Взрывозащита конвейерных выработок при авариях

Проф. Шевцов Н. Р., студ. Телятников С. А., ДонНТУ, г.Донецк-2005

Доклад был представлен на международной студенческой начно-технической конференции кафедры "Строительства шахт и подземных сооружений" 12 апреля 2005г.

На шахте им. Баракова (г. Краснодон) 11 марта 2000 г. в 12 ч. 55 мин. произошла самая крупная (после взрыва 18 июля 1908 г. в 20 ч. 00 мин. на Рыковских копях – шахта № 4-бис, Юзовка) по ка- тастрофическим последствиям авария в Донбассе.

Взрыв пылевоздушной смеси произошёл в 31-м западном штреке на сопряжении с магистраль-ным штреком и распространился навстречу свежей струе вдоль этого штрека ( длина 650 м ), возду-хоподающему ходку ( 700 м ), по полю 27-й лавы ( 250 м ) и центральному вентиляционному ходку ( 1300 м ) вплоть до загрузочного бункера скипового ствола.

На пути распространения взрыва сработало шесть сланцевых заслонов, в том числе два- в 31-м западном штреке и четыре-в центральном вентиляционном ходке. Тем не менее пламя взрыва распространялось по сети выработок так, как будто этих заслонов не было. Хотя при отсутствии за- газирования выработок и слоевых скоплений метана ( в выработках аварийного участка были взры-воопасные отложения угольной пыли, но метан не обнаружен ) достаточно сработать заслону, бли- жайшему к центру взрыва, чтобы его локализовать, т. е. погасить пламя.

Единственным объяснением такого характера развития аварии является то, что взрывное горе-ние распространялось в изолированном от выработки пространстве. На шахтеуголь по наклонным и горизонтальным выработкам транспортируется ленточными конвейерами 1Л-100К, причём в 31-м штреке линия состояла из четырёх последовательных конвейеров. Учитывая это, а также то, что пыль пласта с выходом летучих веществ 29,9% является весьма взрывчатой ( нижний предел взрываемос- ти 48 г/м3, норма осланцевания 85% ), можно предположить, что взрыв пылевоздушной смеси бес- препятственно распространялся по стационарной конвейерной линии, подконвейерное пространство в данном случае выполняло функцию проводника. Этот вывод подтверждается и состоянием аварий- ных выработок после взрыва:
- по всей длине 31-го штрека ленточные конвейера разрушены, роликоопоры сбиты и частично раз- бросаны по выработке;
- по всей длине центрального ходка роликоопоры сбиты с канатов, пожарно-оросительный и воз- душный трубопроводы разорваны в трёх местах, а в пяти образовались вывалы объёмом 1,5-4 м3, разрушена телефонная связь и сигнализация конвейеров;
- элементы всех сработанных заслонов располагались практически в месте их установки – длина за- пылённого участка выработки не превышала 40 м.

Таким образом, система взрывозащиты конвейерных выработок требует принципиального со- вершенствования. Известны устройства для подавления развития очага воспламенения газопылевоз-душной смеси, включающие контейнер с пламегасящей средой и инициатор воспламенения. В качес- тве пламегасящей среды используются жидкие или порошкообразные флегматизаторы, которые при распылении создают завесу ограниченных размеров и времени действия. Однако при взрывах в угольных шахтах возможно многократное появление источника воспламенения. Поэтому известные устройства не позволяют надёжно подавлять взрывы смеси.

Для локализации очага воспламенения в подконвейерном пространстве разрабатывается устройство отличающееся от известных тем, что контейнер выполнен в виде продольных и попереч- ных разъёмных колец и наполнен несгораемым упругим материалом, способным при расширении заполнять заданный объём. В качестве такого материала может использоваться губчатый материал из латекса или волокнистый типа фейберфракса. Испытания латексового изделия показали, что скорость его расширения после рассоединения колец колеблется в пределах 2-4 м/с. Данное устрой-ство действует длительное время и способно локализовать повторные источники воспламенения.

Устройство размещают непосредственно под конвейер. При появлении очага воспламенения индикатор 1 ( датчики нфракрасного или ультрафиолетовог излучения ) реагирует и подаёт электри-ческий импульс в электродетонатор 2. От взрыва электродетонатора и скреплённого с ним детони-рующего шнура 3 поперечные 4 и продольные 5 кольца в камере 6 рассоединяются и освобождают упругий материал 7, который, расширяясь, заполняет подконвейерное пространство. В результате этого очаг воспламенения подавляется, а возможные источники воспламенения изолируются от рудничной атмосферы инертной средой. На рис. 1 представлена предлагаемая схема взрывоподавляющего устройства.

Литература

1. Шевцов Н.Р. Взрывозащита горных выработок: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп.-Донецк: «Норд-пресс», 2002.-280с.

2. Веселов А.И., Мешман Л.М. Автоматическая взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности.-Москва.: Химия, 1978.-226с.

3. Судиловский М.Н., Колышенко М.Н., Эйнер Ф.Ф. Предупреждение и локализация аварий в шахтах ФРГ.-Москва.: Недра, 1988.-340с.

4. Литвинский Г.Г. Оценка технического уровня горной техники. Материалы второй научно-технической конференции. Донбасс-2020.-Донецк.: ДонНТУ, 2004.-167с.

5. Кутузов Б.Н., Вайнштейн Б.И. и др. Взрывные работы в опасных условиях угольных шахт.-Москва.: Недра, 1979.-373с.