Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское"
Рассмотрена уточнённая методика оценки индикаторных газов в условиях выемочных выработок на пожароопасных угольных пластах. Определены места проведения замеров и отбора проб индикаторных газов. Приведена методика отбора проб диоксида углерода и водовода для лабораторного определения их концентраций....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2017
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138698 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" / С.П. Минеев, В.Н. Кочерга, А.С. Янжула, Д.Ю. Самохвалов, А.А. Гулай, С.Н. Голуб, С.С. Лисняк // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 133. — С. 148-157. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-138698 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Минеев, С.П. Кочерга, В.Н. Янжула, А.С. Самохвалов, Д.Ю. Гулай, А.А. Голуб, С.Н. Лисняк, С.С. 2018-06-19T11:52:28Z 2018-06-19T11:52:28Z 2017 Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" / С.П. Минеев, В.Н. Кочерга, А.С. Янжула, Д.Ю. Самохвалов, А.А. Гулай, С.Н. Голуб, С.С. Лисняк // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 133. — С. 148-157. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138698 622.831.2 Рассмотрена уточнённая методика оценки индикаторных газов в условиях выемочных выработок на пожароопасных угольных пластах. Определены места проведения замеров и отбора проб индикаторных газов. Приведена методика отбора проб диоксида углерода и водовода для лабораторного определения их концентраций. По этим данным оцениваются фоновые значения индикаторных газов для каждого очистного забоя. Приведены результаты замеров концентраций (СО и Н₂) для горно-геологических условий 12 южной лавы блока 10 угольного пласта d₄ шахтоуправления «Покровское». По полученным данным фоновых значений индикаторных газов оценивают состояние углепородного массива с точки зрения возможности самовозгорания пласта и затухания уже возникшего пожара. Признаками потушенного пожара является в воздушном потоке отсутствие водорода, оксида углерода и непредельных углеводородов (этилен, пропилен) или снижение их содержания до фонового уровня, а также снижение температуры вода и воздуха в изолированном участке до температуры, не превышающей более чем на 3…5 °С характерные значения для данного горизонта. Проанализированы состояние атмосферы на аварийном участке 7-й южной «бис» лавы блока 10 с учётом её фонового состояния и возможного списания пожара. Розглянуто уточнену методику оцінки індикаторних газів в умовах виїмкових виробок на пожежонебезпечних вугільних пластах. Визначено місця проведення замірів і відбору проб індикаторних газів. Наведено методику відбору проб діоксиду вуглецю і водню для лабораторного визначення їх концентрацій. За цими даними оцінюються фонові значення індикаторних газів для кожного очисного вибою. Наведено результати вимірів концентрацій (СО і Н₂) для гірничо-геологічних умов 12 південної лави блоку 10 вугільного пласта d₄ шахтоуправління «Покровське». За отриманими даними фонових значень індикаторних газів оцінюють стан вуглепородного масиву з точки зору можливості самозаймання пласта і загасання вже виниклої пожежі. Ознаками погашеної пожежі є в повітряному потоці відсутність водню, оксиду вуглецю і ненасичених вуглеводнів (етилен, пропілен) або зниження їх вмісту до фонового рівня, а також зниження температури води і повітря в ізольованій ділянці до температури, що не перевищує більш ніж на 3…5 °С характерні значення для даного горизонту. Проаналізовано стан атмосфери на аварійній ділянці 7-й південній «біс» лави блоку 10 з урахуванням її фонового стану і можливого списання пожежі. The refined methodology of indicating gas evaluation is considered for the conditions of mining operations in fire-risk coal seams. Points were determined for measuring rates of indicating gas and taking samples. Methodology of carbon dioxide and hydrogen sampling is given for laboratory determination of the gas concentrations. Basing on the lab data, the background values of indicating gases are estimated for each stope. Concentrations (of CO and H₂) were measured in the Pokrovskoye Mine in mining and geological conditions of the 12th southern longwall, block 10, coal seam d₄. Basing on the obtained data, it is possible to evaluate background values of indicating gases by the state of the carbonaceous massif in terms of potential spontaneous ignition of the seam and dying down of the fire that has already occurred. Signs of the fire putting out is absence of hydrogen, carbon monoxide and unsaturated hydrocarbons (ethylene, propylene) in the air stream or their reduced content up to the background level, as well as water and air temperature reduced to the temperature not more than 3…5 °C higher than usual temperature in the isolated area of the considered horizon. The state of the atmosphere in the emergency area of the 7th southern longwall, block 10, is analyzed with taking into account its background state. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" Оцінка концентрацій індикаторних газів в очисних вибоях ШУ «Покровське» Evaluation of concentration of indicating gases in clearing slaughtering of mine management “Pokrovskoye” Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" |
| spellingShingle |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" Минеев, С.П. Кочерга, В.Н. Янжула, А.С. Самохвалов, Д.Ю. Гулай, А.А. Голуб, С.Н. Лисняк, С.С. |
| title_short |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" |
| title_full |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" |
| title_fullStr |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" |
| title_full_unstemmed |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" |
| title_sort |
оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях шу "покровское" |
| author |
Минеев, С.П. Кочерга, В.Н. Янжула, А.С. Самохвалов, Д.Ю. Гулай, А.А. Голуб, С.Н. Лисняк, С.С. |
| author_facet |
Минеев, С.П. Кочерга, В.Н. Янжула, А.С. Самохвалов, Д.Ю. Гулай, А.А. Голуб, С.Н. Лисняк, С.С. |
| publishDate |
2017 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехнічна механіка |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Оцінка концентрацій індикаторних газів в очисних вибоях ШУ «Покровське» Evaluation of concentration of indicating gases in clearing slaughtering of mine management “Pokrovskoye” |
| description |
Рассмотрена уточнённая методика оценки индикаторных газов в условиях выемочных выработок на пожароопасных угольных пластах. Определены места проведения замеров и отбора проб индикаторных газов. Приведена методика отбора проб диоксида углерода и водовода для лабораторного определения их концентраций. По этим данным оцениваются фоновые значения индикаторных газов для каждого очистного забоя. Приведены результаты замеров концентраций (СО и Н₂) для горно-геологических условий 12 южной лавы блока 10 угольного пласта d₄ шахтоуправления «Покровское». По полученным данным фоновых значений индикаторных газов оценивают состояние углепородного массива с точки зрения возможности самовозгорания пласта и затухания уже возникшего пожара. Признаками потушенного пожара является в воздушном потоке отсутствие водорода, оксида углерода и непредельных углеводородов (этилен, пропилен) или снижение их содержания до фонового уровня, а также снижение температуры вода и воздуха в изолированном участке до температуры, не превышающей более чем на 3…5 °С характерные значения для данного горизонта. Проанализированы состояние атмосферы на аварийном участке 7-й южной «бис» лавы блока 10 с учётом её фонового состояния и возможного списания пожара.
Розглянуто уточнену методику оцінки індикаторних газів в умовах виїмкових виробок на пожежонебезпечних вугільних пластах. Визначено місця проведення замірів і відбору проб індикаторних газів. Наведено методику відбору проб діоксиду вуглецю і водню для лабораторного визначення їх концентрацій. За цими даними оцінюються фонові значення індикаторних газів для кожного очисного вибою. Наведено результати вимірів концентрацій (СО і Н₂) для гірничо-геологічних умов 12 південної лави блоку 10 вугільного пласта d₄ шахтоуправління «Покровське». За отриманими даними фонових значень індикаторних газів оцінюють стан вуглепородного масиву з точки зору можливості самозаймання пласта і загасання вже виниклої пожежі. Ознаками погашеної пожежі є в повітряному потоці відсутність водню, оксиду вуглецю і ненасичених вуглеводнів (етилен, пропілен) або зниження їх вмісту до фонового рівня, а також зниження температури води і повітря в ізольованій ділянці до температури, що не перевищує більш ніж на 3…5 °С характерні значення для даного горизонту. Проаналізовано стан атмосфери на аварійній ділянці 7-й південній «біс» лави блоку 10 з урахуванням її фонового стану і можливого списання пожежі.
