CC BY
13
УДК 622.522
РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИЙ СМАЛО ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ВРЕМЕНИ БЕЗОПАСНОГО ДОСТУПА ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ВГСЧ К МЕСТУ АВАРИИ
Предложена методика формирования новых функций системы мониторинга атмосферы локальных объектов (СМАЛО). Рассмотрены примеры типичных аэрогазовых ситуаций, обсуждены предполагаемые результаты дальнейших исследований.
Ключевые слова: ФУНКЦИИ СМАЛО, БЕЗОПАСНОЕ ВРЕМЯ ДОСТУПА, МЕСТО АВАРИИ, СИСТЕМА МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРЫ ЛОКАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ, АЭРОГАЗОВЫЕ СИТУАЦИИ.
^ А
щ
С.П. Казаков
д-р техн. наук, профессор кафедры НФИ ФГБОУ ВПО «КемГУ»
О.С. Токарев
заместитель начальника по оперативной работе ФГКУ «Национальный горноспасательный центр»
А.С. Голик
д-р техн. наук, профессор ЗАО «МАНЭБ»
В работе [1] предложена система мониторинга атмосферы локальных объектов (СМАЛО), позволяющая, в отличие от действующего дистанционного газового контроля аварийного участка методом механического отбора проб рудничного воздуха [2], осуществлять его автоматически по показаниям соответствующих датчиков. До настоящего времени считалось, что СМАЛО выполняет стандартные функции:
- непрерывное изменение концентрации контролируемых газов в соответствии с типами подключаемых датчиков температуры окружающего воздуха и атмосферного давления;
- фиксация результатов измерения концентрации контролируемых компонентов в режиме реального времени;
- хранение зафиксированных значений концентрации контролируемых компонентов по
дате и времени фиксации;
- преобразование измеренных значений в цифровой код;
- обеспечение возможности передачи зафиксированной информации по каналам цифровой связи стационарных информационных систем;
- обеспечение возможности передачи накопленной информации на автономный блок снятия и хранения информации через ИК-порт.
СМАЛО дополнительно позволяет использовать результаты измерений для оценки подвижности температурных и газовых полей в рудничной атмосфере аварийных участков.
На рисунке 1 представлены схемы подготовительной и очистной выработок.
Периодические единовременные замеры температуры и (или) содержания газов в местах расположения датчиков дают изображения рас-
а)
и
б)
* —►!!
Рисунок 1 - Схемы аварийных участков: а) подготовительная выработка; б) очистная выработка;* - места аварий; и - скорость движения воздуха; О - места установки датчиков СМАЛО
пределения опасных параметров в фиксированный момент времени и позволяют построить их распределение. Замеры, проводимые через период Д^ позволяют оценить динамику изменения показателей датчиков СМАЛО во времени и сделать прогноз движения и изменения параметров полей температуры и концентрации газов во времени.
Алгоритм контроля развития и возможностей безопасной ликвидации аварии на основе данных СМАЛО приведен на рисунке 2.
По результатам мониторинга в первом блоке алгоритма идентифицируется вид аварии на объекте: пожар, выброс, загазирование, их комбинация и др., и приближенно определяется расположение места аварии в выработке. Во втором блоке по результатам мониторинга датчиков (табл. 1 [1]) оценивается динамика движения опасных газов по выработкам, их температура и изменение размеров опасных зон в месте аварии. Данный расчет позволяет определить время и места безопасного доступа подразделений ВГСЧ на место аварии (блок 3).
Для обоснования дополнительных функций СМАЛО, позволяющих использовать результаты измерений для оценки подвижности температурных и газовых полей в рудничной атмосфере аварийных участков, необходимо провести анализ типичных аэрогазовых ситуаций и их динамики на аварийных объектах шахт.
Условно разделим аварийные объекты на подготовительные и очистные выработки.
Подготовительные выработки. Основные аварии: внезапный выброс угля и газа, внезапный выброс газа, пожар.
При внезапном выбросе угля и газа происходит частичное забучивание призабойной части выработки углем, ее загазирование и, возможно, частичное или полное разрушение трубопровода и системы местного проветривания. В динамике, при наличии проветривания, будет происходить разгазирование выработки.
