Кто осуществляет перевод подземного пожара из действующего в потушенный на угольной шахте

Обновлено: 14.06.2024

Подземный пожар в своем развитии проходит три стадии:

разгорание;
развившийся пожар;
затухание.

Разгоранию свойственны нарастание количества сгорающего в единицу времени материала, расхода на горение кислорода, повышение концентрации углеродсодержащих газов в продуктах горения, увеличение температуры продуктов горения.

Развившийся подземный пожар характеризуется полным расходом кислорода на горение и максимальной концентрацией углеродсодержащих газов при постоянном расходе воздуха, сгоранием в единицу времени постоянного (максимального) количества горючего материала и постоянством температуры продуктов горения.

В стадии затухания наблюдаются увеличение в продуктах горения концентрации кислорода, снижение содержания углеродсодержащих газов и уменьшение температуры пожарных газов.

Развитие подземного пожара зависит от мощности и длительности действия начального теплового импульса, количества и характера расположения горючего материала и скорости воздушного потока у очага.

Развитие пожара в выработке, закрепленной деревянной крепью, можно представить следующим образом. Вначале пламя распространяется по затяжкам в направлении движения воздуха и вверх. При малой скорости вентиляционной струи разгорание происходит быстрее, чем при большой. В закрепном пространстве, где скорость воздушного потока минимальна, пламя распространяется по вертикали и, достигнув кровли, охватывает всю поверхность выработки.

Примерно через 10 мин после начала горения из кровли падают затяжки, образуя на почве очаги, которые воспламеняют другие элементы крепи. Большая часть периметра выработки оказывается охваченной огнем. Увеличение скорости вентиля-

ционной струи в это время способствует более активному развитию пожара. Через 35 -50 мин после начала пожара затяжки полностью сгорают, начинают подать на почву выработки ножки и верхняки крепи. По истечении 2 — 2,5 ч с начала загорания деревянная крепь практически полностью сгорает.

По мере увеличения площади горения наблюдается повышение температуры продуктов горения, нарастание содержания оксида и диоксида углерода, метана и водорода. По достижении температуры пожарных газов 500 — 550 °С пожар стабилизируется. При этом концентрация кислорода в продуктах горения, как правило, не превышает 15 — 16%, тогда как содержание диоксида углерода достигает 5 — 6%.

Тушение подземных пожаров осуществляют следующими способами:

активным — непосредственным воздействием на очаг пожара огнегасительными средствами (водой, химической и воздушно-механической пеной, огнегасительным порошком, песком) или разборкой очагов с заливкой горящей массы водой. Его обычно применяют при всех открытых пожарах в начале их возникновения;
пассивным — изоляцией пожарного участка перемычками с засыпкой при необходимости провалов, тампонированием трещин в целиках и вмещающих породах. К изоляции прибегают тогда, когда пожар нельзя ликвидировать непосредственным, тушением из-за недоступности очагов горения для непосредственного воздействия огнегасительными средствами;
комбинированным — непосредственное тушение в комплексе с изоляцией пожарных участков, затоплением их водой или заполнением инертными газами. Его используют, когда пожар принял значительные размеры и непосредственное тушение не дает должного эффекта или когда невозможно ликвидировать пожар только путем изоляции

Тушение пожара активным способом производят, как правило, со стороны свежей струи воздуха. Одновременно принимают меры по преграждению распространения огня по исходящей струе (и в примыкающие выработки) путем устройства водяных занавес, удаления деревянной крепи и других материалов на определенном участке, установки временных огнестойких перемычек и др.

Вода для тушения применяется в распыленном состоянии или в виде компактных струй. В распыленном состоянии воду используют для создания водяных завес, преграждающих распространение пожара по выработкам, и для тушения пожаров в вертикальных и наклонных выработках. Для создания водяных завес применяют винтовые водоразбрызгиватели ВВР-1, обеспечивающие при давлении 0,3 МПа факел распыленной воды диаметром 7 м с дальностью полета капель до 5 м. Расход воды при этом составляет 30 м3/ч.