The refined methodology of indicating gas evaluation is considered for the conditions of mining operations in fire-risk coal seams. Points were determined for measuring rates of indicating gas and taking samples. Methodology of carbon dioxide and hydrogen sampling is given for laboratory determination of the gas concentrations. Basing on the lab data, the background values of indicating gases are estimated for each stope. Concentrations (of CO and H₂) were measured in the Pokrovskoye Mine in mining and geological conditions of the 12th southern longwall, block 10, coal seam d₄. Basing on the obtained data, it is possible to evaluate background values of indicating gases by the state of the carbonaceous massif in terms of potential spontaneous ignition of the seam and dying down of the fire that has already occurred. Signs of the fire putting out is absence of hydrogen, carbon monoxide and unsaturated hydrocarbons (ethylene, propylene) in the air stream or their reduced content up to the background level, as well as water and air temperature reduced to the temperature not more than 3…5 °C higher than usual temperature in the isolated area of the considered horizon. The state of the atmosphere in the emergency area of the 7th southern longwall, block 10, is analyzed with taking into account its background state.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138698 |
| citation_txt |
Оценка концентраций индикаторных газов в очистных забоях ШУ "Покровское" / С.П. Минеев, В.Н. Кочерга, А.С. Янжула, Д.Ю. Самохвалов, А.А. Гулай, С.Н. Голуб, С.С. Лисняк // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 133. — С. 148-157. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT mineevsp ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT kočergavn ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT ânžulaas ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT samohvalovdû ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT gulaiaa ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT golubsn ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT lisnâkss ocenkakoncentraciiindikatornyhgazovvočistnyhzaboâhšupokrovskoe AT mineevsp ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT kočergavn ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT ânžulaas ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT samohvalovdû ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT gulaiaa ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT golubsn ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT lisnâkss ocínkakoncentracíiíndikatornihgazívvočisnihviboâhšupokrovsʹke AT mineevsp evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye AT kočergavn evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye AT ânžulaas evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye AT samohvalovdû evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye AT gulaiaa evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye AT golubsn evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye AT lisnâkss evaluationofconcentrationofindicatinggasesinclearingslaughteringofminemanagementpokrovskoye |
| first_indexed |
2025-11-25T21:07:35Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:07:35Z |
| _version_ |
1850551141874532352 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
Статья посвящена 50-летию со дня основания Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН
Украины
148
УДК 622.831.2
Минеев С.П., д-р техн. наук, проф.,
Кочерга В.Н., гл. технолог
(ИГТМ НАН Украины),
Янжула А.С., инженер
(ШУ «Покровское»)
Самохвалов Д.Ю., инженер
(ГУ Гоструда по Донецкой области)
Гулай А.А., инженер,
Голуб С.Н., инженер,
Лисняк С.С., инженер
(ШУ «Покровское»)
ОЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИЙ ИНДИКАТОРНЫХ ГАЗОВ В
ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ ШУ «ПОКРОВСКОЕ»*
Мінєєв С.П., д-р техн. наук, проф.,
Кочерга В.М., гол. технолог
(ІГТМ НАН України),
Янжула О.С., інженер
(ШУ «Покровське»)
Самохвалов Д.Ю., інженер
(ГУ Держпраці по Донецькій області)
Гулай О.О., інженер,
Голуб С.М., інженер,
Лисняк С.С., інженер
(ШУ «Покровське»)
ОЦІНКА КОНЦЕНТРАЦІЙ ІНДИКАТОРНИХ ГАЗІВ В
ОЧИСНИХ ВИБОЯХ ШУ «ПОКРОВСЬКЕ»
Mineev S.P., D. Sc. (Tech.), Professor,
Kocherga V.N., Chief Technologist
(IGTM NAS of Ukraine),
Yanzhula A.S., M.S. (Tech.),
(Mine management “Pokrovskoye”)
Samokhvalov D.Yu., M.S. (Tech.)
(MD of the State service of Ukraine for labor in Donetsk region)
Gulay A.A., M.S. (Tech.),
Golub S.N., M.S. (Tech.),
Lisnyak S.S., M.S. (Tech.)
