2. Прогноз взрывоопасности угольной пыли

Взрывчатость пыли зависит от дисперсного и вещественного состава пыли, выхода летучих продуктов при нагреве, количества витающей пыли, наличия в атмосфере горючих газов и влажности пыли и атмосферы.

Угольная пыль не взрывается при содержании в ней 60-70 % золы или инертных частиц. Степень взрывчатости угольной пыли связана с выходом летучих. Угольная пыль становится взрывчатой, если выход летучих из угля превышает 10 - 15 %. Угольная пыль взрывается при температуре 580-850°С, в зависимости от стадии метаморфизма. Наиболее взрывчата сухая угольная пыль (влажность угля 2-3 %).

Пласты угля с выходом летучих веществ 15 % и более относятся к опасным по взрывам пыли. На шахтах с такими пластами вводится пылевой режим. Для углей с выходом летучих веществ менее 15 % (кроме антрацитов) взрывчатость каменноугольной пыли устанавливается при специальных лабораторных испытаниях в МакНИИ. При этом для разрабатываемых шахтопластов нижний предел взрываемости устанавливается ежегодно, а для вновь вводимых в эксплуатацию - перед началом ведения горных работ.

3. Прогноз опасности внезапных выбросов

По проявлениям внезапных выбросов пласты относятся к опасным или угрожаемым. При проектировании вскрытия шахтного поля, пласта и выемочного участка предусматривается выполнение двух видов прогноза выбросоопасности: регионального для месторождения или его регионов и локального - для угольных шахтопластов. Отнесение пластов к опасным и угрожаемым по внезапным выбросам производится в соответствии с "Инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапных выбросах угля, породы и газа", в соответствии с которой установлены предельные значения природной газоносности, выхода летучих веществ, комплексного показателя степени метаморфизма угля и глубины разработки в Донбассе, при превышении которых должен осуществляться прогноз выбросоопасности угольных пластов и участков месторождений, ранее не отнесенных к опасным. Если геологоразведочными работами установлено наличие разрывных нарушений, закрытых складок, не имеющих выхода под наносы, то при газоносности угольных пластов более 10 м³/т угля такие месторождения или шахтные поля относятся к угрожаемым. К ним также относятся шахтные поля, характеризующиеся наличием в угольных пластах раздувов и утонений тектонического происхождения и перемятого угля с указанной выше газоносностью.

Опасность песчаников по внезапным выбросам устанавливается по результатам прогноза при ведении геологоразведочных работ или проведении выработок. Если при отработке выемочного поля имели место случаи внезапных выбросов или склонность к ним установлена прогнозом, то к опасным относятся пласты в пределах шахтного поля ниже вентиляционного штрека того горизонта, где отмечены выбросы.

При складчатой структуре залегания угольных пластов к опасным относится то крыло, в пределах которого при ведении горных работ отмечались внезапные выбросы или опасность установлена прогнозом. Для других крыльев выполняется самостоятельный прогноз.

На соседних шахтах, разрабатывающих одни и те же пласты, к угрожаемым относятся пласты в пределах крыла, имеющие общую границу на отрабатываемом горизонте с шахтой, где отмечены выбросы. На другом крыле этого горизонта к угрожаемым относятся пласты в зонах тектонических нарушений.

Производственной структурной единицей (объединение, холдинговая компания, самостоятельная шахта) совместно с МакНИИ и органами Госгорпромнадзора ежегодно составляется перечень особо выбросоопасных пластов и мероприятия по предотвращению внезапных выбросов. Последние обычно уточняются не реже одного раза в 6 месяцев.

При наличии опасности внезапных выбросов в технологии ведения горных работ на конкретном выемочном участке, прежде всего, учитывается порядок отработки пластов в свите, определяются границы защищенных зон на выбросоопасных и угрожаемых пластах после отработки неопасного защитного пласта. Эффективное защитное действие обеспечивается размером междупластья (при подработке до 100м, надработке - 40 - 60м). При этом должно соблюдаться требуемое Правилами безопасности опережение работ по защитному пласту в направлении простирания по отношению к работам на опасном пласте (обычно не менее 20м).

Установленная на стадии проектирования возможность проявления опасных факторов, вызванных природными условиями месторождения и каждого шахтного поля, при ведении горных работ требует прогнозирования характеристик их проявления во взаимосвязи с технологическими процессами подготовительных и очистных работ.

По требованиям Правил безопасности для выявления зон, опасных по внезапным выбросам, осуществляется текущий прогноз в соответствии с “Инструкцией по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа”. На таких шахтах организуются участки (службы) прогноза и борьбы с выбросами, осуществляющие и контролирующие эффективность способов предотвращения внезапных выбросов. Способы прогноза подразделяются на региональные (опережающая отработка защитных пластов, заблаговременная дегазация и др.) и локальные (бурение опережающих скважин, сотрясательное взрывание, нагнетание воды в пласт, применение разгрузочных щелей и др.).

Текущий (непрерывный) прогноз выбросоопасных зон должен проводиться на опасных и угрожаемых пластах, полностью или частично незащищенных в пределах отрабатываемого выемочного поля. Если текущий прогноз по каким-либо причинам не выполняется, то разработка опасных и угрожаемых пластов должна производиться с применением специальных противовыбросных мероприятий во всех забоях.