Вода в виде компактной струи создается пожарными стволами. Достоинства компактной струи — возможность сосредоточить большие массы воды на ограниченном участке, охваченном огнем, механическое воздействие струи на горящее тело (сбивание пламени, размыв горящего угля), возможность быстрого маневрирования струями воды с безопасного расстояния. Для тушения пожаров в труднодоступных местах за крепью выработок, в куполах применяют водоструйные пики, состоящие из перфорированных труб с заостренными наконечниками. Пику забивают за крепь выработки в обрушенную породу или трещиноватый целик на требуемую глубину и под давлением подают воду.

Воздушно-механическая пена обладает высокой подвижностью. Заполняя все сечение горящей выработки, она доставляется воздушной струей к удаленным очагам горения. Высокая стойкость и вязкость пены позволяет ей растекаться по поверхности твердых и жидких материалов, проникать в пустоты и купола. Покрывая раскаленные куски угля, породы, горящую или тлеющую крепь и заполняя пустоты вокруг очага горения, пена препятствует притоку кислорода в зону горения, прекращает пламенное горение своей жидкой фазой, охлаждает горящие поверхности, снижая температуру очага пожара.

Ручные огнетушители с зарядом огнегасительного порошка применяют для тушения любого горящего материала и электроборудования, находящегося под напряжением. Одним огнетушителем ОП-8Б1 можно потушить 6 м2 деревянной крепи, масло, горящее на площади 4 м2, 2 м2 конвейерной ленты, 40 кг угля.

Тушение подземного пожара выемкой пожарного очага применяют на пластах тонких и средней мощности при ликвидации очагов самовозгорания угля, обнаруженных в выработанном пространстве или в трещиноватых целиках на большом расстоянии от очистного забоя или примыкающих штреков. Очаг оконтуривают разведочными выработками, заливают водой и при необходимости грузят потушенную массу в вагонетки.

Способ тушения пожара инертной парогазовой смесью заключается в том, что на пути воздушной струи, поступающей к очагу пожара, устанавливают генератор парогазовой смеси. Поступающий к очагу пожара воздух заменяется инертной газовой смесью, которая, проходя через очаг пожара, прекращает пламенное горение с последующим охлаждением горевших материалов до нормальной температуры. На. оснащении ВГСЧ имеются парогазовые генераторы ГИГ-4 и ГИГ-1500 с подачей соответственно 340 и 1500 м3/мин парогазовой смеси. Они действуют по принципу турбореактивного двигателя с дополнительным выжиганием кислорода из газообразных продуктов сгорания топлива (керосина) и охлаждением их распыленной водой или пеной до 80—100 °С.

Вырабатывая генератором парогазовая смесь содержит около 52 % азота, 40 % водяного пара, 7 % углекислого газа и около 3—5 % кислорода.

При изоляции пожарного участка (пассивный способ тушения) во всех действующих и погашенных выработках, примыкающих к пожарному участку, с поступающими или нейтральными струями воздуха возводят кирпичные, бетонитовые или чураковые перемычки, а также тампонируют трещины и засыпают провалы, соединяющие изолируемый участок с действующими выработками и земной поверхностью. Для повышения герметичности изоляции дополнительно возводят изолирующие рубашки в местах прососов воздуха, снимают депрессию с пожарного участка, тампонируют, гуммируют или подыливают целики, перемычки и выработки.

