РУКОВОДСТВО

по

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ И ТУШЕНИЮ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ В ШАХТАХ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА

2. ирдатрьздаив САМОВОЗГОРАНИЯ УГЛЯ

2.1. Всьфытие и подготовка шахгшхх полей

Для предупреждения самовозгорания угля при прохождении стволов или шурфов в песчаных породах, содержащих пласты я про-плаогкд угля, не следует применять кессонный способ.

На проектируемых шахтах расстояние между стволами, выработками около ствольного двора, выработками главных направлений и панельными штреками, а также между каждым из них и линией отработанных лав должно быть не мепое 60 м. На действующих шахтах размеры целиков можцу вновь проводимыми выработками главных направлений, пзпэлышми штреками, а также между кажкым из них и дивной отработанных лав должен быть не менее 60 м.

При проведения главных откаточных и панельных штреков под пластами или в их някней часта но следует допускать обрыва крозлн выработок. Такие учаогш выработок при сроке службы более грех лег, как правило, должны крепиться несгораемой 1фопыо. При меньших сроках службы этих выработок указанные участки могут крепиться грудносгораомой жрепью.

Крепь вновь проводимых вентиляционных главных и панельных штреков со срокад слу&бн более двух лег должна быть несгораемой* Крепь разрешается возводить вразбежку с применением несгораемой затяжки. Крепь вновь проводимых вентиляционных панельных штреков со сроком службы менее двух лет может быть грудносгораемой*

Места пересечений выработок главных направлений о конвейерными (сборными) штреками при их проведении должны допиться несгораемой крепью на расстоянии 5 м во все стороны от сопряжения, а 1^пола за несгораемой 1фепью должны заполняться

и,

воздухонепроштцаемтш, несгораемыми иля трудносгораешш материалами (глиной» гипсом» пенопластом)*

2.2. Проведение подготовительных выработок

Подгоговательные выработки (выемочные штреки), разрезные выработки, сбойки ыеаду штреками главных направлений и панельными штреками крепятся, как правило, деревом, что представляет определенную опасность при самовозгорании угля. В целях снижения их пожароопасности необходимо:

-    пересечение выработок, проводимых по углю, допускать под углом не менео 60°;

-    при подготовке столбов с мажлавнша целиками цроводсние вторых ("бясовых") выемочных штреков производить за пределами цредохрапятельных целиков;

-    места пересечения выработок главных направлений со сборными штреками при их проведении должны крепиться несгораемой крепью.

Уголь, окружавший подготовительные выработки в местах геологических нарушений, рекомендуется обрабатывать ангяпирогенамя, а за тренью выработки возводить "рубашку* из пенопласта или глины о добавкой хлористого кальция.

Нарезу нового оголба без межлавных целиков следует осуществлять не ранее, чем чероз шесть месяцев после отработки предыдущего оголба.

2.3* Отработка шахтных полей и выемочных участков

Для уменьшения утечек воздуха через выработанные пространства, повышения эффективности их изоляции и снижения затрат на поддержание выработок главных направлений и панельных штреков при проектировании шахт рекомендуется предусматривать обратный порядок отработки шахтных полей (рис.1). В действующих шахтах шахтное поле,пршыкаэщее к главнш откаточным штрекам, допускается отрабатывать прямым ходом от стволов к границе шахты, а часть шахтного поля, примыкающую к главным вентиляционным штрекам, рекомендуется отрабатывать обратнш ходом (рис.2). Панели рекомендуется отрабатывать в направлении от границы шахтного поля к штрекам главных направлений или комбинированно: часть панели, примыкающую к откаточному штреку, можно отрабатывать прямым ходом, а часть, примыкающую к вентиляционному штреку - обратным ходом.

Вследствие неустойчивости непосредственной кровли пластов бурого угля при ведении очистных работ в большинстве случаев в кровле оставляется предохранительная пачка. Кроме того, в кровле возможно оставление пропластков угля. Они самовозгораются, если генерация тепла в массе угля при сорбции кислорода преобладает над теплоотводом. Это возможно тогда, когда мощность предохранительной лачки или мощность угольного пропластка равна или больше так называемой критической. В тех случаях, когда имеется опасность самовозгорания угля, необходимо знать время, которым можно располагать для работы в пожаробезопасных условиях, т.в. инкубационный период самовозгорания угля. Расчет критической мощности

и инкубационного периода приводится з приложении I.