При внезапном выбросе газа происходит загазирование призабойной части выработки и, возможно, частичное разрушение трубопровода. В динамике, при наличии проветривания, будет происходить разгазирование выработки.
При пожаре происходит увеличение температуры в призабойной части выработки и развитие процесса горения в сторону устья. Для ликвидации аварии необходимы специальные меры и средства.
Очистные выработки. Основные аварии: внезапный выброс угля и газа, внезапный выброс газа, обрушение кровли и загазирование, пожар.
При внезапном выбросе угля и газа происходит частичное забучивание призабойной части углем, ее загазирование и, возможно, снижение расхода воздуха, поступающего в выработку. В динамике, при наличии проветривания, будет происходить разгазирование выработки.
При обрушении кровли происходит за-газирование призабойной части выработки и, возможно, снижение расхода воздуха, поступающего в выработку. В динамике, при наличии
Идентификация вида и расположения источника аварии
1
Прогноз развития аварии по направлению и интенсивности
1 г
Определение порядка и последовательности безопасной ликвидации аварии подразделениями ВГСЧ
Рисунок 2 - Обобщенный алгоритм контроля развития и ликвидации аварии на основе данных СМАЛО
проветривания, будет происходить разгазирование выработки.
При пожаре происходит увеличение температуры в призабойной части выработки и развитие процесса горения как в сторону исходящей струи, так и в сторону входящей. При этом струя горячего воздуха может распространяться и навстречу потоку. Для ликвидации аварии необходимы специальные меры и средства.
Дополнительными требованиями к СМАЛО для выполнения новых функций будут являться:
- число и рациональная расстановка датчиков вдоль выработок;
- периодичность (А/) снятия информации о параметрах рудничной атмосферы аварийных выработок;
- периодический контроль расхода воздуха в выработках.
Результатом дополнительных исследований будет методика оценки подвижности температурных и газовых полей в рудничной атмосфере аварийного участка по данным СМАЛО. Также результатом станут прогноз изменения температуры и концентрации опасных газов в выработках аварийного участка для обоснования времени безопасного доступа подразделений ВГСЧ к месту аварии.
SMALO FUNCTIONS WIDENING TO JUSTIFY THE ACCESS TIME OF VGSCH DIVISIONS TO THE ACCIDENT SITE
Kazakov S.P., Tokarev O.S., Golik A.S.
Methods of local objects air monitoring system new functions (SMALO) forming is suggested. Examples of typical air-gas situations are reviewed, possible results of further researches are discussed.
Key words: SMALO FUNCTIONS, SAFE ACCESS TIME, ACCIDENT SITE, LOCAL OBJECTS AIR MONITORING SYSTEM, AIR-GAS SITUATION
Казаков Сергей Павлович e-mail: bgnkfi@gmail.com
Токарев Олег Сергеевич e-mail: zentr-oper@mail.ru
Голик Анатолий Степанович e-mail: kemmaneb@rambler.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воробьев, Ю. Л. Безопасность жизнедеятельности: некоторые аспекты государственной политики / Ю.Л. Воробьев; МЧС. - М.: Деловой экспресс, 2005. - 363 с.
2. Газимагомедов, Г. Г. Конфликт государства и рынка в становлении социальной безопасности / Г.Г. Газимагомедов, А.И. Стребков // Философский Петербург; Академия гуманитарных исследований. - М., 2005. - С. 488-503.
3. Гершгорин, В. С. Безопасность угольных шахт: гуманитарные аспекты / пер. с англ. В.С. Гершго-рин, Л.П. Петухова. - Новокузнецк, НФИ КемГУ, 2006. - 164 с.
4. Гидденс, Э. Судьба, риск и безопасность / Э. Гидденс // Thesis. - 1994. - № 5. - С. 107-134.
5. Заболотская, К. А. Проблемы безопасности шахтерского труда и оказание экстренной медицинской помощи пострадавшим в авариях работникам угольной промышленности Кузбасса (XX в. - первое десятилетие XXI в.): монография / К.А. Заболотская, Л.С. Хорошилова, А.В. Хорошилов. - Кемерово, 2012. - С. 158.
6. Овчарова, Л. Г. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: учебное пособие / Л.Г. Овчарова, Л.С. Хорошилова. - Кемерово, 2010. - С. 163.
44