После изоляции в атмосфере пожарного участка снижается содержание кислорода, повышается концентрация углекислого газа, метана (на газоносных пластах). При этом в результате газификации и сухой перегонки угля появляются значительные концентрации горючих пожарных газов: оксида углерода, гомологов метана (этана, пропана, бутана). Образование взрывчатых концентраций горючих газов в пожарных участках можно предотвратить закрытием в определенном порядке вентиляционных проемов в изоляционных перемычках, маневрированием вентиляционными струями, подачей инертных газов (азот, углекислый газ, парогазовая смесь). В шахтах, опасных по газу и пыли, для локализации взрывов возводят взрывоустойчивые изоляционные перемычки. Чаще всего при их возведении используют водный гипсовый раствор, приготовляемый на месте работ из порошкообразного гипса с пластифицирующими добавками. Перемычки сооружаются без врубов. Раствор, залитый между двумя опалубками, быстро затвердевает, образуя через 1,5 ч твердый материал с пределом прочности на сжатие не менее 3 МПа. Перемычка из такого материала при ее толщине 1,5—2 м хорошо выдерживает давление ударной волны взрыва и является достаточно герметичной, несмотря на отсутствие вруба.

Если во время работ по изоляции произошел взрыв метана, на пожарном участке работы прекращают и людей отводят в безопасное место. Возобновляют работы на пожарном участке только после принятия мер, исключающих вероятность повторных взрывов. Если же эти меры не дают положительных результатов и взрывы продолжаются, то пожарный участок изолируют перемычками на безопасных расстояниях или затопляют водой.

При тушении подземных пожаров применяют следующие вентиляционные режимы: сохраняют существовавший до возникновения пожара; сохраняют существовавшее направление вентиляционной струи с увеличением или уменьшением расхода воздуха; реверсируют (опрокидывают) вентиляционную струю с сохранением, увеличением! или уменьшением расхода воздуха; закорачивают вентиляционную струю при нормальном или реверсивном ее направлении; создают нулевую вентиляцию путем исключения выработок пожарного участка из вентиляционной сети шахты или остановки вентилятора главного проветривания.

В начале устанавливают вентиляционный режим, предотвращающий распространение пожарных газов в выработки, в которых находятся люди. Если пожар возник в начале поступающей вентиляционной струи (в надшахтном здании, стволе, околоствольном дворе, главном квершлаге и т. п.), то осуществляют реверсирование вентиляционной струи. При пожаре в середине пути движения вентиляционной струи ее закорачивают или реверсируют и даже останавливают вентилятор (если это не вызовет опрокидывания струи под действием тепловой депрессии или взрыва горючих газов).

Вентиляционный режим шахты и аварийного участка после эвакуации людей на поверхность устанавливается оперативным планом ликвидации аварий в зависимости от обстановки и вида выполняемых работ по тушению пожара.

регистрационный N 61466

УТВЕРЖДЕНЫ
приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 27 ноября 2020 года N Пр-469

Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Инструкция по предупреждению экзогенной и эндогенной пожароопасности на объектах ведения горных работ угольной промышленности"

I. Общие положения

1. Настоящие Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Инструкция по предупреждению экзогенной и эндогенной пожароопасности на объектах ведения горных работ угольной промышленности" (далее - Инструкция) разработаны в соответствии с требованиями Федерального закона от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, N 30, ст.3588; 2018, N 31, ст.4860).

2. Настоящая Инструкция распространяется на организации, осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности на опасных производственных объектах, на которых ведутся работы, связанные с разработкой угольных месторождений открытым способом (далее - разрез) и подземным способом (далее - шахта) или переработкой, обогащением и брикетированием углей (далее - фабрика), деятельность, связанную с ведением работ по разборке горящих и негорящих породных отвалов, их ликвидацией, и обязательна к применению для руководителей, инженерно-технических работников (далее - ИТР) и работников организаций и их обособленных подразделений, занимающихся проектированием, строительством, эксплуатацией, ликвидацией шахт, разрезов, фабрик, породных отвалов, конструированием, изготовлением, монтажом, эксплуатацией и ремонтом технических устройств, профессиональных аварийно-спасательных служб или профессиональных аварийно-спасательных формирований (далее - ПАСС(Ф), а также для работников иных организаций, деятельность которых связана с посещением шахт, разрезов, фабрик или породных отвалов.

3. Настоящая Инструкция устанавливает требования, соблюдение которых предупреждает экзогенную и эндогенную пожаробезопасность при эксплуатации шахт, разрезов, фабрик и породных отвалов.

