Обеспечение безопасности при внезапных выбросах угля и газа
Скачати 77.83 Kb.
|
|
С. Г. ЛУНЕВ, канд. техн. наук (Теруправление Госнадзорохрантруда по Донецкой обл.) ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСАХ УГЛЯ И ГАЗА Факторами поражающего действия при внезапных Расстояния, с которых должно осуществляться ди- выбросах угля и газа являются масса выбрасываемо- станционное управление, установлены на основании го из пласта угля и выделяющийся метан. В качестве статистики дальности отброса угля и составляют 15— мер обеспечения безопасности работающих предусмат- 200 м в зависимости от условий ведения работ [2]. При ривается дистанционное управление добычными, про- этом с достаточно высокой надежностью исключает- ходческими и буровыми машинами и механизмами, а ся возможность травмирования выбрасываемым углем, для жизнеобеспечения в загазированной атмосфере вы- но, как показывает практика, такие расстояния небе- работок — устройство отводов сжатого воздуха, пе- зопасны от поражения метаном, о чем свидетельству- редвижных спасательных пунктов и снабжение людей ют известные из опыта расследований газодинамичес- изолирующими самоспасателями [1]. ких явлений в шахтах и частично описанные в работе [3] случаи гибели людей от удушья. То обстоятельство, что поток метановоздушной смеси при внезапных выбросах нередко все же настигает людей, пытавшихся убежать из опасной зоны, указывает на весьма высокую скорость распространения его по выработке. Воспользоваться имеющимися техническими средствами жизнеобеспечения становится проблематичным, поскольку изолирующие самоспасатели эффективны лишь при спокойной ходьбе, а отводы сжатого воздуха и передвижные спасательные пункты не всегда находятся вблизи рабочих мест. Очевидно, научно обоснованный подход к обеспечению метанобезопасности работающих на выбросоопасных пластах должен базироваться на закономерностях динамики нарастания концентрации метана при возникновении внезапных выбросов. Для выявления этих закономерностей использовались результаты определения содержания метана в пробах газа, отбираемых автоматическими пробонаборниками конструкции МакНИИ [4]. К анализу принято 170 определений концентрации метана при выбросах интенсивностью до 250 т в подготовительных выработках на шахтах Центрального и Донецко-Макеевского районов Донбасса. На основании корреляционного анализа связи содержания метана в атмосфере выработок с интенсивностью выбросов, расстоянием от забоя до пробонаборников и временем с момента возникновения выбросов установлена зависимость концентрации от указанных факторов, описывающаяся выражением 89,56-Щ-У^У' ~~ гО,132 0,065/г* J е / (1) при г| = 0,99 ± 0,002; НА = 458 > 3, где С — концентрация метана, %; J — интенсивность выброса, т; t — время с момента возникновения выброса, с; / — расстояние от забоя до пробонаборника, м; Р, k — эмпирические коэффициенты, Р = О,О18УО,59- k = 1)87у~О,55е0,013У; г) — коэффициент множественной корреляции; НА — надежность связи. Из приведенных на рис. 1, а графиков изменения концентрации метана во времени, рассчитанных по формуле (1) при заданных интенсивностях J выбросов 50, 100 и 200 т и расстояниях / от забоя 15 и 100 м, видно, что чем сильнее выброс и меньше расстояние от него, тем раньше повышается концентрация метана, причем ее рост начинается с 2%. Подставляя эту величину в выражение (1) и задаваясь численными значениями параметров J и /, можно определить время /, в течение которого концентрация повышается до 2%. При этом формула (1) преобразуется в логарифмическое уравнение t = a\gt + b, (2) где а и b — натуральные числа, получаемые после преобразования. Искомая величина / определяется подбором, когда уравнение (2) превращается в тождество, или графоаналитическим методом. Результаты расчетов приведены в таблице при интенсивностях выбросов и расстояниях от забоя, принятых согласно Инструкции [1] в качестве безопасных от поражения работающих выбрасываемым углем при дистанционном управлении машинами и механизмами на выбросоопасных пластах. Из таблицы следует, что время нарастания концентрации метана до 2% изменяется в довольно узком диапазоне: от 2,5 с при J = 200 т и / = 15 м до 3,7 мин при J = 10 т и / = = 200 м, причем в 70% случаев оно не превышает 1 мин. Дальнейший рост концентрации во времени, как видно из рис. 1, происходит еще быстрее и в течение 15—20 с она достигает предельных значений (90%). Для изучения динамики нарастания концентрации метана во времени в зависимости от интенсивности выбросов и расстояний от забоя рассчитаны единичные значения скорости Vj на интервалах времени А/,, кратных 2,5 с: v.: = ДС/Д?., (3) где ДС, — приращение концентрации метана на интервале At,, определяемое по графикам рис. 1, а. Рис. 1. Изменение концентрации С метана (а) и скорости нарастания концентрации v (б) во времени /: 1,2,3 — при У, равном 50,100,200 т, и/= 15м; 7', 2', 3'—то же, при /= 100 м. По результатам расчетов (рис. 1, б) построены кривые изменения скорости нарастания содержания метана во времени, начало отсчета которого принято с момента достижения концентрации 2% в 15 и 100 м от забоя при выбросах интенсивностью 50, 100 и 200 т. В случае одной и той же интенсивности графики на указанных расстояниях практически совпадают, а следовательно, после повышения концентрации до 2% скорость дальнейшего нарастания ее уже не зависит от этих расстояний и изменяется прямо пропорционально времени и интенсивности выбросов, составляя 10—20% в 1 с. При столь быстром нарастании содержания метана, когда смертельно опасная концентрация его (около 40%) создается спустя всего 12—17 с после достижения 2%, превалирующим психологическим фактором поведения и самоспасения в такой экстремальной ситуации становится стремление бежать от надвигающегося