Категории шахт по газу

Категории шахт по газу (метану и (или) диоксиду углерода)

Категория шахт по газу (метану и (или) диоксиду углерода) Относительная газообильность, м
Негазовые Метан и (или) диоксид углерода не выявлены
Газовые
I До 5
II От 5 до 10
III От 10 до 15
Сверхкатегорные 15 и более, суфлярные выделения
Опасные по внезапным выбросами угля (породы) и газа Пласты, опасные по внезапным выбросам угля (породы) и газа

Приложение N 8

к Федеральным нормам и правилам в

области промышленной безопасности

«Правила безопасности в угольных

шахтах», утвержденным приказом

Федеральной службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору от 19 ноября 2013 года N 550

Величина зазоров на участках, на которых горная выработка меняет свое направление, и на примыкающих к ним прямых участках горных выработок

Место расположения зазора

Величина зазора, м

V 1 м/с V > 1 м/с
Со стороны прохода для людей 0,7 + Н 0,85 + Н
С неходовой стороны 0,2 + Н 0,3 + Н

Примечание. V — скорость движения на участках, на которых горная выработка меняет свое направление, и примыкающих к ним прямых участках горных выработок, м/с; Н — величина уширения выработки, м.

Длина прямых участков горных выработок, примыкающих к участкам, на которых горная выработка меняет свое направление

Радиус закругления, м 6 6 8 10-14 16-20 20-25
Длина примыкающих участков, м 30 25 20 15 10 5

Приложение N 9

к Федеральным нормам и правилам в

области промышленной безопасности

«Правила безопасности в угольных

шахтах», утвержденным приказом

Федеральной службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору от 19 ноября 2013 года N 550

Максимальная скорость подъема и спуска людей и грузов по вертикальным и наклонным горным выработкам

Наименование горных выработок

Максимальная скорость подъема и спуска, м/с

людей грузов
Вертикальные горные выработки, оборудованные:
клетями 12 Определяются проектом
скипами
Наклонные горные выработки, оборудованные:
скипами 7
вагонетками 5 5
Вертикальные горные выработки в проходке, оборудованные:
бадьями (по направляющим) 8 12
бадьями (без направляющих) 2 2
подвесным проходческим оборудованием 0,2
спасательными лестницами 0,35
Спуск негабаритов по вертикальным и наклонным горным выработкам 1/3 номинальной скорости для данного подъема

Величина среднего замедления подъемной установки при подъеме расчетного груза

Угол наклона горной выработки, град 5 10 15 20 25 30 40 50 и более
Величина замедления, м/с 0,8 1,2 1,8 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0

Категории шахт (рудников) по газу

АЭРОЛОГИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Конспект лекций для студентов специальности 090300
«Обогащение полезных ископаемых»

Санкт-Петербург
2002

ВВЕДЕНИЕ

Аэрология горных предприятий (вентиляция) – отрасль горной науки, изучающая свойства атмосферы, законы движения воздуха, перенос его газообразных примесей, пыли и тепла в горных выработках и производственных помещениях, а также технику проветривания.

Вентиляция является основным средством создания благоприятных санитарно-гигиенических условий, повышения уровня безопасности работ на предприятиях по добыче и переработке полезных ископаемых.

В связи с углублением горных работ, интенсификацией производственных процессов увеличивается количество вредностей, поступающих в атмосферу, повышается температура воздуха. В этих условиях роль вентиляции постоянно растет.

Системы вентиляции современных шахт характеризуются большой протяженностью выработок, сложностью вентиляционных сетей, большой мощностью главных вентиляторов.

Число выработок в современных шахтах достигает многих сотен, а общая их протяженность – до 120 км. В шахты подается до 40 тыс. м3/мин воздуха (до 15 т воздуха на 1 т добываемого полезного ископаемого). Главные вентиляторы с диаметром рабочего колеса ≈ 5 м имеют производительность до 600 м3/с, депрессию – до 9000 Па, мощность двигателя – до 4000 кВт.

Горные инженеры-обогатители должны знать нормативные требования к составу и состоянию атмосферы горных предприятий, уметь производить инженерные расчеты по вентиляции, иметь представление об основных законах аэромеханики и основах аэрогазопылединамики. Именно эту цель и преследует курс «Аэрология горных предприятий».

Основоположниками отечественной рудничной аэрологии являются А.А. Скочинский, В.Б. Комаров. Большой вклад в ее развитие внесли А.Н. Щербань, В.Н. Воронин, А.И. Ксенофонтова, П.И. Мустель, К.З. Ушаков, И.И. Медведев.

В области промышленной вентиляции работали В.В. Батурин, А.В. Калмыков, М.П. Калинушкин и др.