4. Инструкция устанавливает обязательный порядок:

определения инкубационного периода самовозгорания угля;

предупреждения эндогенных пожаров и безопасного ведения горных работ на склонных к самовозгоранию пластах угля;

предупреждения самовозгорания угля, тушения и разборки породных отвалов;

прогноза, обнаружения, локации и контроля очагов самонагревания угля и эндогенных пожаров в шахтах;

ведения огневых работ в горных выработках, надшахтных зданиях шахт и на фабриках.

II. Определение инкубационного периода самовозгорания угля отбор проб угля из горных выработок шахт и на разрезах

5. Места отбора проб угля для определения инкубационного периода самовозгорания угля (далее - пробы) определяются главным инженером шахты (разреза).

6. Пробы угля отбираются на каждом крыле шахтного поля на всех отрабатываемых пластах угля.

7. Пробы угля отбираются в забое проводимой подготовительной выработки и (или) в действующем очистном забое. В каждой подготовительной выработке и (или) в очистном забое пробы угля отбираются не менее чем в двух местах, расположенных на расстоянии 30-50 м друг от друга.

8. При отсутствии по пласту угля проводимых подготовительных выработок и (или) действующих очистных забоев пробы угля отбираются в действующих горных выработках.

9. На разрезах пробы угля отбираются на всех отрабатываемых пластах угля.

На каждом отрабатываемом пласте угля пробы отбираются в одном месте не более чем через 24 часа после обнажения пласта угля в месте отбора пробы.

10. На пластах угля, имеющих сложное строение, пробы отбираются из всех угольных пачек, угольных прослойков и пропластков углистого сланца. Пробы отбираются из пластов угля, угольных прослойков и пропластков углистого сланца, залегающих в кровле разрабатываемого пласта угля в зоне обрушения пород, при неустойчивых вмещающих породах - в почве пласта.

11. Для отбора проб по всей мощности пласта угля перпендикулярно напластованию горных пород выбирается штроба. В забое проводимой подготовительной выработки и (или) в действующем очистном забое штроба выбирается шириной не менее 0,5 м и глубиной не менее 0,2 м. В действующих горных выработках штроба выбирается в борту выработки шириной не менее 0,5 м и глубиной не менее 1,0 м.

Для отбора проб из каждой пачки угля, прослойков и пропластков углистого сланца разрешается использовать керноотборники с выходом керна диаметром не менее 60 мм.

12. Пробы отбираются в местах, удаленных не менее чем на 20 м от участков пласта угля, на котором было проведено нагнетание воды в пласт угля, от дегазационных и разведочных скважин, от зон тектонических нарушений.

13. Пробы угля отбираются способом квартования.

14. Пробы угля помещаются в герметичные емкости или в пакеты (мешки) из воздухонепроницаемых материалов. При использовании полиэтиленовых пакетов (мешков) каждая проба угля упаковывается в двойной пакет. Каждый полиэтиленовый пакет (мешок) герметизируется. Перед герметизацией пакета (мешка) воздух из него удаляется.

15. Пробы угля отбираются массой не менее 4 кг, размер кусков угля в пробе 30-50 мм.

16. В мешок с пробой угля вкладывается лист бумаги с информацией о дате и времени отбора пробы, месте отбора, угольной пачке (угольном прослойке или пропластке углистого сланца) из которой эта проба была отобрана.

17. Отбор проб оформляется актом отбора проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания угля.

Отбор проб угля при колонковом бурении скважин

18. Для проб угля используется керн, отобранный из скважин при их колонковом бурении. Пробы угля отбираются из керна выходом не менее 80%.

19. Скважины, из которых отбирается керн, располагаются таким образом, чтобы расстояние между ними было не более 1000 м по простиранию и (или) по падению пласта угля и на 1 км(2) было не менее двух скважин.