„    .    должна    производиться    качест

во мере продвигания забоя лавы

венная посадка кровля очистного забоя, а также поганенных вые

мочных игреков,

комбииироьамимй nOfXiJOfc столботки шдгпого none е центральной схемой и нагнетательным способом проввтрмммия

С целью предупреждения самовозгорания углл в очистной забое при его остановке на срок более одного месяца он должен обновляться ежемесячно на глубину ве менее 3-5ц.

Чтобы снизить утечки воздуха через выработанпое пространство, последнюю посадку кровли при доработке столба необходимо производить особенно тщательно под руководством начальника участка и в присутствии начальника ВТБ, участкового горио-техничес -кого инспектора и представителя ВГСЧ. При этом должно бить обеспечено тщательное извлечение элементов деревянной крепи. Па посадку кровли составляется акт, в котором отражается качество работ. Акт хранится в маркшейдерском бюро шахт до погашения целиков.

Мощные пласты необходимо отрабатывать в два слоя от границы шахтного поля к стволам. С целью уплотнения пород вышележащего слоя и предотвращения утечек воздуха через него разрыв во времени между началом очистной выемки в верхнем слое и пачалом очистных работ в нижнем должен быть не менее шести месяцев. При этом проведение штреков по нижнему слою следует производить не ранее чем через месяц после профилактического заиливания тупиков отработанных дав верхнего слоя.

При погашении целиков панельных штреков и штреков главных направлений рекомендуется соблюдать следующие меры предупреждения пожаров!

стенка выработки, прилегающая к завалу,

промазывается глиной с хлористым кальцием* пастой или мастикой, или вдоль выработки сооружается "рубашка" из карбамидного пенопласта;

-    при наличии концентрированных потерь угля в выработанном пространстве в него необходимо нагнетать на глубину не менее 3 м через перфорированную трубу водные растворы антипирогенов (20? раствор гашеной извести или 10? хлористого кальция);

-    при нагревании угля в выработанном пространстве до температуры более 25°, необходимо принимать меры по ее снижению до нормальной путем нагнетания в выработанное пространство водных растворов гашеной извести или хлористого кальция. После охлаждения пород в выработанное на глубину не менее 3 м пространство следует нагнетать песчано-глинистую пульпу консистенции 1:2 + 1:3;

-    на всем протяжении штрека, проведенного в "присечку" к выработанному пространству, температура в котором выше нормы, возводится опалубка и обрушенные породы заиливаются.

2.4. Проветривание шахт и участков

Для уменьшения действующего напора и утечек воздуха через выработанное пространство рекомендуется применять фланговую схему и нягнетательно-всаскваодий способ проветривания (см.рис.1). При этом компрессия вентилятора главного проветривания не должна превышать 40-50 мы вод.ст., а потеря компрессии (депрессия) в пределах панели Ю мм вод.ст.При центральной схеме и нагнетательном способе проветривания компрессия,развиваемая вентилятором главного проветривания, не должна быть более 70-80 мм вод.ст.,а в пределах nnHpjm она не должна превышать 15мм вод.ст.Цри центральной схеме проветривания необходимо принимать меры го снижению утечек

воздгха черев обойка и целика угля путем:

-    уменьшения количества проходных сбоек между штреками главных направлений, а также панельныма штреками. При этой расстояние между обойкгми определяется проектом развития горных работ;

-    сооружения в проходных сбойках двух пар вентиляционных перемычек с дверьми, открывающимися в противоположные стороны. Перемычка следует подавать воздухонепроницаемыми материалами (глинистыми растворами с добавками хлористого кальция, латексами, пенопластами, пастами);

-    изоляция вецроходных сбоек двумя постоянными перемычками, одна из которых должна быть выполнена из несгораемого материала

и возводится не ближе 10-ги и от главного вентиляционного штрека. Перемычка, сооружаемая со стороны главного откаточного штрека, должна иметь двери для проверка состояния сбойки. В деЗсгвувддх шахтах при отработанных крыльях по обеим сторонам штреков главных направлений и панельных штреков и наличии легкообрушэвдихся пород кровли непроходные обойки рекомендуется обрушать и заиливать. При этом заидовочные перемычки должны возводиться в 10-ги м от откаточного и вентиляционного штреков. Тупика отработанных выемочных штреков, проведенных в почве мощных пластов, следует заиливать без предварительного обрушения, чтобы избежать образования значительных масс разрыхленного угля* Перед заиливанием ipenb этих вырабо* ток усиливается прогонами;

-    герметизация межшгрекозых целиков при из значительной воздухопроницаемости путем нагнетания в них глинистых растворов о добавками извести или жидкого стежка или покрытия целиков со стороны главного вентиляционного штрека воздухонепроницаемыми материалами.

