires and explosions in methane-rich Russian mines.
Conclusions. It has been shown that the most effective way to preserve environmental standards in the underground space of mines and safety of miners and rescuers is to inhibit the initial ignition phase of methane-air mixtures with a fluorine-derived methane-halon 23. However, the problem of using halons and their mixtures with other hydrocarbons and inert gases requires further research.
Key words: fire, explosion, coal, mine, polymer materials, halon, toxicity
REFERENCES
1. Trebovaniia PB k kontsentratsii metana i vrednykh gazov v gornykh vyrabotkakh [Requirements of fire safety to the concentration of methane and harmful gases in mining]. Available at: https:// miningwiki.ru/wiki/ (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
2. Rukin M.V. Pozharnaia bezopasnostna rudnikakh i shakhtakh gornorudnoi i nerudnoi promyshlennosti [Fire safety in mines and mines of the mining and non-metallic industry]. Available at: http:// www.ervist.ru/stati/pozharnaya-bezopasnost-na-rudnikah-i-shahtah-gornorudnoy-i-nerudnoy-promyshlennosti.html (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
3. Klimchuk I.V., Malanchenko V.M., Ermakov A.Yu., Biktimirov I.S. Application of polymer resins in Kuzbass mines. Gornaia promyshlennost (Mining industry). 2009, no. 2. Available at: https:// mining-media.ru/ru/article/anonsy/665-primenenie-polimernykh-smol-na-shakhtakh-kuzbassa (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
4. Uvarova V.A, Fomin A.I. Control system of fire and toxic safety of polymer materials. Okhrana truda i pozharnaia bezopasnost (Labor protection and fire safety). 2016, no. 8. Available at: http:// otpb.com.ru/articles/sistema-kontrolya-pozharnoy-i-toksicheskoy-bezopasnosti-polimernyh-materialov (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
5. Kalinin B.Yu. Toksichnost produktov goreniia sinteticheskikh polimerov. Obzornaia informatsiia. Seriia: Polimerizatsionnye plastmassy [Toxicity of combustion products of synthetic polymers. Polymerized plastics]. Moscow, Research Institute for technical and economic research in the chemical complex Publ., 1978. 14 p.
38
6. Kabeli dlia gornorudnoi promyshlennosti [Cables for the mining industry]. Available at: https://www.elec.ru/files/2018/03/16 /%D0%9A%D0%B0%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D0%B8_%D0%B4%D 0%BB%D1%8F_%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B 4%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D0%B2%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0 %B5%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88 %D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0 %B8.pdf (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
7. Uvarova V. A. Metodologicheskie osnovy kontrolia pozharoopasnykh i toksicheskikh svoistv shakhtnykh polimernykh materialov [Methodological bases of control of fire-hazardous and toxic properties of mine polymer materials. Dr. in Engin. Sci. diss.]. Kemerovo, Siberian State Industrial University, 2016. 300 p. (in Russ.).
8. Uvarova V. A. On the causes of poisoning in major accidents at coal mines. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti (Technology of Technosphere Safety). 2012. Iss. 6 (46). Available at: https:// elibrary.ru/contents.asp?id=338483701 (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
9. Umnov F.E., Golik A.S., Paleev D.Yu., Shevtsov N.R. Preduprezhdenie i lokalizatsiia vzryvov v podzemnykh usloviiakh [Prevention and localization of explosions in underground conditions]. Moscow, Nedra Publ., 1990. 286 p.
10. Otsenka opasnosti toksicheskogo vozdeistviia ognetushashchikh gazov i aerozolei, primeniaemykh dlia obemnogo pozharotusheniia. Metodicheskoe posobie [Assessment of the risk of toxic effects of fire extinguishing gases and aerosols used for
© Isaeva L., 2020
volumetric fire extinguishing]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2005. 85 p.
11. Terekhin S.N., Nikolaev D.V., Pavlov A.P. GOTV Gas fire extinguishing DPC. Successful experience in the use of Freon 23. Informkurier-Sviaz (Informcourier-Communication). 2011, no. 5. Available at: https://ista-01.ru/articles/detail543.htm (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
12. Radilov A.S., Shkaeva I.E., Solntseva S.A. Experimental studies of toxic properties of halogen-derived limit hydrocarbons
(refrigerants). Toksikologicheskii vestnik (Toxicological Bulletin).
2017, no. 6, pp. 35-41. Available at: https://toxreview.elpub.ru/ jour8,/article/view/100 (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
13. Morgunova E. There will be no explosion. A new method of fire extinguishing will ensure the safety of miners. Poisk (Search).
2018, no. 39. Available at: https://poisknews.ru/magazine/39016 (accessed August 01, 2020) (in Russ.).