20. Пробы угля из керна отбираются в угольных прослойках и пропластках углистого сланца мощностью более 0,2 м, расположенных в кровле пласта угля на расстоянии его трехкратной мощности. На пластах угля крутого залегания дополнительно отбираются пробы в угольных прослойках и пропластках углистого сланца мощностью более 0,2 м, залегающих в лежачем боку (почве) на расстоянии не более одной мощности пласта угля.

21. Пробы угля из керна отбираются и упаковываются в соответствии с пунктами 13-16 настоящей Инструкции.

22. Отбор проб оформляется актом отбора керновых проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания угля.

Определение инкубационного периода самовозгорания угля

23. Для определения инкубационного периода самовозгорания угля главным инженером шахты (разреза) организуется подготовка исходных данных в виде:

проб угля и актов отбора проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания угля;

планов горных работ с нанесением на них мест отбора проб угля, мест возникновения эндогенных пожаров и тектонических нарушений;

горно-геологической характеристики пласта угля в пределах шахтного поля с описанием условий его залегания;

технического анализа угля или сертификата качества;

справки о случаях самовозгорания угля с указанием места и даты возникновения пожара;

справки о естественной температуре угля в районе ведения горных работ.

24. Инкубационный период самовозгорания угля определяется по результатам исследований свойств угля.

III. Предупреждение эндогенных пожаров и безопасное ведение горных работ на склонных к самовозгоранию пластах угля

25. Предупреждение эндогенных пожаров и безопасное ведение горных работ на склонных к самовозгоранию пластах угля включает обязательные требования:

при определении склонности пластов угля к самовозгоранию;

при предупреждении эндогенных пожаров при отработке пластов угля, склонных к самовозгоранию;

к контролю эндогенной пожароопасности при отработке пластов угля, склонных к самовозгоранию;

при ликвидации очагов самонагревания угля;

при ведении горных работ у границ действующего эндогенного пожара;

при тушении эндогенных пожаров;

к контролю за тушением эндогенного пожара;

при списании эндогенных пожаров и вскрытии пожарных участков;

при ведении горных работ в контуре потушенных эндогенных пожаров;

к расследованию и учету эндогенных пожаров.

Определение склонности пластов угля к самовозгоранию

26. Склонность пластов угля к самовозгоранию следует определять для всех разрабатываемых подземным (открытым) способом пластов угля не реже одного раза в три года.

27. Категорию склонности пластов угля к самовозгоранию следует устанавливать по продолжительности инкубационного периода самовозгорания угля.

Пласты угля следует относить:

при продолжительности инкубационного периода менее 40 суток включительно к категории весьма склонных к самовозгоранию угля;

от 41 до 80 суток включительно к категории склонных к самовозгоранию угля;

при продолжительности инкубационного периода более 80 суток к категории несклонных к самовозгоранию.

Инкубационный период самовозгорания угля устанавливается в соответствии с разделом II настоящей Инструкции.

К склонным к самовозгоранию относятся все пласты бурого угля.

К склонным к самовозгоранию относятся пласты каменного угля, на которых в процессе их отработки в границах данной шахты (разреза) и (или) в границах других шахт (разрезов) месторождения возникали эндогенные пожары.

Для впервые отрабатываемых пластов угля склонность к самовозгоранию и инкубационный период самовозгорания угля следует определять по результатам геолого-разведочных работ.

28. Главный инженер шахты (разреза) ежегодно утверждает перечень отрабатываемых пластов угля с результатами оценки их склонности к самовозгоранию, и согласовывает с организацией, проводившей оценку склонности пластов угля к самовозгоранию, и направляет в подразделение ПАСС(Ф), обслуживающее шахту (разрез), и в территориальный орган федерального государственного надзора в области промышленной безопасности, осуществляющий надзор на шахте (разрезе).

