Страница 9: НПАОП 10.0-7.05-90. Руководство по борьбе с эндогенными пожарами на шахтах Минуглепрома СССР (44368)

tg- температура пород в зоне постоянной температура, °С (для условий шахт Донбасса h1 = 30 м; tg = (9...10) °С; gr = 33 м/°С).

4.3.2. Контроль за развитием процесса самовозгорания угля и тушением эндогенных пожаров по соотношению содержания этилена и ацетилена

Контроль за температурой угля в местах, недоступных для наблюдения, и стадиями развития процесса самовозгорания по соотношению этилена и ацетилена должен быть организован на участках с высокой эндогенной пожароопасностью. Контроль температуры угля при тушении эндогенных пожаров по соотношению содержаний этилена и ацетилена является дополнительной информацией, позволяющей оценивать возможность взрыва метановоздушной смеси и эффективность применяемых мероприятий. Он должен быть организован с момента возникновения и до окончания тушения пожара, а в случае изоляции пожара - до момента его списания. При этом не исключается применение других видов оперативного контроля.

Контроль включает следующее:

выбор места отбора проб воздуха и установление периодичности;

отбор проб воздуха;

определение содержания этилена и ацетилена, а также их фоновых значений. Для участков, где контроль по соотношению содержаний этилена и ацетилена организован после обнаружения ранних признаков самонагревания (самовозгорания) угля, фоновое содержание этилена и ацетилена не определяется, а их объемные доли принимаются соответственно (6-10)·10-7 и (3-5)·10-7 %;

установление стадий развития процесса самовозгорания по результатам анализа температуры угля.

Работы по организации контроля осуществляются работниками ВТБ шахт и подразделениями ВГСЧ в соответствии с мероприятиями, утвержденными главным инженером шахты и согласованными с ВГСЧ. В мероприятиях оговариваются места отбора проб воздуха, периодичность отбора, а также лица, ответственные «а отбор проб, их доставку в лабораторию и анализ.

Выбор места отбора проб газов

Для определения температуры угля по соотношению этилена и ацетилена на контролируемом участке должны быть отобраны газовые пробы не менее чем ин двух мест. Одно из них необходимо выбрать на поступающей струе, а второе - по ходу вентиляционной струи,

прошедшей через места наиболее вероятного нагревания угля с учетом что степень разбавления свежим воздухом выносимых газообразных продуктов должна быть минимальной.

Отбор проб может производиться непосредственно из атмосферы выработок, из пробоотборных трубок, заложенных в изоляционные перемычки, бутовые полосы или непосредственно в выработанное пространство, а также из скважин, пробуренных из подземных выработок или с поверхности.

Расположение точек отбора проб газов зависит от схемы проветривания и системы разработки. Для схем проветривания и систем разработки, показанных на рис.4.За и б, пробы отбираются из трубок, размещаемых в бутовой полосе у вентиляционной выработки с шагом 40...60 м (точка I) или у места поступления утечек из выработанного в призабойное пространство (точка 4).

При столбовой системе разработки (рис.4.3) должен быть предусмотрен отбор проб у мест выноса газов из выработанного пространства (точка I на рис.4.4а и точки 1 и 2 на рис.4.26), в исходящей струе (точка 2 на рис.4.4а и точка 3 на рис.4.46), а также из скважин, пробуренных в купола обрушения (точка 3 на рис.4.4 а и точка 4 на рис.4.4.1 ). Кроме того, одно из обязательных мест пробоотбора должно располагаться на поступающей струе (точка 4 на рис.4.4а и точка 5 на рис.4.46).

При наличии очага самонагревания (самовозгорания) угля в изолированном участке (рис.4.4в) пробы исходящих от очага струях должны отбираться из-за воздуховыдающих перемычек (точка I) или в общеисходящей струе вблизи этих перемычек (точка 2).

