Тушение подземных пожаров в труднодоступных местах, таких как выработанные пространства лав, деформированные угольные целики, купола за крепью подготовительных выработок, бункера и тому подобное, является наиболее трудоемким, продолжительным, опасным и дорогостоящим видом подземных горноспасательных операций в современной мировой практике угледобычи. В Украине ежегодно происходит несколько пожаров такого рода, что приводит к значительным прямым экономическим ущербам, а также сопряжено с потерей добычи, подготовленных к выемке запасов угля и другим косвенным последствиям.

Непосредственное воздействие на очаг горения огнетушащими средствами, как правило, невозможно из-за сложности проникновения к очагу горения, угрозы осложнения таких аварий задымлением, загазированием, а нередко взрывами пылегазовоздушных смесей, обрушениями горных пород в выработки, нестабильности режимов проветривания и повышенными температурами в местах ведения аварийных работ. Вследствие труднодоступности и неинтенсивного проникновения воздуха неэффективным является использование водяных, пенных, порошковых и других, находящихся на оснащении горноспасательных частей средств пожаротушения. Технологии, основанные на изоляции аварийных выработок искусственными сооружениями с последующим созданием камер выравнивания давления, представляются весьма громоздкими и недостаточно надежными. Наиболее перспективным, а нередко единственно возможным, представляется дистанционное тушение с помощью газовых средств.

Одним из наиболее перспективных способов предупреждения, локализации и тушения пожаров в шахтах является инертизация атмосферы аварийного участка, под которой понимают искусственное снижение концентрации кислорода в атмосфере горных выработок путем подачи в него флегматизирующего горение газа. Чаще всего, в настоящее время, используют газообразный азот, хотя существуют технологии применения диоксида углерода, парогазовой смеси. Инертизациия с помощью газообразного азота позволяет решить следующие задачи в ходе ликвидации подземного пожара: сократить срок ликвидации аварии; предотвратить взрывы газовоздушной смеси на аварийном участке; ускорить охлаждение высокотемпературной зоны до безопасного уровня; локализовать или полностью прекратить процесс горения.

На кафедре природоохранной деятельности ДонНТУ разработаны способы тушения подземных пожаров, позволяющие обеспечить более эффективную ликвидацию аварии с учетом особенностей работы мембранных установок. Но, несмотря на увеличение эффективности тушения подземных пожаров в результате реализации предложенных способов, существувет угроза взрыва в изолированном объеме горных выработок, обусловленная значительной длительностью периода образования взрывобезопасной газовой смеси с низким содержанием кислорода.

Решить существующую проблему можно следующим образом. На первом этапе в горной выработке 1 одновременно возводят перемычки 5, размещают эластичную оболочку 9, один конец которой затянут хомутом 8, и наполняют ее инертным газом из трубопровода 2 от газификационной установки через патрубок для подачи инертного газа 3, устанавливая расход с помощью регулятора расхода инертного газа 4 (рис. 1а). Причем объем элластичной оболочки должен быть не менее объема горных выработок на участке от изолирующих перемычек до очага горения. Затем после возведения перемычек патрубок 3 перекрывают, соединяют эластичную оболочку 9 с проемной трубой 7 с помощью хомута 8 и подают инертный газ в изолированный объем к очагу горения 6 одновременно от установки газификации по трубопроводу 2 и из эластичной оболочки 9 (рис. 1б). Регулирование депрессии осуществляют на основной перемычке с помощью регулятора расхода инертного газа 4.

а

б

Рисунок 2 –Способ предупреждения и тушения очагов горения в подземных выработках: 1 – выработка, 2 – трубопровод для подачи инертного газа от газификационной установки, 3 – патрубок для подачи инертного газа, 4 – регуляторы расхода инертного газа, 5 – изолирующие основная и дополнительная перемычки с отверстиями, 6 – очаг горения, 7 – проемная труба в изолирующих перемычках, 8 – хомут, 9 – эластичная оболочка.

Таким образом, за счет размещения в горных выработках дополнительной эластичной оболочки, заполненной инертным газом, увеличилась подача инертных газов в изолированное пространство и решена задача осуществления безопасности ведения работ при предупреждении и тушении пожаров в подземных горных выработках в результате сокращения периода перехода от воздушной среды с опасной концентрацией горючих компонентов к инертной атмосфере в изолированном пространстве горных выработок.