29. Главный инженер шахты (разреза), разрабатывающий пласты угля, склонные к самовозгоранию, ежеквартально утверждает план работ по профилактике самовозгорания склонных к самовозгоранию пластов угля (далее - планы работ по профилактике самовозгорания угля) на предстоящий квартал и контролирует выполнение плана работ по профилактике самовозгорания угля в текущем квартале. Отчеты о выполнении плана работ по профилактике самовозгорания угля следует направлять в территориальный орган Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, осуществляющий федеральный государственный надзор в области промышленной безопасности за шахтой (разрезом).

Планы работ по профилактике самовозгорания угля и отчеты об их выполнении должны храниться на участке аэрологической безопасности (далее - АБ) не менее одного года.

Предупреждение эндогенных пожаров при отработке пластов угля, склонных к самовозгоранию

Вскрытие и подготовка шахтных и выемочных полей

30. Вскрытие пластов угля, склонных к самовозгоранию, следует осуществлять горными выработками, пройденными по породам или по пластам угля, с применением мер, обеспечивающих безопасное ведение горных работ в части предупреждения возникновения самовозгорания угля.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть исполь- зовано при тушении подземных пожаров в метанообильных тупиковых выработках.

Цель изобретения - повьпление эффективности и безопасности тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке.

Абсолютное давление воздуха в выработке увеличивают путем установ- ки перемычки в устье выработки при одновременном нагнетании воздуха по трубопроводу за перемычку. При этом устанавливают быстровозводимую перемычку, например парашзотного типа.

На фиг. 1 схематически показаны устройства ,цля осуществления способа на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

При возникновении пожара, например, в тупиковой метанообильной выработке 1 очаги пожара 2, распространяясь по выработке, охватывают горением и вентиляционный трубопровод 3, по которому в выработку подается свежий воздух. При этом при перегорании трубопровода увеличивается непроветриваемая зона выработки 4, в которой вблизи очагов пожара 2 возможно образование взрывоопасных концентраций метана.

При тушении пожара путем подачи на очаг огнегасительных средств в выработке для предотвращения образования высоких концентраций метана и его взрыва повьшают абсолютное давление воздуха на расчетную величину дР. Для этого в устье выработки устанавливают быстровозводимую перемычку 5, например, парашютного Tima и продолжают подавать воздуходувкой 6 воздух в выработку за перемычку 5. Изменением сопротивления перемычки повьш1ают в выработке в зоне пожара за счет цодачи воздуха абсолютное давление на расчетную величину, позволяющую снизить выделение метана из угля и поддерживать концентрацию его в допустимых пределах..

Расчетную величину изменения давления определяют по эмпирической формуле

ДР расчетнаяния, кПа;

.- A-H-Ss + А-Ч. величина давле

Сд СфЛ чt допустимая по правилам безопасности концентрация метана при пожаре, %; фа.ктическая концентрация метана в выработке, %; эмпирический коэффициент, учитывающий влияние изме- ний абсолютного давления воздуха на метановьщеление в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, %/к11а; -коэффициент, учитывающий влияние степени метаномор- физма угля на метановыделе- ние, об. доли; время загазирования выработки от до С , мин; расчетное время тушения пожара, мин.

Снижение концентрации метана происходит вследствие задержки выделения его при изменении сорбционной способности угля с увеличением давления .

Таким образом, концентрация метана в выработке в зоне пожара поддерживается в пределах С. -С.

Если пожар не потушен за принятое значение расчетного времени t, производят дальнейшее увеличение давления лР с учетом дополнительного времени на тушение пожара.

Расчетная величина давления обеспечивается воздуходувкой 6, подачу которой и 1ош,ность определяют по известным зависимостям. Расчетная формула связывает параметры влияющие на увеличение содержания метана, а также способствующие снижению метановы- деления.

Возрастание концентрации метана при неизменном давлении воздуха происходит линейно. Тогда за время t происходит загазирование выработки от фактической концентрации метана С„, до допустимой по правилам безопасности Сд, нуш Сд- С

т.е. на величину рав- , Время загазирования практике определяют экспериментальным путем.