При разработке пластов угля по восстанию (падению) (рис.4.5) в качестве дополнительных мест пробоотбора можно рекомендовать места возможного выноса газов тепловой депрессией, При разработке пластов по восстанию (рис.4.5а ) этим местом может быть призабойное пространство вблизи вентиляционной выработки (точка 2), а при отработке пластов по падению (рис.4.56 ) - вентиляционный полевой штрек (точка 4) и заперемыченные выработки на вентиляционном штреке (точка 5).

Если выработанное пространство контролируемого участка имеет аэродинамическую связь с отработанными этажами или ярусами (отсутствуют целики угля между горизонтами), точки пробоотбора могут располагаться следующим образом:

в примыкающих к старым выработанным пространствам воздухо-подающих выработках (точка 1, рис.4.6а ) ;

Рис. 4.3. Схема расположения точек отбора проб

газов на содержание этилена и ацетилена: (сплошная система разработки) при возвратно-точной cxeмe проветривания (а) и при подсвежении на выработанное пространство (б)

Рис. 4.4. Схемы расположения точек отбора проб

газов на содержание этилена и ацетилена: (столбовая система разработка) при возвратноточной схеме проветривания (а); схема проветривания с подсвежением на массив угля (б) и на заперемыченных участках (в)

в воздухоподающих выработках нижнего слоя при двухсловной отработке пластов (точка 4, рис.4.6б );

из-за перемычек в выработке с общеисходящей струей (точки 5 и 6, рис.4.6а ) или на вентиляционных горизонтах шахт, разрабатывающих крутопадающие пласты (точка 3, рис.4.7а и точки 3 к б, рис.4.76 ).

В том случав, вола выработанное пространство контролируемого участка имеет аэродинамическую связь с поверхностью, а на шахте применяется нагнетательный или комбинированный (нагнетательно-всасывающий) способ проветривания, то, кроме обычных мест пробоотбора (из выработанного пространства, скважин, в поступающих и исходящих струях; должен быть предусмотрен отбор проб из скважин, пробуренных с поверхности иди выработок других горизонтов в выработанное пространство контролируемого участка. Расположение точек пробоотбора, характерное для таких случаев, показано на рис.4.8.

Порядок отбора газовых проб для определения содержания этилена и ацетилена

Газовые пробы для определения содержания этилена и ацетилена отбираются при контроле за ранними признаками самонагревания (самовозгорания) угля горным местером ВТБ или пробоотборщиком ВГСЧ, а при контроле за ходом тушения эндогенных пожаров - пробоотборщиком ВГСЧ.

Частота отбора проб при контроле за ранними признаками самонагревания (самовозгорания) угля устанавливается главным инженером шахты и согласовывается с командиром подразделения ВГСЧ, обслуживающего шахту. Периодичность отбора проб примерно равна половине инкубационного периода самовозгорания угля, но не более 10 суток.

Частота отбора проб при контроле за ходом тушения эндогенных пожаров определяется руководителем горноспасательных работ в соответствия с характером и стадией развитая пожара. Если установлено, что процесс самовозгорания достиг стадии горения, то последующие отборы газовых проб для определения температуры угля по соотношению содержаний этилена и ацетилена следует производить только после реализации мероприятии, направленных на тушение эндогенного пожара.

Запрещается производить отбор газовых проб в период подачи в выработанное пространство реагентов (води, пену, инертных газов и пр.)

Рис. 4.5. Схемы расположения точек отбора проб газов на содержание этилена и ацетилена при отработке пластов длинными столбами по восстанию (а) и падению (б)

Рис. 4.6 Схемы расположения точек отбора проб

газов на содержание этилена и ацетилена при наличии аэродинамической связи выработанного пространства контролируемого участка с отработанными при выемке пласта на всю мощность (а) и с разделением на слои (б)

Рис.4.7. Схема расположения точек отбора проб газов на содержание этилена и ацетилена при разработке крутопадающих пластов по простиранию (а) и щитовыми агрегатами (б)

Рис. 4.8. Схема расположения точек отбора проб газов на содержание этилена и ацетилена при разработке мощных крутопадающих пластов щитовой системой разработки без разделения на подэтажи и при наличии аэродинамической связи с поверхностью

предназначенных для тушения и профилактики эндогенных пожаров, а также в течение 6 часов после их подачи.