пылегазового облака, а не искать в нем спасительный отвод сжатого воздуха. Но как показывают расчеты по данным таблицы, скорость перемещения фронта метановоздушного потока может быть более 5 м/с, а чтобы не быть настигнутым этим потоком, человек должен бежать с еще большей скоростью, что в реальных условиях выработок практически невозможно. Согласно требованиям ПБ [5] при появлении предупредительных признаков выбросоопасности или повышении концентрации метана до 2% работы в забое должны быть прекращены, а люди выведены на свежую струю воздуха. Однако при дистанционном управлении забойными машинами и механизмами работающие лишены возможности наблюдать предупредительные признаки, а недопустимое повышение концентрации метана может быть следствием уже происшедшего выброса и обнаруживается с запозданием, когда самоспасение становится маловероятным. В этой связи альтернативным решением проблемы обеспечения безопасности может быть создание быстродействующей автоматизированной системы опережающего включения подачи свежего воздуха непосредственно в места дистанционного управления с момента развития газодинамических явлений. Начальная стадия внезапных выбросов характеризуется [1] быстронарастающим трещинообразованием в приза-бойной части пласта, распространяющимся в глубь масси- ва и переходящим в лавинообразное разрушение, и сопровождается повышением акустической эмиссии. На основании анализа амплитудно-частотных характеристик акустических сигналов установлено, что непосредственно перед выбросами и в процессе их развития спектры этих сигналов обогащаются низкочастотными составляющими (менее 50 Гц), амплитуды которых повышаются, т. е. спектральные максимумы смещаются в область низких частот. Аналогичные изменения претерпевают и спектры акустических сигналов, возбуждаемых в массиве исполнительным органом забойной машины или механизма. Многофакторный анализ акустической информации о состоянии выбросоопасности в действующем забое может осуществляться достаточно оперативно с помощью ЭВМ. Таким образом, безопасность работающих при дистанционном управлении машинами и механизмами на выбросоопасных пластах обеспечивается благодаря непрерывному контролю изменения акустических сигналов в процессе технологического воздействия на пласт. Смещение спектральных максимумов этих сигналов в определенный диапазон низких частот является объективным признаком начальной стадии развития внезапных выбросов. На основе этого может быть создана автоматизированная система опережающего включения подачи свежего воздуха в места дистанционного управления при возникновении внезапных выбросов угля и газа. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа.— М.: ИГД им. Скочинского, 1989. Агафонов А. В. Способы и средства обеспечения безопас ности проведения подготовительных выработок по выбро- соопасным пластам.— Донецк: Донбасс, 1998. Николин В. И., Заболотний А. Г., Лунев С. Г. Современ ные представления природы выбросоопасности и механиз ма выбросов как научная основа безопасности труда.— До нецк: ДонГТУ, 1999. Бобров И. В. Способы безопасного проведения подгото вительных выработок на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.— М.: Госгортехиздат, 1961. Правило, безопасности в угольных шахтах.— К.: Основа, 1996. |
Схожі:
 | Государственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда метрологическое обеспечение в области безопасности труда. Основные положения гост 12 005-84 Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 июля 1984 г. №2540 срок введения установлен | | Влияние глубины горных работ на изменение условий проявления внезапных выбросов Малинникова о. Н., Смирнова г. Г. (Тема 01600, 1986)//Вопросы предотвращения внезапных выбросов: Науч сообщ. /Ин-т горн дела им.... |
| Зйклрчпвтся в следующем Кулишов в. М. "Исследование закономерностей разгружающего действия отработки защитных пологих пластов для борьбы с внезапными выбросами... | | Опубликовано: 29. 09. 2003 Автор / Источник: Отдел информации (Строй Бизнес Маркет) Запасов угля хватит на 165 лет, нефти и газа, которые считаются в нашей стране этакой бездонной валютой, соответственно — на 65 и... |
| 25% энергии в мире вырабатывается из природного газа. По добыче газа первое место в мире устойчиво занимает Россия Залежи природного газа обычно находятся вместе с нефтью, хотя существуют чисто газовые месторождения. Природный газ, как нефть и... | | Анализ воздействия термодинамических параметров на работу абсорбционной колонны установки осушки природного газа гордиенко О. И., студентка Процесс гликолевой осушки известен уже многие год Оды и по-прежнему остается основным технологическим инструментом подготовки природного газа и попутного нефтяного газа к транспорту... |
| Методические рекомендации преподавания основ безопасности жизнедеятельности в 2014-2015 учебном году в образовательных учреждениях г. Севастополя Целью подготовки обучающихся по предмету «Основы безопасности жизнедеятельности» является получение разносторонних знаний и приобретение... | | Приглашение Лаборатория информационной безопасности при Молдавской Экономической Академии (www security ase md) объявляет о проведении viii-й... |
| Бурно развивающаяся промышленность в XX, а особенно в XXI столетии требуют все больших энергетических затрат. Добыча угля, нефти, а затем и природного газа идет всевозрастающими темпами Энергоемких технологических процессов, создали и продолжают создавать все более экономичные двигатели (автомобильные, самолетные... | | А. С. Попова Кафедра информационной безопасности и передачи данных программное обеспечение пк методическое пособие «…набора операторов, который может быть представлен как единое целое в вычислительной системе и которое используется для управления... |