Тогда за время t (ориентировочное время тушения пожара) концентрация метана в выработке возрастает на величину дС , равную

Проведенные эксперименты в тупиковых выработках показали, что с увеличением абсолютного давления воздуха задерживается метановьщеление, что обеспечивает снижение концентрации , метана на величину йС. Л .к.дР;

Коэффициент ky,, учитываюхций влияние степени метаноморфизма угля на изменение метановьщеления из уд ля, может быть определен расчетным путем по известным справочным зависимостям. Коэффициент А определяют экспери110 2,0 0,5 360 120 1,0 0,7 0,7

25 2,0 0,5 250 120 0,8 0,7 1,24

После тушения пожара прокладывают- от забоя вентиляционный трубопровод 25 и производят нормальное проветривание выработки.

Способ тушения пожара в тупиковой выработке угольной шахты, включающий перекрытие выработки перемычкой и подачу огнегасительных средств в очаг пожара, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности и безопасности тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке, одновременно с подачей огнегаси- тельных средств в очаг пожара увеличивают абсолютное давление воздуха в выработке на величину, которую определяют из следующего математического выражения:

ментальньм путем для конкретных, горнотехнических условий.

Поскольку &С должно быть не мене ЛС , то после подстановки и преобразований получим

Примеры осуществления способа (см. таблицу).

где йР - расчетная величина давления,

Сд - допустимая по правилам безопасности концентрация метана при пожаре, %;

фактическая концентрация метана в выработке, %; эмпирический коэффициент, учитывающий влияние изменений абсолютного давления воздуха на метановыделение в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, %/кПа,

коэффициент, учитывающий влияние степени метаноморфизма угля в зависимости от выхода летучих v, % на .метановыделёние, об. доли; расчетное время тушения пожара, мин;

время загазирования выработки от до Сд, мин.

Редактор Н. Горват

Составитель И. Федяева Техред Л.Сердюкова

Заказ 6651/29 Тираж 436Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Шароши

Иллюстрации к изобретению SU 1 276 831 A1

Реферат патента 1986 года Способ тушения пожара в тупиковой выработке угольной шахты

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность и безопасность тушения пожара путем предотвращения образования высоких концентраций метана в выработке. При тушении пожара выработку перекрывают перемычкой. В очаг пожара в выработке подают огнегасительные средства и одновременно увеличивают абсолютное давление (Д) воздуха. Величину увеличения Д определяют по следующему математическому выражению: дР (Сд - C,).t:(A .k.ty), где йР - расчетная величина Д, кПа; Сд - допустимая по правилам безопасности концентрация метана при пожарах,%; С - фактическая концентрация метана в выработке, %; А - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние изменений абсолютного давления воздуха на метановыделение в зависимости от мощности пласта, геометрических размеров выработки, %/кПа; k - коэффициент, учитывающий влияние степени метаморфизма угля в зависимости от выхода летучих V, %) на метановыделение, об . доли; t - расчетное время тушения пожара, мин; t - время загазирования выработки от С до Сд, определяемое опытным путем, мин. Абсолютное Д воздуха увеличивают путем подачи воздуха в выработку за быстровозводимую перемычку. С уве- л1-гчением Д изменяется сорбционная способность угля. Выделение метана задерживается, и снижается его концентрация в зоне пожара. 2 ил., 1 табл. а СЛ ьо OD сх со сри-г.

Подземный пожар — неуправляемое горение, проходящее под землёй. Сопровождается существенными экономическими, социальными и экологическими последствиями.

Содержание

Горение угля

Подземные пожары могут продолжаться длительные периоды времени (месяцы или годы, в отдельных случаях — до нескольких тысяч лет — Фанские горы), пока не истощится тлеющий пласт. Они могут распространяться на значительные площади по шахтным выработкам и трещинам в массиве горных пород. Поскольку они подземные, их чрезвычайно трудно погасить, что не в последнюю очередь связано с трудностью либо невозможностью доступа к очагу горения.

