7.2 Мероприятия направленные на предупреждение самовозгорания угля

Согласно заключению РосНИИГД угли пластов III, IV, V, VI отнесены к группе весьма склонных к самовозгоранию. Для пластов средней мощности VIa,XI,XII,XVI,XVII, отнесенных к склонным к самовозгоранию на основании данных геологического отчета, до начала очистных работ необходимо уточнить время инкубационного периода самовозгорания угля в соответствующем заключении.

Учитывая высокую эндогенную пожароопасность предусматривается при отработке верхнего слоя пласта IV-Vи верхней пачки пласта VI, усилить контроль за оставлением подкровельных угольных пачек, что значительно уменьшит потери угля в выработанном пространстве и снизит вероятность возникновения эндогенных пожаров. При отработке нижних слоев мощных пластов, в кровле которых необходимо оставлять межслоевую (защитную) угольную пачку, газоотвод не предусматривается в связи с их дегазацией при надработке.

При отработке пластов средней мощности VIa,XI,XII,XVI,XVIIвыемка угля предусматривается на полную мощность без оставления угольных пачек, что исключает возникновение благоприятных условий для окислительных процессов угля в выработанном пространстве при организации изолированного отвода метана за счет поверхностных газоотсасывающих установок и применения изолированного отвода метана за счет общешахтной депрессии.

Также предусматривается, для снижения эндогенной пожароопасности,следующие мероприятия:

- аэродинамическая изоляция выемочных участков межштрековыми целиками, которые служат противопожарными. Сбойки в целиках тщательно изолируются;

- пропитку выработанного пространства лав аэрозолями антипирогенов;

- возвратноточную схему проветривания выемочных участков при отработке 2-х слоев мощных пластов, характеризующихся бόльшей пожароопасностью;

- в соответствии с требованиями «Инструкции по предупреждению и тушению эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса» достаточно высокая скорость подвигания очистного забоя60-90 м/мес.;

- инертизацию атмосферы за пределами активно проветриваемой зоны выработанного пространства действующего очистного забоя вследствие выделения метана из угольного массива нижнего слоя. В особых случаях отработки, сопровождающихся неизбежными концентрированными потерями угля (отработка в зонах нарушений, в зонах повышенной мощности и др.), для инертизации атмосферы в выработанном пространстве предусматривается использование комплексов-газификаторов жидкого азота (типа «МИГ 0,3-1,6», «Зиминец-1»¹);

- заполнение монтажных и демонтажных камер гелеобразующими составами, обработку скоплений угля в зонах геологических нарушений инертной вспененной глинистой пульпой и водными растворами антипирогенов угольных целиков;

- использование инъекционных составов (глинистая паста, глинистая пульпа, суспензия с коагулятором, гипсовые, песчано-цементные растворы и др.) для заполнения куполов и закрепного пространства в выработках;

- изоляцию выработанного пространства выемочных участков взрывоустойчивыми перемычками, возводимыми в целиках шириной не менее зоны опорного горного давления;

- засыпку негорючими материалами всех провалов, выемок и трещин, образующихся на поверхности при отработке пластов угля. Засыпку провалов осуществлять с отставанием от действующего очистного забоя на 25-30 м. Засыпку производить круглый год. Для предупреждения проникновения воды в выработанное пространство провалы, трещины должны быть защищены дренажными канавками;

- подачу воздуха на выемочный участок не превышающего расчетное значение более чем на 20 ;

- в качестве пожарно-профилактической меры при применении комбинированных схем проветривания выемочных участков предусматривается подача в спутном воздушном потоке летучей золы или инертной пыли в количестве 30% от объема выносимой в выработанное пространство угольной пыли. Необходимый объем летучей золы или инертной пыли устанавливается опытно-экспериментальным путем ИТР выемочного участка;

- установка в местах повышенной пожароопасности (пересечения выработок, купола, вывалы в бортах и т.д.) датчиков для контроля температуры в закрепленном пространстве;

- установка на исходящей из очистного забоя струе воздуха датчика «СО», входящего в комплект системы «Микон-1Р» для контроля концентрации окиси углерода;

- проведение воздухоподающих уклонов с высоким аэродинамическим давлением комбайновым способом без оставления пачки угля в кровле пласта.

Контроль за эндогенной пожароопасностью осуществляется по результатам анализов газового состава рудничной атмосферы, измерения влагосодержания, температуры воздуха и воды как на действующих, так и прилегающих к ним (ранее изолированных) выемочных полях (столбах). На всех выемочных полях для каждой лавы определяется фон индикаторных газов.

Особую трудность представляет обнаружение ранних стадий самовозгорания угля при нагнетательном способе проветривания, когда отсутствует возможность бурения в выработанное пространство контрольных скважин с земной поверхности или из подземных выработок. В таких условиях для повышения эффективности контроля необходимо использовать данные наблюдений, полученные при реверсии вентиляционной струи.

Контроль за составом рудничной атмосферы производится контрольно-наблюдательной службой шахты и ВГСО в два этапа: первый этап – определение фоновой концентрации окиси углерода, водорода, углекислого газа и предельных углеводородов; второй этап – наблюдение за изменением содержания окиси углерода в атмосфере контролируемого участка с помощью аппаратуры «СО» или газоанализатора ГХ-4.

При использовании экспресс-метода (прибором ГХ-4) наблюдения за микроконцентрациями окиси углерода в рудничном воздухе проводят работники ВТБ с периодичностью не реже одного раза в сутки. Измеренные концентрации СО сопоставляются с фоновым уровнем.

При обнаружении длительного (в течение 1-2 мин) превышения концентрации окиси углерода над фоновым значением начальник ВТБ должен организовать отбор проб воздуха для последующего лабораторного анализа их на окись углерода, водород, углекислый газ и предельные углеводороды.

Для оценки текущей эндогенной пожароопасности горных работ и эффективности профилактических мероприятий широко применяется, разработанный НЦ ВостНИИ, термодинамический метод, основанный на измерении абсолютной влажности воздуха, поступающего в выработанное пространство и исходящего из него.

Контроль за признаками самонагревания угля должен вестись также на земной поверхности путем выявления газовых аномалий в приповерхностном слое толщиной 0,8-1,2 м по методике РосНИИГД.

При обнаружении признаков самонагревания угля в течение суток составляется акт, в котором указываются причины самонагревания и предлагаемые меры по локализации очага и его ликвидации (усиление изоляции выработанного пространства путем возведения дополнительных изоляционных сооружений (перемычек, рубашек и др.), увеличение скорости подвигания очистного забоя до максимально возможной, подача в район самонагревания угля глинистой пульпы, водных растворов антипирогенов или инертной вспененной глинистой пульпы).

Если применяемые меры не дают эффекта, то оформляется акт на эндогенный пожар. При возможности непосредственного воздействия на очаг пожара применяются активные методы тушения, независимо от работ по активному тушению эндогенного пожара должны вестись подготовительные работы по его изоляции.

Тушение эндогенных пожаров способом изоляции осуществляется при отсутствии аэродинамической связи пожарного участка с земной поверхностью и со сближенными пластами. Изоляционные перемычки должны быть взрывоустойчивыми.

Одним из мероприятий по предупреждению самонагревания угля является торможение процессов его окисления путем регулирования теплофизических параметров воздуха, фильтрующегося через угольное скопление.

Оптимальным тепловым режимом работы шахты в зимний период является поддержание начальной температуры воздуха в общешахтной поступающей струе на уровне 8°С при относительной влажности 60 % и более.

Увлажнение воздуха производится с помощью специальной установки, оборудованной в воздухоподающей выработке у сопряжения с вентиляционным каналом, путем подачи на вентиляционную струю конденсата водяного пара, воды в виде аэрозоля или комбинированным способом.