Курс «Аэрология горных предприятий» содержит следующие разделы:

1. Атмосфера горных предприятий.

2. Аэромеханика горных предприятий.

3. Вентиляция горных предприятий.

Раздел I. АТМОСФЕРА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Атмосферный воздух

Атмосферный воздух – это оболочка, из семи газов и паров, окружающая Землю. До высоты около 20 км над уровнем моря он практически постоянен и состоит (%): О2 – 20,95; N2 – 78,08; СО2 – 0,03; аргон – 0,93; гелий, неон, криптон, ксенон, озон и др. — 0,01.

Кислород – газ без цвета, запаха и вкуса, его относительная плотность — 1,11. В состоянии покоя человек потребляет 350 см3/мин кислорода. При 17% О2 наблюдается одышка, при 12% — обморочное состояние, 9% — смертельно опасная концентрация. Для человека имеет значение не процентное содержание О2, а его количество в единице объема воздуха, которое, в свою очередь, определяется его парциальным давлением.

Парциальное давление кислорода снижается при снижении давления и уменьшении концентрации.

Причины снижения концентрации: окислительные процессы, ведение взрывчатых и сварочных работ, пожары, взрывы, вытеснение выделяющимися газами.

Согласно ГОСТ содержание О2 в воздухе рабочей зоны должно быть не менее 20%.

Углекислый газ – без цвета, запаха, имеет слабокислый вкус. Его относительная плотность – 1,52. При 6% СО2 появляется одышка, при 10% — обморочное состояние, 20 – 25% — смертельно опасная концентрация.

Источники увеличения содержания СО2 в воздухе: окисление древесины и угля, выделение в чистом виде из горных пород, взрывные работы, пожары, дыхание людей.

Допустимое содержание СО2 в воздухе рабочей зоны – 0,5%, на исходящей из шахты – 0,75%, при работах по завалу – 1,0%.

Азот – инертный газ, без цвета, запаха и вкуса, с относительной плотностью 0,97. Может выделяться из угля и пород (азотоносность угольных пластов до 2 м3/т). Его содержание в воздухе не регламентировано.

Ядовитые газообразные примеси воздуха

Наиболее часто встречающимися в горных выработках и в производственных помещениях обогатительных фабрик ядовитыми газами являются: оксид углерода (СО), оксиды азота (NОх), сернистый газ (SO2), сероводород (Н2S), аммиак (NН3), формальдегид (НСОН), акролеин (СН2СНСОН).

(1.1.)

Содержание газов в воздухе характеризуется их концентрацией, равной отношению количества данного газа ко всему количеству газовоздушной смеси. Различают объемную (%) и массовую (мг/л, мг/м3) концентрации. При известной объемной концентрации (Соб, %) его массовая концентрация (См, мг/л) определяется по формуле:

См=0,446·М·Соб,

где М – относительная молекулярная масса газа.

Краткая характеристика ядовитых газообразных примесей и их предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Ядовитые газы

Газ Относительная плотность Цвет Запах Вкус Действие на человека Смертельная концентрация, % ПДК % (мг/м3)
СО 0,97 Отравляющее вытесняет О2 0,4 0,0017 (20) Взрывные работы, пожары, взрывы, ДВС
NO2 1,59 бурый резкий Слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, отек легких 0,025 0,00026 (5) Взрывные работы
SO2 2,22 раздражающий кислый Слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, отек гортани 0,05 0,00038 (10) Выделения из пород, взрывные работы в серосодержащих породах, пожары
Н2S 1,19 тухлых яиц сладковатый Слизистые оболочки дыхательных путей и глаз 0,1 0,00071 (10) Выделения из пород, взрывные работы в серосодержащих породах, пожары
NН3 0,596 резкий Слизистые оболочки, отек гортани 0,0025 (20) Выделения из аппатито-нефелиновых пород, пожары
НСОН 1,04 Слизистые оболочки, центральная нервная система 0,00004 (0,5) ДВС
СН2СНСОН 1,9 пригорелых жиров Слизистые оболочки, центральная нервная система 0,014 0,000009 (0,2) Разложение дизельного топлива

При одновременном наличии в воздухе нескольких газов однонаправленного действия их содержание должно удовлетворять условию:

(1.2.)

С1/ПДК1+С2/ПДК2+··········+Сн/ПДКн≤1,

где С1, С2, ··········, Сн – фактическая концентрация газов; ПДК1, ПДК2,··········, ПДКн – предельно допустимые концентрации соответствующих газов.

Взрывчатые газы

В воздухе подземных горных выработок и помещений обогатительных фабрик кроме ядовитых могут быть также взрывчатые газы, среди которых наиболее опасными и часто встречающимися являются метан и водород.