Некоторые возгорания угольных пластов — естественные явления. Некоторые угли могут самовозгораться при температурах ниже 100°C (212°F) при определённой влажности и размерах кусков. Лесные пожары (вызванные молнией или другие) могут поджигать уголь, залегающий близко от поверхности, и тление может распространяться через пласты, создавая условия для воспламенения более глубоких пластов. Доисторические обнажения шлака на Американском Западе — результат доисторических горений угля, которые оставили остаток, сопротивляющийся эрозии лучше чем матрица. По оценкам учёных, Горящая гора в Австралии является самым старым из известных горящих месторождений угля — пожар там продолжается около 6000 лет.

В мире существуют тысячи активных неустранимых подземных пожаров, особенно в Китае и Индии, где бедность, недостаток правительственного регулирования и безудержное развитие вместе создают угрозу окружающей среде. Современные слоевые горные разработки открывают тлеющие пласты угля воздуху, возобновляя горение. [1] .

Среди сотен подземных пожаров в Соединённых Штатах наиболее известный находится в городе Централия, штат Пенсильвания. Начал гореть в 1962 году. Сегодня активны и другие подземные пожары в США, например в городе Вандербилт, также штат Пенсильвания (штат с наибольшим количеством подземных пожаров).

Подземные пожары могут начинаться в результате аварии, обычно вызывая взрыв газа. Некоторые подземные пожары начались, когда власти взрывали нелегальные горные разработки. Много недавних шахтных пожаров начались по вине людей, сжигающих мусор в ямах поблизости от брошенных угольных шахт (как, например, это произошло в Централии).

Сельские жители Китая в угольных регионах часто добывают уголь для домашнего использования, отказываясь от выработок, когда они истощаются, бросая быстро воспламеняющуюся угольную пыль на открытом воздухе. Отображение угольных пожаров Китая на карте со спутниковой фотографии обнаружило многие предварительно неизвестные пожары. Имеется несколько успешных примеров борьбы с подземными пожарами: в 2004 году, в Китае удалось потушить пожар в угольной шахте Люхуангоу, около Урумчи в области Синьцзян, горение которого продолжалось с 1874 года. Самые страшные из текущих пожаров находятся в каменно-угольных бассейнах Уда во Внутренней Монголии. Угольные пожары Китая сжигают 20—30 миллионов тонн угля в год [1] . Ликвидацию подземных пожаров в шахтах, а также спасение людей в России осуществляет ВГСЧ

Горение горючих сланцев

Горение торфа

В местах массовой залежи торфа возможно возникновение подземных пожаров. Торфяные пласты могут гореть без доступа воздуха с поверхности, что затрудняет тушение торфяных пожаров. При выгорании торфяного пласта под поверхностью почвы образуется каверна (полость), которая может представлять опасность провала для людей и техники. Торфяные пожары обычно возникают во второй половине лета, когда уровень грунтовых вод понижается и торфяные пласты высыхают. Причиной возгорания торфа может быть как поджог или проникновение пламени с поверхности, так и самовозгорание. В России торфяные пожары чаще всего происходят во Владимирской, Ивановской, Московской, Нижегородской и Рязанской областях.

Горение лигнина

Существует большое количество полигонов с захоронениями лигнина, так как он является отходом целлюлозно-бумажных комбинатов, гидролизных заводов. Подземные пожары лигнина представляют опасность. При горении лигнина выделяются сернистый ангидрид, окись азота и множество других вредных веществ. [2]

Предпринимались попытки тушения горяшего лигнина на полигоне закачиванием глинистого раствора в пробуренные скважины. [3]

Для тушения лигнина шламы (отходы ТЭЦ) распыляются на полигоне с помощью гидропульпы и проникают в поверхностный слой лигнина на глубину до 30 см. Благодаря минеральной составляющей они препятствуют возникновению возгораний. На месте безжизненных много лет дымящих полигонов уже нынешней весной можно высаживать траву. [5]

Читайте также: