Чрезвычайные ситуации, связанные с загазированием природными взрывчатыми веществами

Проблема обеспечения безопасных условий по газовому фактору для газообильных предприятий горнодобывающей отрасли является одной из приоритетных. Основными методами борьбы со скоплениями вредных и опасных газов являются вентиляция горных выработок и подземных сооружений, направленная на поддержание допустимого содержания газа по всему их объему, и дегазация основных источников газовыделения.

В связи с темой, затрагиваемой в статье, имеет смысл говорить о техногенных чрезвычайных ситуациях, которые могут возникнуть в горной промышленности по следующим причинам:

• •    просчёты при проектировании и недостаточность уровня безопасности;

• •    сложность технологий;

• •    некачественное строительство или отступление от проекта;

• •   непродуманное размещение производства;

• •   нарушение требований технологического процесса из-за

недостаточной подготовки или недисциплинированности и халатности персонала;

• •   физический и моральный износ оборудования и механизмов.

Если обращаться к исследованиям РГПУ имени А.И. Герцена о чрезвычайных ситуациях и их поражающих факторах, то каждая чрезвычайная ситуация в своем развитии проходит четыре типовые стадии.

В контексте рассматриваемой темы они могут выглядеть следующим образом:

• •    Накопление газов до предельно допустимой концентрации (ПДК), которое может занять от сравнительно малого до большого отрезка времени, а в некоторых случаях может быть достигнуто буквально за минуты или даже секунды.

• •    Вынос газа в рабочую зону.

• •    Взрыв или отравление в зависимости от типа газа.

• •    Наступление последствий таких как: обрушение, пожары, травмирование, гибель горнорабочих.

Достоверный прогноз опасности содержания взрывчатых газов рудных месторождений основан на данных геологической разведки состава, мощности и возраста вмещающих пород. На состав, объем и интенсивность выделений природных газов в подземных горных предприятиях влияют общие геоморфологические или гидрогеологические факторы, содержание ресурсов газов в недрах и процессы газообмена между геологическими нарушениями и подземными водами.

Обеспечения газобезопасности подземных горных предприятий весьма сложно из-за большого различия в составе, объеме и форме выделений, особенностей генезиса газов и т.п. Для обеспечения газобезопасности при разработке различных рудных месторождений необходимо учитывать условия каждого подземного горного предприятия, состав газа, тип, геологический возраст и литологический состав коллектора газа, глубину начала выделений газа и максимальный дебит газа. А так же немаловажно совершенствовать способ прогнозирования дебита метана и расчёт необходимого расхода воздуха.

Есть мнение, что условия формирования, воспламенения и взрыва взрывоопасной смеси создаются в результате недостоверного прогнозирования дебита метана. Дебит метана зависит от многих факторов, но основным является метаноносность источников его выделения. Недостоверные и заниженные данные о дебите метана приводят к ошибочному определению необходимого расхода воздуха. Основная ошибка заключается в том, что природную метаноносность представляют одинаковой в пласте в пределах шахтного поля или выемочного столба. При подработке участков пласта с неодинаковой метаноносностью в выработанное пространство будет поступать метан также неравномерно.

Причиной формирования взрывоопасной смеси потенциально может быть и методика расчёта необходимого расхода воздуха для проветривания выемочного участка. Она не учитывает системного влияния производственных процессов в лаве и в окружающем массиве на формирование взрывоопасных ситуаций в пределах выемочного участка. Во время работы выемочной машины, передвижки крепи, посадки основной кровли изменяется интенсивность выделения метана в лаве [2].

Общее число жертв взрывов и пожаров на шахтах не столь велико, однако всего один пожар или взрыв может унести множество жизней. Это наглядно видно на приведённых ниже гистограммах.

Рис. 1. Статистические данные по взрывам на период 1989-1997

Рис. 2. Статистические данные по жертвам взрывов на период 1992-2007

В настоящее время происшествия, связанные с загазированностью природными взрывчатыми веществами не выделены в отдельную систему учета в законодательной базе. Так как в последние годы можно наблюдать тенденцию увеличения количества взрывов, приведших к гибели сотен горнорабочих, можно утверждать, что загазирование взрывчатыми газами выше ПДК следует так же считать ЧС. Ранее проводились исследования на данную тематику, но в связи с изменившимся уровнем техники и технологии, увеличением объёмов добычи и ростом глубины ведения работ, следует считать целесообразным проведение дополнительных исследований. По итогам данных исследований возможна и необходима разработка методик, направленных на минимизацию потерь или в некоторых случаях на недопущение возникновения чрезвычайных ситуаций подобного рода.