Если на аварийном участке произошел взрыв или вспышка метано-воздушной смеси, то отбор газовых проб должен производиться не ранее чем через 6 часов после восстановления нормального проветривания участка.

В случае изоляции пожара частота отбора газовых проб на содержание этилена и ацетилена устанавливается главным инженером шахты и согласовывается с командиром подразделения ВГСЧ. В период до момента исчезновения в изолированном участке оксида углерода им снижения содержания его до фоновых значений отбор газовых проб на содержание этилена а ацетилена должен производиться с частой в 2...3 раза меньшей, чем частота отбора проб газов на содержание СО2, СН4, СО, О2, Н2. После исчезновения в изолированном участке оксида углерода или снижения содержания его до фоновых значений (вплоть до момента списания пожара) период между отбором проб на содержание этилена и ацетилена должен быть не более 10 суток.

Отбор газовых проб на содержание этилена и ацетилена осуществляется путем прокачивания I л рудничного воздуха через специальную трубку-концентратор (рис.4.9), заполненную сорбентом. Прокачивание осуществляется аспираторами AM-5 (используется в комплекта с индикаторными трубками типа ГХ), выполняя при этом не менее 10 сжатий сильфона аспиратора. На концах трубок-концентраторов имеются гайки со штуцерами, соединенные резиновой трубкой 4. При отборе пробы резиновая трубка отсоединяется от одного из штуцеров и подсоединяется к аспиратору. Если отбор проб производится из атмосферы, второй конец оставляется свободна; если из скважин и других мест, - второй конец соединяется о трубкой дистанционного пробоотбора.

Перед подсоединением трубки-концентратора к скважине или трубкам дистанционного пробоотбора последние должны продуваться исследуемым газом в объеме, превышающем объем трубопровода иди скважины не менее чем в 4 раза. Время продувки определяемся по формуле

τпр = kd2lт/W , (4.3)

Рис. 4.9. Трубка-концентратор;

1- трубка с сорбентом ;

2- гайка ;

3- переходник ;

4- резиновая трубка

где τпр- время продувки, мин;

k - коэффициент кратности обмена (при транспортировке газа по скважинам

k = 1570, по трубопроводам из полихлорвинила k = 3140, по резиновому шлангу k = 7070);

d - внутренний диаметр трубопровода, м;

lт- Длина трубопровода, м;

W - объемная скорость прокачивания анализируемого газа

через трубопровод, л/мин.

Для продувки подводящих коммуникаций используются насосы или эжекторы (табл.4.4).

Таблица 4.4

Типы применяемых при отборе газовых проб транспортных средств и их характеристики

Если атмосферное давление в скважине, за перемычкой или в трубке дистанционного пробоотбора меньше, чем давление в месте отбора, отбор проб не производится.

При отборе проб из-за перемычек изолированных пожарных участков, не снабженных устройствами для дистанционного пробоотбора, время переноса индикаторных компонентов ох очага самовозгорания до перемычки рассчитывают до формуле

τпер=lbS/60g , (4.4)

где τпер - время переноса индикаторных компонентов, мин;

lb - расстояние от очага пожара до места отбора пробы, м;

S - площадь поперечного сечения выработки в свету, м2

g - утечки воздуха через перемычку, м3/мин. При определении утечек воздуха руководствоваться данными табл.4.5.

Таблица 4.5 Утечки воздуха через глухие перемычки

Указанные нормы утечек воздуха через перемычки соответствуют перепаду давления 500 Па. При других перепадах давления нормы утечек пересчитываются по формуле

g = gн(√h/500), (4.5)

где gн - норма утечек воздуха через перемычку при перепаде

давления 500 Па, м3/мин;

h - фактический перепад давления, определенный на основании замеров или по данным расчета депрессии шахты, Па.