Классификация шахт по метану

Введение

Газовый режим шахты — комплекс мероприятий, проводимых на шахтах, опасных по газу (метану, водороду, сероводороду), в т.ч. повнезапным выбросам и суфлярным выделениям, в целях предупреждения взрыва газа. Если на шахте хотя бы в одной выработке обнаружено присутствие упомянутых выше газов, то её относят к опасным по газу — к т.н. газовым. Шахты, в которых выделяются жидкие или газообразные углеводороды (этан, бутан и др.), относятся к опасным по нефтегазопроявлениям.

Газовый режим принимается для шахты в целом, т. е. он должен соблюдаться и в выработках негазовых пластов. Газовый режим обязателен и при проходке стволов, шурфов или других вскрывающих выработок, если в них обнаружен метан, водород или ожидается их выделение. В калийных шахтах, где в эксплуатации находится несколько калийных пластов (залежей), при наличии среди них отдельных газовых пластов (залежей) или участков газового режима распространяется только на эти отдельные пласты (залежи) и участки при условии их обособленного проветривания. Содержание мероприятий определяется категорией шахты по газу, которая устанавливается по наибольшей относительной газообильности шахты, горизонта, пласта, крыла, участка и вида выделения газа

Помимо соблюдения требований, общих для всех шахт, газовый режим дополнительно предусматривает предупреждение скоплений газа до опасных пределов и появления источников воспламенения газа.

Мероприятия газового режима

Газовый режим предусматривает выполнение комплекса мероприятий по предупреждению опасных скоплений метана, исключения появления источников воспламенения и локализацию взрывов метановоздушных смесей.

В тех случаях, когда в горные выработки выделяется водород или водород с метаном, 1 м3 водорода принимают эквивалентным 2 м3 метана, так как водород является более опасным газом из-за меньшего значения нижнего предела взрываемости (4% по сравнению с 5-6% для метана) и температуры воспламенения, меньшей на 100-200°С по сравнению с метаном.

Еще более жесткие требования предъявляются к концентрации газо- и парообразных углеводородов, Присутствие высших углеводородов в рудничной атмосфере создает повышенную опасность, так как эти газы образуют взрывчатые смеси с воздухом при более низких концентрациях, чем метан, и, кроме того, являются высокотоксичными веществами. Пределы взрываемости в смеси с воздухом составляют, например, для этана 3,12–15%, для пропана 2,17–7,35% и для бутана 1,55–8,5%.

Правильно организованный и выполняемый контроль за содержанием горючих газов имеет большое значение, так как позволяет своевременно обнаружить повышение их концентрации и принять необходимые меры по нормализации газового состава.

Классификация шахт по метану

Мероприятия газового режима дифференцированы в зависимости от категории шахты, определяющей степень опасности по метану:

Категория шахт по метану Относительная газообильность шахты, м3/т
I До 15
II От 5 до10
III От 10 до 15
Сверхкатегорные 15 и более; шахты, опасные по суфлярным выделениям
Опасные по внезапным выбросам Шахты, ведущие работы по пластам, опасным по внезапным выбросам угля и газа; шахты с выбросами породы

 

При обыкновенном выделении метана категорию шахты по газу устанавливают в соответствии с Инструкцией по отбору проб рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану (ДНАОП 1.1.30-5.19-96) на основании замеров метана и количества воздуха, а также расчетов по определению газообильности всех участков, крыльев, горизонтов, пластов и шахты в целом. В целях исключения предпосылок возникновения аварий (например, не преднамеренного применения не взрывозащищенного электрооборудования на газоносном пласте) категория шахты устанавливается в целом для всей шахты и соответствующий газовый режим должен соблюдаться даже на пластах, выделение газа на которых не обнаружено.

Шахты, опасные по суфлярным выделениям метана относятся к сверхкатегорным независимо от величины относительной газообильности. Это объясняется тем, что суфляры возникают, как правило, неожиданно, а их дебит колеблется в широких пределах от нескольких десятых до нескольких десятков кубических метров в минуту и встреча с ними создает большую опасность, так как при этом атмосфера отдельных выработок, а иногда и целых участков шахты может в течение короткого времени стать взрывоопасной или удушливой. Кроме того, в некоторых условиях даже малоинтенсивные суфлярные выделения могут сопровождаться образованием у кровли выработок слоевых скоплений метана, имеющих весьма большую протяженность и создающих опасность взрыва.

Шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа, а также шахты, на которых происходят выбросы породы, независимо от относительной газообильности относятся к опасным по внезапным выбросам. Для таких шахт соблюдается газовый режим как на сверхкатегорных по метану шахтах, так и на опасных по внезапным выбросам угля и газа.