CC BY
19
УДК 622.81
А.Ю. Иванкин (помощник начальника участка филиала «Шахта «Осинниковская» ОАО ОУК «Южкузбассуголь»)
А. В. Масленков (заместитель командира отряда Новокузнецкого ОВГСО)
Д.Ю. Палеев (д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник УРАН Институт угля и углехимии СО РАН)
Обоснование необходимости корректировки позиций плана ликвидации аварии при возникновении позиции «взрыв»
Дан краткий обзор характера разрушений вентиляционных сооружений при возникновении аварий типа «взрыв». Выполнена оценка эффективности мер, принимаемых планом ликвидации аварии, при незначительном отходе очистного забоя от монтажной камеры. Предложены дополнительные меры, направленные на спасение людей и оказание помощи пострадавшим.
Ключевые слова: ВЗРЫВ МЕТАНА И УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ, УДАРНАЯ ВОЛНА, ЗОНА ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОРАЖАЮЩЕГО ФАКТОРА, НАРУШЕНИЕ РЕЖИМА ВЕНТИЛЯЦИИ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО СПАСЕНИЮ ЛЮДЕЙ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ
В последние годы в угольной промышленности России осваиваются технологические системы высокоинтенсивной подземной разработки угольных месторождений, предполагающие применение высокопроизводительного оборудования для очистных и подготовительных работ. Высокие скорости подвигания очистных и подготовительных забоев ведут к повышению метановыделе-ния в горные выработки, а значит к риску возникновения таких аварийных ситуаций, как взрывы метано- и пылевоздушных смесей.
В результате взрывов метана и угольной пыли происходят значительные разрушения выработок и вентиляционных сооружений, нарушается нормальный режим проветривания с сокращением или увеличением расхода воздуха и изменением направления его движения по отдельным выработкам.
В качестве характерных аварий можно привести следующие:
1) Шахта «Тайжина» 10.04.2004. В результате взрыва метанопылевоздушной смеси полностью разрушены 16 перемычек, изолирующих газодренажную сеть выемочного участка, и два вентиляционных шлюза, определяющих устойчивость проветривания трех подготовительных забоев. Взрыв кардинально изменил проветривание выемочного участка 1-1-5-5, которое в аварийном режиме осуществлялось через выработанное пространство, являющееся источником высокого мета-новыделения;
2) Шахта «Алардинская» (Малиновский район) 11.02.2003. В результате накопления метановоздушной смеси до взрывоопасной концентрации в газодренажном штреке 21-50 «запад», являющегося прямым следствием отключения газоотсасывающей вентиляционной установки на длительное время (50 мин), произошел взрыв. В результате взрыва были разрушены пять изоли-
рующих перемычек, а также вентиляционный шлюз, определяющий проветривание выемочного участка 21-50.
3) ЗАО «Шахта «Распадская» 30.03.2001 в выработках пласта 10 блока № 3 в конвейерном штреке 3-10-7 в месте установки подземного вентилятора ВМЦГ произошел взрыв метановоздушной смеси. В результате взрыва были разрушены пять изолирующих перемычек, две вентиляционные шлюзовые перемычки, произошло опрокидывание струи в вентиляционной диагонали. Отделение ВГСЧ, посылаемое со стороны исходящей струи для спасения пострадавших, было вынуждено включиться в респираторы раньше расчетного времени.
Изменение вентиляционных режимов в результате разрушения вентиляционных сооружений привело к изменению режима проветривания аварийного участка, который не совпал с предусмотренным планом ликвидации аварии (ПЛА), что осложнило проведение горноспасательных работ по ликвидации аварии и стало препятствием для успешного спасения людей. Из изложенного следует, что для безопасного ведения работ, связанных с ликвидацией аварийных ситуаций, необходимо оперативно и точно прогнозировать возможные разрушительные последствия взрыва.
Для оценки эффективности мер, предусмотренных ПЛА, широкое применение получили программные комплексы «Ударная волна» [1] и «Вентиляция» [2], предназначенные для расчета параметров прохождения ударно-воздушных волн по горным выработкам и расчетов нормального и аварийного распределения воздуха в них.
Пространственная математическая модель топологии сети горных выработок на каждой шахте пополняется регулярно один раз в месяц или при вводе новых объектов вентиляционной сети. Оценка же воздействия ударно-воздушной волны (УВВ) при прохождении ее по горным выработкам осуществляется один раз в полугодие при разработке ПЛА.
Для оценки эффективности принимаемых ПЛА мер в качестве объекта исследования принят выемочный участок 1-1-5-6 бис, отрабатываемый в настоящее время на шахте «Осинников-ская». Параметры выемочного участка: протяженность выемочного столба - 1750 м; длина лавы -200 м; глубина от поверхности: у границы отработки лавы - 757 м; у монтажной камеры - 676 м.
Вынимаемая мощность - 3,2 м. На рассматриваемый момент отход очистного забоя от монтажной камеры 1-1-5-6 бис составляет 128 м (рисунок 1).
Проветривание выемочного участка осуществляется по комбинированной схеме с изолированным отводом метана из выработанного пространства (газообильность выработанного пространства 107,4 м3 /мин) по частично сохраняемому конвейерному штреку 1-1-5-6 бис поверхностной газоотсасывающей установкой 2 ВЦГ-15.