Схема вентиляции должна обеспечивать независимое выключение из вентиляционной сети пожарных участков* Проветривание выемочных участков и долей должно быть устойчивым но дебиту и направлению* Обратный порядок отработка пан злей и шахтных полей» а на действующих шахтах комбинированный порядок, как указано выше» способствует уменьшению уточек воздуха через выработанное пространство, а во время резкого падения барометрического давления - уменьшению содержания углекислого газа в шахтном воздухе*

В случав резкого падения барометрического давления (10-20 ш рг.ст* в сутки и более) с целью предупреждения загазирования действующих выработок углекислым газом следует принимать ряд мер по увежчению давления в вентиляционной сети*

При фланговой схеме и нагнетательно-всасыващем проветривании рекомендуется:

—    ввести вентиляционное сопротивление - захфыть вентиляционные двери в выработке о исходящей струей, поступающей к грузовому отводу;

- переключить крыльевые вспомогательные вентиляторы на нагнетание (режим работы главного вентилятора не изменяется)*

При центральной схеме и нагнетательном способе проветривания рекомендуется:

—    первоочередно ввести вентиляционное сопротивление в исходящую струю, поступающую к грузовому стволу;

—    принять срочные меры по снижению внешних ж внутренних утечек воадуха (перекрыть ладами вентиляционный ствол* уплотнить шлюзовые двери па диагональных сбойках и др*)«

При резком повышении барометрического давления рекомендуется ввести дополнительное вентиляционное сопротивление на главной жхпдпщвй струе*

Выбранные меры по борьбе с резкими перепадами барометрического давления вносятся в план диквидации аварий* а их эффективность проверяется во время реверсирования вентиляционной струи.

2.5, Изоляция горных выработок и выработанных пространств

С целью предупреждения самонагревания и самовозгорания угля в выработанном пространстве отработанные выемочные участки, не подвергаемые последующему профилактическому заиливанию* должны изолироваться постоянными перемычками. Отработанные участки* подвергаемые последующему профилактическому заиливанию* изолируются временными перемычками.

Демонтаж оборудования в лавах с механизированными комплексами и изоляция отработанного участка должны быть завершены, как правило, в месячный срок со дня окончания выемки угля, а в лавах с индивидуальной крепью в десятидневный срок со дня окончания выемки угля. При этом перемычки следует возводить в выемочных штреках на расстоянии не блине 10 м от штреков главного направления или панельных штреков.

Выбор конструкций и материала прстоянных перемычек производит ся с учетом горяогеологических и горнотехнических условий* а также срока их службы.

Постоянные изолирущпе перемычки со сроком службы более трех лет возводятся из несгораемого материала (кирпича, бетона, бетонитов* пластифицированного гипса)* со сроком службы более двух лет из несгораемого или трудносгораемого материала. К последнему относится древесина* покрытая огнезащитным составом или подвергнутая глубокой пропитке* а также мочевино-фо^ыальдегидный пенопласт*

Изоляционные пере;.ычки должны возводиться в монолитном* на-

Министерство угольной промышленности СССР Управление военизированных горноспасательных чаотей Всесоюзный научво-исоледова гельский институт горноспасательного дела

(ВНИИГД)

РУКОВОДСТВО по предупреждению и тушению эндогеввых пожаров в шахтах Подмосковного бассейна

Донецк 1974

трещиноватом угле (породе)* При необходимости возведения изоляционных перемычек в трещиноватом угле (породе) кольцевой вруб берется до ненарушенного массива* Однако в тех случаях* когда целик угля или окружающие породы нарушены на значительную глубину* трещины должны быть затзмпонированы глиной с хлористым кэль днем или цементом_f а бока и кровля выработки покрыты воздухонепроницаемыми материалами (латексами* глиной с хлористым кальцием* пенопластами и др*)* Крепь по обе стороны перемычки усиливается на расстояние 5 и*

Как правило* глубина кольцевого вруба постоянных перемычек долина быть не менее I м* Однако при монолитном и вязком угле и в тех случаях* когда боковые породы состоят из песков* вруб может быть меньшей глубины или в этом месте возможно сооружение бозвру-бовой перемычки*

