Состав и нормы рудничного воздуха

Содержание кислорода (02) - не менее 20%.

Азот (N 2) -инертный газ, основная составляющая часть воздуха.
Плотность - 0,97.
Цвет, вкус, запах - не имеет, горения не поддерживает (используют для тушения пожаров в шахте), не ядовит.

Углекислый газ (СО2) -Плотность - 1,52.
Цвет - не имеет, вкус - слабокислый, запах - слабый (сырости, затхлости). Горения не поддерживает, удушливый.
В шахте появляется в результате гниения крепи, при разложении кислотными водами горных пород, при дыхании людей.
Нормы содержания:
На рабочих местах и в исходящих струях участков - 0,5%.
В исходящих струях крыла, горизонта, шахты - 0,75%.
При восстановлении выработок - присечка, перекрепка - 1%.
Физиологическое воздействие на человека:до 2% - до 480 мин. - учащается дыхание.
2 - 5% - до 30 мин. - появляется шум в ушах, учащается пульс, свыше
30 мин. - одышка слабость.
5 - 8 % - 5 - 10 мин. - сильные головные боли, недомогание.
Свыше 10% - 1-2 мин. - потеря сознания, смерть.

Окись углерода (СО),(Оксид углерода) - угарный газ.
Цвет, запах, вкус - не имеет.
Плотность - 0,97, очень ядовит, горит синим пламенем.
В 250-300 раз активнее кислорода растворяется в гемоглобине крови - вызывает кислородное голодание.
Взрывается от 13 до 75%. Температура воспламенения - 630 - 810 0 С, наибольшая сила взрыва - 50%.
Образуется - пожары, взрывы метана, угольной пыли, БВР, двигатели внутреннего сгорания.
Предельно допустимая концентрация - 0,0170%.
Физиологическое воздействие на человека:
0,01 - до 480 мин. - слабая головная боль.
0,05 - до 60 мин. - тошнота, усиленное сердцебиение.
0,1 - до 60 мин. - рвота, потеря сознания.
0,5 - до 20-30 мин. - смертельное отравление.

Оксиды азота (в перерасчете на NO2 )
Плотность - 1,58.
Цвет - бурый, запах - чесночный, очень ядовит.
0,025 % - смертельно.
Горение не поддерживает.
Образуется при взрывных работах (при неполной детонации в/в,), при отравлении вызывает отек легких, отравляющее действие проявляется не сразу (4 - 6 часов).
Предельно допустимая концентрация - 0,00025%.

Сернистый газ (Сернистый ангидрид) (SO2)
Плотность - 2,213
Цвет - не имеет.
Запах - острый.
Вкус - кислый.
Сильно ядовит, горения не поддерживает.
При соприкосновении с влажной поверхностью слизистых оболочек
(глаз, рот, нос) превращается в серную кислоту.
Образуется при пожарах, взрывных работах серосодержащим углям и породам.
Предельно допустимая концентрация - 0,00038%.
Сероводород (H2S) - без цвета, со сладковатым вкусом, запах тухлых яиц. Горит, при содержании - 6 - 45,5% - взрывается.
Плотность - 1,19
Хорошо растворяется в воде.
Очень ядовит, раздражающе действует на дыхательные пути и глаза, нервную систему (нарушение внутритканевого дыхания - ткани перестают усваивать кислород).
0,015% - в течении нескольких часов - головокружение, тошнота, рвота.
0,02% - 5-8 мин. - жгучая боль глаз и легких.
0,08% - потеря сознания, смерть от паралича дыхания
Поступает газ из толщи пластов богатых серым колчеданом, из старых выработок, прорыв застойных вод из отработанных выработок.
Образуется при пожарах, взрывных работах серосодержащим углям и породам.
Предельно допустимая концентрация - 0,00070%.

Водород (H2) - без цвета, запаха и вкуса.
Плотность - 0,069. Образуется в основном в зарядных камерах.
Очень легкий, в 14,3 раза легче воздуха и в 8 раз легче метана, плохо растворим в воде, не ядовит, дыхание не поддерживает, горит, при 4,1-74% с воздухом образует взрывчатую смесь. Температура воспламенения - 580-6000. Температура при взрыве 31000С. Скорость взрывной волны 3500 м/сек.

