Взрывы шахтного газа представляют серьезную угрозу безопасности в горнодо-бывающей промышленности. Они не только приводят к гибели людей, но и приносят производственные потери и огромные финансовые трудности для горнодобывающих компаний. 19 марта 2007 года на шахте "Ульяновская"у города Новокузнецк в ре¬зультате взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли погибли 110 человек. 25 февраля 2016 года на шахте "Северная"рядом с городом Воркута на глубине 780 м произошел внезапный выброс метана и два взрыва, повлекшие обрушение породы. В этот момент под землей находились 111 человек. 9 февраля 2005 года в резуль¬тате взрыва метановоздушной смеси на шахте "Есаульская"в Кемеровской области погибли 25 человек - 8 горняков и 17 горноспасателей; тела троих погибших так и не были найдены. Авария произошла во время ликвидации пожара в отработанной части пласта, когда резко повысилась концентрация метана. В ходе расследования выяснилось, что штаб по ликвидации пожара пользовался недостоверными сведени¬ями при расчете безопасного расстояния для работы спасателей.
Согласно статистическим данным от Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны в угольной промышленности основные предпосылки возникновения ЧС обусловлены высокой концентрацией газов и нарушением систем пылевзрывозащиты в шахтах, незначительными пространствами горных выработок в местах проведения работ. При таких условиях высока вероятность образования пожаро-, взрывоопасной концентрации пылегазовой смеси вследствие нарушения проветриваемости горных выработок и нарушения систем пылевзрывозащиты, кото¬рая может привести к взрыву и пожару в подземных выработках. Различные внеш¬ние или внутренние факторы, как изменения атмосферного давления, низкотемпера¬турное окисление угля, могут также влиять на составы в герметичной зоне шахты, в объеме, регулируемом граничными условиями. Они могут вызывать массовые обме¬ны между герметичной зоной и активными выработками, которые могут создавать взрывоопасную смесь газов, вызывающих усиление минных пожаров. Следователь¬но, в нормальных условиях добычи на угольном месторождении взрывоопасность атмосферы шахты, особенно для запечатанного участка, должна постоянно контро¬лироваться. Необходимо тщательно следить за критическим временем, когда успе¬вают накопиться метан или другие горючие газы,способные вызвать потенциальный взрыв. Срочно необходимо выполнять соответствующее принудительное управление в таких обстоятельствах, чтобы избежать несчастных случаев. Кроме того, при воз¬никновении аварии на шахте определение взрывоопасности также является важной работой по планированию или реализации любых стратегий по спасению шахты или мер по ликвидации последствий аварии.
Фундаментальные исследования взрываемости газовых смесей проводились мно¬гими исследователями. Кондо, Такидзава, Такахаши и Токухаси (2006) разработали расширенное уравнение Ле-Шателье для калибровки пределов воспламеняемости топливных смесей с учетом эффектов разбавления углекислым газом. Кондо, Та¬кидзава, Такахаши, Токухаси и Секия (2008) также изменили уравнение Ле-Шателье для калибровки пределов воспламенения для топливных смесей, когда азот исполь¬зуется в качестве единственного инертного газа. Наряду с этим был проведен ряд исследований, описывающих влияние давления окружающей среды на пределы вос¬пламеняемости органических газов, в которых предлагается ряд подходящих урав¬нений для идентификации их взаимосвязей. Температура, как еще один важный параметр окружающей среды, также оказывает большое влияние на пределы вос¬пламеняемости. Кроме того, исследователи применяют эти рекомендации для опре¬деления взрывоопасности шахтного газа. Джейкобс и Портер (1998) предложили свои алгоритмы для создания контрольной диаграммы, отображающей изменения в процентах горючих веществ, нижних и верхних пределов взрываемости в текущей атмосфере, которые можно применить к практическим проблемам в отрасли.
Определение взрывоопасности шахтного газа является важной работой, и она должна выполняться на регулярной основе. Тогда атмосфера шахты и ее меняю¬щаяся тенденция должны быть хорошо поняты и контролироваться операторами шахты. Это очень важно для безопасности производства шахты. В этой статье пред¬ставлен обзор методов определения взрывоопасности газа, используемых в основных странах-производителях угля во всем мире, а также продемонстрировано их при¬менение. Основные рекомендации для методов также обсуждаются в этой статье. Кроме того, путем выявления некоторых недостатков, существующих в этих мето¬дах, также обсуждаются и предлагаются некоторые предложения по их улучшению в будущих исследованиях. Следует отметить, что взрывы шахтного газа не только приносят материальный ущерб, но и приводят к гибели горнодобывающих компаний. Поэтому любые решения, связанные с управлением газами угольных шахт, должны быть тщательно продуманы до их реализации, особенно при планировании любых стратегий спасения шахт.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