Безврубовые перемычки возводятся в большинстве случаев двойными с заполнением пространства между ними инертными материалами. Иногда даже в деформированных целиках может возводиться одиночная безврубовая перемычке. Однако при этом по всему периметру выработки *прилегающей к перемычке, делается "рубашка* на протяжении*позво дяющем перекрыть трецины в массиве*

Для отбора проб воздуха и замера температуры в постоянную перемычку закладываются две трубы диаметром 37-50 мм* Одна труба размешается на высоте 1*2 ■ от почвы* вторвя на 0*3 ■ от кровли выработки* Трубы должны выступать га перемычку на 2 м* а в сторону действующей выработки на 0*34),5 м и иметь на внешнем конце резьбу для навинчивания заглушки* Для стока воды в перемычку на высоте 0,2-0*5 ■ от почвы закладывается одна труба диаметром 50--7Б мм* Эта труба имеет (бзд&окв* загнутый концы*образующий гидро-аатвор.

кандидаты техв. ваук Солодвиков Б.А.

Чувту Г.И.

В Руководстве приводится описание пожаробезопасных уоловий ведения горных работ, методов и средств профилактики и тушения эндогенных покаров; порядка списания поваров в категорию потушенных, вскрытия участков с аотушенными поварами, ведения горных работ в районе покарных участков; организации контрольно-наблюдательной службы.

Руководство составлено в соответствия с требования мл "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах" (1973 г.), с учетом действующей "Инструкции по предупреждению и тушению эндогенных покаров на шахтах Подмосковного бассейна" и является дополнением к ней. При составлении Руководства использованы результаты научно-исследовательских работ ВНИИГД, ИГД им. А.А. Скочинского, Тульского политехнического института, а такве опыт разработки самовозгорающихся пластов угля Подмосковного и других басоейвов отравы.

Руководство предназначено для инвеверно-техническях работников шахт, комбинатов, НГСЧ, проектных и научно-исследовательских организаций, согласовано с Тульским округом Гоогортехнадзора СССР, штабом НГСЧ Подмосковного бассейна и утверждено главными инкене-рами комбинатов "Тулауголь" и "Новомооковскуголь".

Подмосковный угольный бассейн является высокоразвитой, технически оснащенной топливной базой страны. Значительная часть угля в бассейне добывается очистными механизированными комплексами. Однако ритмичность работы шахт зачастую нарушается из-за возникновения эндогенных покров. Поэтому совершенствование методов и средств борьбы с эндогенными поварами наряду с повышением безопасности труда в шахтах способствует такие увеличению производительности труда шахтеров.

Способы п средства предупреждения п тушения поваров для различных бассейнов описаны в литературе. Шахты Пода о сковного бассейна имеют ряд специфических особенностей: весьма высока химическая активность бурых углей, мощность пластов угля непостоянна, нруптоГтчт?н вмещающие породы, небольшая глубина разработки, невозможно применить полевую подготовку, резкие перепады барометрического давления влияют на воздухообмен в выработанном пространстве. Поэтому рекомендации, разработанные для других бассейнов страны, не могут быть полностью применены в Подмосковном бассейне. В связи с этим возникла необходимость разработки "Руководства по предупреждению и тушению эндогенных поваров в шахтах Подмосковного бассейна".

В составлении Руководства принимали участив Власов В.Д., Долотов Н.П. Долотушкин В.В. (Тульский округ Госгортехнадзора

и*

СССР), Тдничев В.К. (комбинат "Тулауголь"), Бухтий Н.В., Кршов И. Торпусыан М.Н. (НГСЧ Подмосковного бассейна), Альперович В.Я., Пашковский П.С. (ВИШГД), Захаров Е.И.Децев В.П. (Тульский политехнический институт).

I* ОБШ ПОЛОЖЕНИЯ

I*1_# Природные факторы, обусловливающие самовозгорание угля

Склонность пласта угля к самовозгоранию в значительной степени зависит от его химической активности и от геологических факторов (трещиноватости угля, мощности разрабатываемых пластов и ее изменения, литологического состава пород кровли, наличия пропластков угля и пластов углистых пород, залегающих в кровле, геологических нарушений, небольшой глубины разработки).

Химическая активность бурых углей Подмосковного бассейна пр» их окислении воздухом в три раза выве, чем каменных, и почти на Э0£ превышает химическую активность бурых углей других бассейнов. Наиболее активны клареновые и кларено-дюреновые бурые угли, а также угли с крупными включениями фюзенита.

Трещиноватость угля. Бурые угли бассейна имеют значительную трещиноватость, что обусловливает воздухопроницаемость целиков угля и облегчаох их самовозгорание, особенно после осуссния шахтных и выемочных полей.