Газ метан и его свойства

Метан - (СН4)
Без цвета, запаха и вкуса.
Плотность - 0,554, в 2 раза легче воздуха. Слабо растворяется в воде. Горит голубым пламенем до 5% и после 15%, взрывается от 5% до 15%, наибольшая сила взрыва 9,5%. Температура воспламенения 650 - 7500 С. Скорость взрывной волны 500 - 600 м/сек.
Люди, попавшие в зону взрыва, подвергаются механическому действию взрывной волны и высокой температуре.

Виды выделения метана

Обыкновенное - непрерывное и равномерное выделение из невидимых трещин и пор угольного пласта и пород. Зафиксировать можно только приборами.

Суфлярное - местное интенсивное выделение газа из больших трещин в угольном пласте и породах, сопровождается шипением, свистом, давлением, действует недели, месяцы.

Внезапное выделение - бурное выделение большого количества метана, сопровождающееся смещением пород или угля на определенное расстояние от забоя. Газа метана может выделиться сотни и тысячи м3.

Виды скопления метана

Местные - скопление небольших объемов СН4 вблизи комбайнов, бурмашин, в куполах и других местах.

Слоевые -в виде тонкого слоя до 1 м. и протяженностью до 100 м. при скорости воздушной струи менее 0,5 м/сек. Слой плывет под кровлей, не смешиваясь с воздухом.

Полное загазирование - скопление СН4 выше допустимой нормы по всему сечению выработки.

 

 

Основой безопасности на газовых шахтах является требование к максимально допустимым концентрациям метана в вентиляционных струях, дегазационных и отводящих трубопроводах:

Вентиляционные струи и трубопроводы	Недопустимая концентрация метана по объему, %
Исходящая из тупиковой выработки, камеры, поддерживаемой выработки или из очистной выработки и выемочного участка	Более 1
Исходящая из очистной выработки и выемочного участка при наличии аппаратуры контроля метана	Более 1,3
Исходящая крыла, шахты	Более 0,75
Поступающая на выемочный участок, в очистные выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры	Более 0,5
Местное скопление метана в очистных, тупиковых и других выработках	2 и более
На выходе из смесительных камер	2 и более
Трубопроводы для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов (эжекторов)	Более 3,5
Дегазационные трубопроводы	От 3,5 до 25

 

Предусмотренные нормы разбавления метана необходимы для обеспечения резерва безопасности при различных технологических процессах, а также для того, чтобы при нарушениях проветривания осуществить вывод людей прежде, чем, концентрация метана достигнет взрывоопасного уровня.

Нормы содержания метана в отдельных вентиляционных струях являются концентрациями, осредненными по площади поперечного сечения выработок. Поэтому, если в штреке концентрация метана у кровли составляет 2% и более, а посредине 0,6 и у почвы - 0,2%, то штрек относится к опасным по слоевым скоплениям метана, даже если среднее значение не превышает норм. В этом случае должны быть приняты меры по ликвидации метановых слоев.

При обнаружении в выработках концентраций метана, превышающих нормы (кроме местных скоплений у буровых станков, комбайнов и врубовых машин), рабочие немедленно выводятся на свежую струю, выработки закрещаются, а с электрооборудования, кроме электрооборудования в исполнении рудничном особовзрывобезопасном РО, должно быть снято напряжение.

В случае образования у буровых станков, комбайнов и врубовых машин местных скоплений метана, достигающих 2% и более, необходимо остановить машины и снять напряжение с питающего кабеля. Если обнаруживается дальнейший рост концентрации метана или в течение 15 мин она не снижается, люди должны быть выведены на свежую струю. Возобновление работы машин допускается после снижения концентрации метана до 1%.

При обнаружении недопустимых концентраций метана в трубопроводах для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов (эжекторов) и на выходе смесительных камер должны быть приняты соответствующие меры.

В дегазационных трубопроводах при недопустимой концентрации метана должны осуществляться меры, предотвращающие распространение горения метана в трубопроводе, согласованные с МакНИИ.