Для моделирования взрыва в качестве исходных данных в программе «Ударная волна» были введены следующие данные:
- участок очистного забоя на протяжении 20 м, прилегающий к конвейерному штреку 1-1-5-6 бис (зона скопления пылеметановоздушной смеси);
- участок конвейерного штрека 1-1-5-6 бис на протяжении 20 м от очистного забоя 1-1-5-6 бис (зона скопления пылеметановоздушной смеси);
- участок сохраняемого конвейерного штрека 1-1-5-6 бис на протяжении 20 м от очистного забоя 1-1-5-6 бис (зона скопления пылеметановоздушной смеси);
- часть поддерживаемого в выработанном пространстве конвейерного штрека в объеме 183,4 м3 (зона локального скопления, равная сумме расчетной газообильности выработанного пространства) и объем части конвейерного штрека в целике за монтажной камерой.
В результате расчета параметров УВВ при прохождении через вентиляционные сооружения было установлено, что вентиляционный шлюз в промежуточной печи № 10 и взрывоустойчивая перемычка в промежуточной печи № 12 не выдерживают давления ударной волны (0,285 и 0,314 МПа соответственно) и будут разрушены (расчетное давление разрушения 0,167 и 0,108 МПа соответственно).
Как видно из рисунка 1, изолирующая перемычка в промежуточной печи №12 является «барьером» между газодренажной сетью выработок выемочного участка и горными работами по проведению трех подготовительных выработок.
Действующей позицией ПЛА предусматривается посылка двух отделений ВГСЧ в очистной забой 1-1-5-6 бис со стороны исходящей (на вывод людей) и свежей (на ликвидацию аварии) струй.
Входящие в ПЛА меры являются недостаточно эффективными, так как в них не предусматривается посылка отделений на оказание помощи пострадавшим и вывод людей, находящихся в зоне поражения УВВ (подготовительные забои вентиляционного штрека 1-1-5-7, вентиляционного штрека 1-1-5-7 бис и параллельного штрека Е-5).
Рисунок 1 - Схема проветривания аварийного участка
Для более оперативного и эффективного ведения спасательных работ после задействования позиции «взрыв» на выемочном участке лавы 1-1-5-6 бис необходима посылка двух последующих (по мере прибытия на шахту) дополнительных отделений ВГСЧ: со стороны свежей струи в подготовительные забои, находящиеся в зоне поражающих факторов УВВ, и со стороны исходящей струи на оказание помощи пострадавшим и вывод людей.
ВЫВОДЫ
1 Существует несоответствие режимов проветривания (по ПЛА и фактического) аварийного и смежных участков в схемах, осложненных диагоналями, в которых из-за разрушения вентиляционных сооружений меняются направление и расход воздуха.
2 Выработки, входящие в те или иные позиции ПЛА, должны определяться на основании анализа возможных разрушений вентиляционных сооружений и самих выработок.
3 В первую очередь необходимо пересматривать мероприятия по спасению людей с учетом изменения режима проветривания при прохождении УВВ по выработкам шахты.
4 Оценка воздействия УВВ должна обязательно определяться при разработке ПЛА и постоянно корректироваться в следующих случаях: при подвигании забоев очистных и подготовительных выработок; при составлении оперативных планов во время ликвидации аварий; при ведении технических работ; при проектировании противоаварийной защиты шахт.
5 Необходима корректировка сроков определения взрывобезопасных расстояний, предложенных нормативными документами.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Палеев, Д.Ю. Рудничная аэрология, версия 1.0 (Вентиляция, версия 1,0) / Д.Ю. Палеев, О.Ю. Лукашов, Н.В. Григорьева // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003612542. Реестр программ для ЭВМ. - М. 21.11.2003.
2 Палеев, Д.Ю. Определение зон поражения при взрывах в подземных выработках, версия 1.0 (Ударная волна, версия 1.0) / Д.Ю. Палеев, О.Ю. Лукашов, И.М. Всенин, Э.Р. Шрагер, О.Ю. Крайнов // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003612541. Реестр программ для ЭВМ. - М. 21.11.2003.
ACCIDENT ELIMINATION PLAN POSITIONS CORRECTION NECESSITY JUSTIFICATION AT «EXPLOSION» POSITION OCCURRENCE
A.Yu. Ivankin, A.V. Maslenkov, D.Yu.
Paleev
Short survey of ventilation installations breakdown character at accident of “explosion” type occurrence is given. Efficiency evaluation of measures taken in accordance with the accident elimination plan is done when coal cutting face
Иванкин Алексей Юрьевич e-mail:ale-ivankin@yandex.ru Масленков Алексей Владимирович sds@novgso. kemerovo. su Палеев Дмитрий Юрьевич e-mail: pal07@rambler.ru
moved away not far from assembly chamber. Additional measures are suggested aiming at people rescue and the injured assistance rendering.
Key words: METHANE AND COAL DUST EXPLOSION, SHOKWAVE, ZONE OF DAMAGE EFFECT ACTION, VENTILATION MODE BREAKUP, PEOPLE RESCUE MEASURES, MINE
- RESCUE WORKS EFFICIENCY
