Причины и последствия возгорания в выработках
Согласно статистическим данным, наибольшее число аварийных ситуаций в шахтах приходится на эндогенные пожары, которые в дальнейшем могут быть причиной метановых взрывов (до 66 % всех аварий). Ввиду того, что эндогенные пожары тяжело предсказать и прогнозировать, их изучение является актуальным для учёных ведущих научно-исследовательских институтов горной промышленности.
Как показали исследования, самовозгорание угля происходит в краевых частях выработок, граничащих с угольным массивом. В стадии интенсивного окисления (возгорания) уголь отличается снижением естественной влажности до 30 – 40 %. Ввиду этого гидравлический способ добычи угля наиболее приемлем в технологических процессах угледобычи, поскольку происходит конденсация влаги и седиментация водных частиц аэрозоля, которые образуются при контакте струи с массивом угля.
В процессе разрушения горной части пласта температура угля на 25 – 35 С выше в сравнении с обрушенными породами и основным угольным массивом. Поэтому при поступлении воздуха происходит самонагревание угля, которое становится причиной формирования очага возгорания в области части пласта, подвергшейся механодеструкции. Взрыв метана является причиной последующего возгорания, поскольку огонь и метан попадают в угольную пыль, находящуюся в примыкающих выработках, что и обуславливает воспламенение массивов угля. Для прогнозирования вероятности возникновения эндогенного пожара стоит применить методику оценки содержания влаги, находящейся в воздухе, который проходит через пространство выработки.
Профилактические способы предупреждения эндогенных пожаров
Для предупреждения возгорания краевых пластов, которые находятся в активной части выработки, необходимо направлять туда объёмные водные струи высокого давления. В качестве профилактического средства также используют растворы антипирогенов в виде аэрозолей, которые подаются в выработку. Это позволяет одновременно проводить технологические процессы добычи угля и предупреждать возникновение эндогенных пожаров.
Ввиду разной глубины залегания угольных пластов и специфики технологических процессов добычи угля профилактика эндогенных пожаров должна включать в себя оценку горно-геологических условий в месторождениях в каждом случае конкретно. Динамика распространения эндогенных пожаров свидетельствует о том, что на участках, расположенных на пологих пластах, пожары возникают как при нарушении геологических условий, так и в нормальном состоянии. Поэтому для профилактики возгораний следует повышать герметичность изолирующих сооружений.
Эндогенные пожары, возникающие в выемочных блоках шахт, являются причиной больших экономических потерь, ввиду чего многие шахты оказываются банкротами. Это подтверждает тот факт, что эндогенные пожары наиболее часто возникают в старых шахтах, поскольку изменившееся горное давление провоцирует самовозгорание в выработках. В данном случае для профилактики распространения пожара выполняют заполнение пустот гипсом, пенобетоном и другими негорючими веществами.
Выбор оптимального вентиляционного режима крайне необходим при оценке степени опасности шахты по метану, взрыв которого может спровоцировать возгорание угольной пыли. Поэтому планирование вентиляционной сети является важной частью технологии угледобычи, обеспечивающей безопасность жизни работающих людей.
Способы тушения эндогенных пожаров
Как предлагают современные исследователи, тушение эндогенных пожаров наиболее эффективно при создании газонепроницаемой оболочки, которая усилена наполнителем, состоящим из механических частиц. Данная операция носит двухстадийный характер: в первой части в разрыхлённую массу под напором нагнетают смесь, содержащую микрокапсулированный хладон. Во второй части тушения пожара подают смесь, состоящую из силиката натрия, пенообразователя, хлорной извести и воды. Пенная объёмная завеса предотвращает путь газов из очага возгорания.
Галоидированная пена при поступлении в место горения флегматизирует атмосферу путём выделения галоидированных углеводородов, изменяя состав газовых смесей и преобразуя их в невзрывоопасные, в то время, как хладон предотвращает повторное возгорание. Барьерная монолитная завеса содержит силикат натрия и наполнитель, состоящий из золошлакоматериалов и золы-уноса, которые предотвращают дальнейшее продвижение пламени.
Ранее был популярным способ тушения пожара силикатом натрия и воздушно-механической пеной, которая содержит антипироген. Но данная смесь является газопроницаемой, что снижает эффективность её использования.
Действия боевого расчёта при тушении пожара
При пожаре важно одновременно сочетать все необходимые действия по эвакуации людей и подавлению пожара. Необходимо установить такой режим вентиляции, чтобы свежая струя воздуха не была направлена в сторону групп людей. Боевой расчёт ВГСЧ направляется к зоне возникновения пожара по нескольким путям одновременно, включая действующие и закрытые выработки. Для локализации и тушения пожара необходимо выбрать оптимальный способ тушения пожаров, а затем, следуя ему, поместить огнетушащие средства и людей.
Для наиболее активного тушения пожара следует применять несколько способов одновременно. Так, при активном тушении идёт подача огнегасительных средств по выработкам, трубопроводам, скважинам и т. д. в зону горения. Для изоляции огня устанавливаются перемычки, которые прекращают поступление свежего воздуха в зону горения. Комбинированный способ включает изначальное сооружение перемычек, после чего в зону горения подаются огнетушащие вещества. Дополнительными способами прекращения горения являются установка водяных завес, закрытие противопожарных дверей на пути пожара, реверсирование или закорачивание вентиляционной струи и удаление горючего материала на пути распространения огня.
В условиях высокой температуры тушение огня можно выполнять на предельно близком расстоянии, при условии, что спасатель работает в огнестойком теплогазозащитном комплекте. Если же к очагу невозможно подойти, выполняется оконтуривание участка, а при необходимости восстанавливаются старые выработки. Очаги пожара также можно тушить заиливанием участков через вертикальные и наклонные выработки, которые ведут к очагу пожара.
Во избежание излишнего парообразования и предотвращения взрыва водорода при тушении водная струя направляется не в центральную часть очага, а по периферии. Дистанционные методы тушения пожара включают использование воздушно-механической или инертной пены, огнетушительных порошковых средств.
Пожар считается потушенным при снижении концентрации окиси углерода до величин, определённых нормативными документами и инструкциями согласно категориям угольных бассейнов.
Таким образом, комплексное применение мер по профилактике и тушению пожаров, усовершенствование технологических процессов добычи угля и введение инновационных способов ликвидации очагов возгорания являются гарантией минимизации случаев возникновения эндогенных пожаров.