Метан (СН4) – газ без цвета, запаха и вкуса, при обычных условиях весьма инертен. Его относительная плотность 0,5539, вследствие чего он скапливается в верхних частях выработок и помещений.

Метан образует с воздухом горючие и взрывчатые смеси, горит бледным голубоватым пламенем. Реакция горения метана — СН4+2О2=СО2+2Н2О. В подземных выработках горение метана происходит в условиях недостатка кислорода, что приводит к образованию оксида углерода и водорода (СН4+О2=СО+Н2+Н2О).

При содержании метана в воздухе до 5-6% (при нормальном содержании кислорода) он горит около источника тепла (открытого огня), от 5-6% до 14-16% взрывается, свыше 14-16% не взрывается, но может гореть при притоке кислорода извне. Сила взрыва зависит от абсолютного количества участвующего в нем метана. Наибольшей силы взрыв достигает при содержании в воздухе 9,5% СН4.

Температура воспламенения метана 650-750оС; температура продуктов взрыва в неограниченном объеме достигает 1875оС, а внутри замкнутого объема 2150-2650оС. Давление в месте взрыва в среднем в 8 раз превосходит начальное давление газовоздушной смеси до взрыва. Наиболее часто метан выделяется в каменноугольных и нефтяных месторождениях. Он встречается также в каменносоляных, калийных и железорудных бассейнах.

Метан образовался в результате разложения клетчатки органической массы под влиянием сложных химических процессов без доступа кислорода. Существенную роль при этом играет жизнедеятельность микроорганизмов (анаэробных бактерий).

Установлено, что на 1 т угля образуется 100-200 м3 метана.

В породах метан находится в свободном (заполняет поровое пространство) и связанном состоянии. На современных глубинах основное количество метана находится в связанном состоянии. При этом различают три формы связи СН4 с твердым веществом: адсорбция, абсорбция и хемосорбция. Основное количество связанного метана находится в адсорбированном состоянии.

Количество метана, содержащегося в единице массы угля (породы) в естественных условиях, называется газоносностью.

Газоносность зависит от газоемкости угля (породы), под которой понимается максимальное количество метана, которое может содержаться в единице массы угля (породы) при определенных давлении и температуре.

Газоносность угольных пластов может определяться прямым способом при разведке месторождений (исследование керна) или путем определения газоемкости в лабораторных условиях.

Различают три вида выделения метана в горные выработки угольных шахт: обыкновенное, суфлярное, внезапные выбросы.

Обыкновенные выделения метана происходят с обнаженных поверхностей угольного массива через мелкие, невидимые поры и трещины. Интенсивность газовыделения в первые моменты после обнажения составляет от 5-7 до 50 л/мин с 1 м2 обнаженной поверхности. Затем интенсивность газовыделения быстро падает и практически прекращается через 6-12 месяцев.

Суфлярным называется выделение метана из крупных видимых на глаз трещин и пустот в угле и породах. Дебит суфляров достигает десятков тысяч м3 в сутки, продолжительность выделений – от нескольких часов до нескольких лет.

Внезапный выброс – выделение большого количества газа (от сотен до сотен тысяч м3) в выработку с одновременным выбросом значительного количества (от одной до нескольких тысяч тонн) угля за короткий промежуток времени.

Данные о газоносности служат исходным материалом для прогноза газообильности шахт. Различают абсолютную и относительную газообильности.

Абсолютная газообильность шахты (выработки) – количество метана, выделяющегося в единицу времени (м3/мин, м3/сутки). Относительная газообильность – количество метана, выделяющегося в шахте на 1 т добываемого угля или в руднике на 1 м3 горной массы.

В зависимости от относительной газообильности угольные шахты и рудники делятся на категории (табл. 1.2.).

Таблица 1.2.

Категории шахт (рудников) по газу

Категория Относительная газообильность
Шахта, м3/т Рудник, м3/м3
I <5 <7
II 5-10 7-14
III 10-15 14-21
Сверхкатегорная >15, опасные по суфлярам >21, опасные по суфлярам
Опасные по внезапным выбросам Шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожающие по внезапным выбросам угля и газа

Для борьбы со взрывами метана в горных выработках проводится комплекс мероприятий по предупреждению опасных скоплений метана в выработках, по предупреждению воспламенения метана, по ограничению последствий взрыва.

Основной мерой предотвращения опасных скоплений метана является вентиляция выработок, обеспечивающая поддержание допустимых концентраций газа. По правилам безопасности содержание метана в шахтном воздухе не должно превышать значений, приведенных в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Допустимое содержание метана в горных выработках

Выработки

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *