Категории опасности угольных шахт

Авторы:

Павлов А.Ф. Ларин Н.И.

Источник

https://cyberleninka.ru/article/v/kategorii-opasnosti-ugolnyh-shaht

Аннотация

Немного истории. Инженерные задачи по организации и управлению проветриванием угольных шахт, связанные с моделированием распределения воздуха и газов в сети горных выработок, отличаются большой размерностью, ручному счету не поддаются и потому в недалеком прошлом, 30-50 лет тому назад, никак не решались. Сегодня уже трудно верится, что в ту пору количество воздуха, необходимое для проветривания угольной шахты, определялось по планируемой добыче угля и по норме расхода воздуха на тонну суточной добычи, которая, в свою очередь, зависела от категории угольной шахты по метану. Так было, иного тогда не было и тем все это было оправдано, а вот тому, что категория газоопасности угольных шахт по метану с той поры продолжает определяться по его относительной газообильности - нет оправдания.

Относительная газообиль-ность говорит о том, сколько газа выделяется на одну тонну добычи и ни о чем больше. Относительная га-зообильность угольных шахт, безусловно, как-то отражает их газовую опасность и этим показателем вполне оправданно пользовались тогда, когда для этой цели ничто другое не было доступно. В современных условиях хозяйствования, когда производственная нагрузка может в течение года и даже квартала меняться несколько раз в ту или иную сторону, относительная газообильность может стать бесконечно большой и довести представления о газоопасности шахты до абсурда.

Абсолютная газообильность по сравнению с относительной является более представительной характеристикой газоопасности горных выработок и шахты в целом, но и ее нельзя назвать достаточно полной. При одной и той же абсолютной га-зообильности концентрация метана может быть разной, все зависит от количества подаваемого воздуха.

Концентрация метана, безусловно, является более полной характеристикой газовой опасности горных выработок угольной шахты, чем абсолютная их газообильность, и тем более, чем относительная га-зообильность шахты. Однако все указанные характеристики в количественном выражении представляются их средними значениями, в то время как опасность проявляется крайностями, максимальными их проявлениями, носящими случайный, то есть вероятностный характер.

Вероятность загазования горных выработок является наиболее полной характеристикой газовой опасности угольной шахты. При этом надо различать вероятность загазования выше допустимого уровня и вероятность загазования до взрывоопасного уровня. Первая вероятность характеризует неработоспособность производственного объекта по его газопроявлениям, а вторая - его взрывоопасность. Есть и иные характеристики, то есть такие, как вероятность воспламенении метана и даже вероятность возникновения производственных травм в результате таких воспламенении, но это уже выходит за пределы собственно аэрогазовых проявлений и за пределы обсуждаемой темы.

Определение газовой опасности, как вероятности опасных загазований горных выработок, дело постижимое, но в настоящее время мало освоенное, в то время как моделирование, то есть расчетное определение распределений воздуха и метана в сети горных выработок, становится делом обыденным для большинства служб вентиляции угольных шахт. Более полное представление о газовой ситуации угольной шахты складывается из данных о распределении концентраций метана в сети горных выработок, а еще лучше, если добавляются сведения о скоростях воздушных потоков. И то и другое может быть получено по фактическим замерам, а для будущих периодов - в результате моделирования, что при оснащении служб вентиляции угольных шахт современными инженерными кадрами, методическими разработками, измерительными приборами, вычислительной и иной оргтехникой не вызывает каких-либо затруднений.

Сегодня горестно не только сказать, но и думать, что упомянутая инструкция вынуждает вручную по результатам работы прошлого года определять газовый баланс и на этом основании делать оценку опасности на предстоящий год, когда развитие горных работ может и часто происходит по иному сценарию. Да, в прошлом было так, и тому нет упрека, так как тогда не было иного, да и работа угольных шахт отличалась большей стабильностью.

Другие нормативные документы. В самой инструкция по установлению категорий шахт по метану есть ссылки на указанные выше параграфы Правил безопасности в угольных шахтах. Начнем с них, хотя сложившаяся градация категорий шахт по метану имеет гораздо большее влияние на систему нормативных документов по безопасности труда для угольных шахт.

Проветривание подземных выработок. В сложившихся требованиях к проветриванию подземных горных выработок прослеживается различие к шахтам негазовым, газовым шахтам I и II категории и к шахтам III категории и сверхкате-горным. Деление шахт на газовые и негазовые естественно и тем понятно. Вопрос лишь в делении шахт на последующие категории. В решении этого вопроса обратим внимание на два обстоятельства. Первое то, что в основополагающих требованиях к вентиляции угольных шахт, изложенных в § 200, 201 и таблицах 3.1, 3.2, фактически не делается различие среди газовых шахт, то есть для всех них предусмотрены одинаковые нормы к контролируемым параметрам рудничного воздуха. Одно это говорит о многом. К примеру, встретилось повышенное газовыде-ление - потребовалось больше подать воздуха или заняться дегазацией, но в любом случае нормы концентрации и скорости воздушного потока, объективно определяющие уровень газовой опасности, должны быть соблюдены. Во-вторых, пора осознать, что сложившаяся градация угольных шахт по относительной газообильности не только не отражает реальную газовую опасность, а даже вводит в заблуждение и тем усугубляет ситуацию. Всякому, кто сколько-нибудь смыслит в вентиляции угольных шахт, должно быть понятным то, что нередко на шахтах III категории по метану состояние проветривания горных выработок значительно лучше, чем на шахтах I и II категории, только потому, что большее количество газа требует большего количества воздуха, от чего скорости движения воздушных потоков возрастают и снижается возможность возникновения местных и слоевых скоплений метана.

Применение электрооборудования. По уровню взрывозащиты электрооборудование разделяется на три группы: РН, РП и РВ. Область и условия применения каждой из указанных групп электрооборудования устанавливаются двумя способами. Первый способ основан на учете категории опасности угольной шахты по тому или иному ее признаку (опасности внезапных выбросов, взрывчатости угольной пыли, относительной газообильно-сти по метану). Второй способ - на учете конкретной технологической схемы горных работ, схемы проветривания, размещения оборудования и т.п. Не делая каких- либо замечаний относительно других видов опасных проявлений угольной шахты, одновременно смеем утверждать, что с позиций предотвращения газовой опасности угольной шахты по метану в деле размещения электрооборудования было бы достаточно руководствоваться градацией «газовая - негазовая», а во всем многообразии газовых шахт учитывать только различия в их технологических схемах и параметрах и такие признаки, как свежая и исходящая струи воздуха, обособленное проветривание и т.п., что фактически и делается с успехом на практике и в нормативных документах.

Заключение

Относительная газообильность плохо отражает, а нередко искажает газовую опасность угольных шахт. Газовая ситуация по распределению концентрации метана и скорости воздушных потоков в сети горных выработок угольных шахт третьей категории по метану может быть даже лучше, чем на шахтах второй и даже первой категории В инженерной практике разработки решений по обеспечению безопасных условий труда достаточно руководствоваться одним: присутствует или нет тот или иной признак опасности, например выбросоопасность, самовозгораемость угольных пластов, взрывоопасность угольной пыли и т.п. Здесь градация опасности ведется по принципу: да - нет. Если да, то принимаются меры, если нет, то нет и актуальных мер. Все очень просто и естественно, а главное - достаточно. Если шахта газовая, то и подход к ней на качественном уровне должен быть, как к шахте газовой, а что касается различий внутри газовых шахт, то все дело в количествах: количестве газа, количестве воздуха, уровне концентрации, скорости воздушных потоков и т.п.

В настоящее время отпала нужда в делении угольных шахт на категории по их относительной газо-обильности по метану. Производственная практика освоила более естественные градации горнотехнических условий по видам проявлений опасностей и адекватные им средства и способы их предотвращения.

В настоящее время нет нужды в выполнении такой традиционной задачи, как ежегодное определение категории опасности угольной шахты по метану. «Инструкция по контролю рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану» может и должна быть переработана и представлена как «Инструкция по контролю рудничного воздуха».