Мощность пластов. Наибольшее количество пожаров возникает на пластах угля мощностью более 3 м. С увеличением мощности пласта угля при обрушении кров!8³8&8598^тзоны обрушения в вышележащих породах. Это способствует притоку воздуха к скоплению угля, образующегося при разрушении предохранительной пачки. Кроме того, с увеличением мощности пласта облегчается деформация и разрушение целиков, что содействует самовозгоранию угля.

Переменная мощность пластов на небольших участках при ведении на них очистных работ приводит к потерям угля. Волнистость лочвы пластов обусловливает необходимость оставления пачек угля в кровле откаточных штреков. Уголь, оставленный в выработанном пространстве, а также уголь в кровле откаточных штреков способен самовозгораться.

Литологический состав пород кровли# При залегании и кровле пласта известняков или плотных глин,обрушающяхся при ведении очистных работ крупными блоками, в выработанном пространстве образуются пустоты, которые слухат каналами для притока юздуха к скоплениям угля. Кроме того, концентрация напряжений в целиках, обусловленная зависанием известняков, приводит к разрушению угля. При этом создаются благоприятные условия для его самовозгорания. Наоборот, залегающие в непосредственной кровле пески при обрушении, как правило, не образуют пустот и не разрувагг угольные целики. Поэтому на пластах угля, в кровле которых залегают пески, частота возникновения эндогенных пожаров значительно меньше, чем на пластах, в кровле которых залегают известняки или плотные глины. Неустойчивость^Итрецп-новатость пород кровли затрудняют сооружение изоляционных г.ереммчек .

Пропластки угля и пласты углистых пород, залегающие в породах кровли отрабатываемого пласта, при подработке попадгзт в зону обрусения и могут самовозгораться. Самовозгорание наблюдается даже на таких месторождениях, где химическая активность угля незначительна.

Геологические нарупения создают дополнительные трудности при ведении горных работ, повышают их аварийность и способствуют увеличению похерь угля. Кроме того, в местах геологических нарушений изменена первичная структура угольного пласта и повышена его трещиноватость, что приводит к активизации окислительных процессов. Совокупность перечисленных факторов способствует возникновению эндогенных пожаров в местах геологических нарушений.

Небольдая глубина залегания пластов угля (25-100м) обусловливает малую величину напора,влияние на проветривание шахт резких перепадов давления, в ряде случаев аэродинамическую связь выработанного пространства с поверхностью через трещины и провалы.

1.2. Требованда к сгособам ведения горных работ и мерам профилактики

Правильно выбранные способы ведения горных работ и меры профилактики способствуют уменьшению отрицательного воздействия природных условий, обусловливающих повышенную склонность к самовозгоранию пластов угля. Данные научных исследований и накопленный опыт разработки пластов бурого угля в бассейне позволяют сформулировать требования пожаробезопасного ведения горных работ и меры профилактики. Они заключаются в следующем.

Для снижения воздухопроницаемости целиков угля необходимо регламентировать их ширину, обрабатывать целики антипирогенаыи, тампонировать или покрывать их изоляционными составами. При проведении стволов по песчаным породам, содержащим уголь, нельзя применять сжатый воздух. Пачки и пласты угля в кровле откаточных штреков должны обрабатываться антшшрогенами, изолироваться "рубанками" и др.

При ведении очистных работ потери угля должны быть минимальными. Выработанные пространства действующих и отработанных участков должны своевременно изолироваться.

Для качественной изоляции выработанного пространства действующих участков рекомендуется обеспечить быстрое подвпгание очистных забоев, тщательную посадку кровли, погашение выемочных штреков, засыпку или заиловку провалов на поверхности, обратный порядок отработки выемочных участков, панелей и шахтных шлей.

Для изоляции отработанных участков в зависимости от состояния угля и боковых город следует применять врубовые, безврубо-

я.

вые или ваяловочные перемычки* *рубашги^ав покрытл? стенок яыработ-п нзоляцноннымн составами.

Для улучшеяяя изоляция действующих е отработанных участков необходимо уменьшать компрессию главных вентиляторных установок» енвхать перепад давления яа выемочных участках, применять нагнетательяо-всасывающее проветривание.

Пре ревком перепаде барометрического давления пеобходпно принимать специальные мера по уменьшению воздухообмена мокду выработанным пространством я действующими выработками путем регуля-рованяя давления воздушноЯ струи в вахте.