(Mine management “Pokrovskoye”)
EVALUATION OF CONCENTRATION OF INDICATING GASES IN
CLEARING SLAUGHTERING OF MINE MANAGEMENT
“POKROVSKOYE”
Аннотация. Рассмотрена уточнённая методика оценки индикаторных газов в условиях
выемочных выработок на пожароопасных угольных пластах. Определены места проведения
* © Минеев С.П., Кочерга В.Н., Янжула А.С., Самохвалов Д.Ю., Гулай А.А., Голуб С.Н., Лисняк С.С., 2017
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
149
замеров и отбора проб индикаторных газов. Приведена методика отбора проб диоксида угле-
рода и водовода для лабораторного определения их концентраций. По этим данным оценива-
ются фоновые значения индикаторных газов для каждого очистного забоя. Приведены резуль-
таты замеров концентраций (СО и Н2) для горно-геологических условий 12 южной лавы блока
10 угольного пласта d4 шахтоуправления «Покровское». По полученным данным фоновых зна-
чений индикаторных газов оценивают состояние углепородного массива с точки зрения воз-
можности самовозгорания пласта и затухания уже возникшего пожара. Признаками потушен-
ного пожара является в воздушном потоке отсутствие водорода, оксида углерода и непредель-
ных углеводородов (этилен, пропилен) или снижение их содержания до фонового уровня, а
также снижение температуры вода и воздуха в изолированном участке до температуры, не
превышающей более чем на 3…5 °С характерные значения для данного горизонта. Проанали-
зированы состояние атмосферы на аварийном участке 7-й южной «бис» лавы блока 10 с учё-
том её фонового состояния и возможного списания пожара.
Ключевые слова: индикаторные газы, фоновое значение, уголь, пласт, выработки
Обычно при пожарах в угольных шахтах имеет место стадия горения,
внешними признаками которой являются устойчивый специфический запах,
наличие дыма и появление открытого пламени. В атмосфере резко снижается со-
держание кислорода и увеличивается содержание диоксида углерода, оксида уг-
лерода, водорода, предельных и непредельных углеводородов. Содержание во-
дорода достигает значений, сопоставимых с содержанием оксида углерода, а
объёмная доля непредельных углеводородов (этилен, пропилен) составляет
10-4 % и более. Этот факт позволяет отличить стадию горения от ранней стадии
эндогенного пожара [1-4].
При изоляции пожарных участков – для последующего тушения пожарные
газа обогащаются оксидом углерода, диоксидом углерода, метаном и предель-
ными углеводородами. В атмосфере непрерывно снижается содержание кисло-
рода до стабильного значения.
При изоляции пожарных участков – для последующего тушения пожарные
газы обогащаются оксидом углерода, диоксидом углерода, метаном и предель-
ными углеводородами. В атмосфере непрерывно снижается содержание кисло-
рода до стабильного значения.
Признаками же потушенного подземного пожара считаются: отсутствие
водорода, оксида углерода и непредельных углеводородов (этилен, пропилен)
или снижение их содержания до фонового уровня, а также снижение темпера-
туры воды и воздуха в изолированном участке до температуры, не превышающей
более чем на 3...5 °С характерные значения для данного горизонта. Поэтому
обычно для оценки факта потушенного пожара пользуются установленными зна-
чениями концентрации водорода и оксида углерода в пробах воздуха, отобран-
ного из пожарно-аварийного участка, которые должны быть не выше фонового
значения и температуры угля в очаге зоны возможного самовозгорания, причём
ниже критического значения, характерного для данного шахтопласта.
Как правило, в атмосфере горных выработках угольных шахт Донбасса,
наблюдается определённый уровень оксида углерода и водорода или их фоно-
вого содержания – это средний устойчивый уровень при отсутствии самонагре-
вания (самовозгорания) угля на протяжении длительного промежутка времени в
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
150
воздухе рассматриваемой горной выработки. Фоновое содержание характери-
зует содержание оксида углерода и водорода в конкретном месте при установив-
шихся проветривании и технологических режимах работы очистного забоя (ско-
рость подвигами, способы выемки угля и управления кровлей). Источники фор-
мирования фонового содержания оксида углерода и водорода: низкотемператур-
ное окисление углей; технологические процессы по выемке угля и управлении
кровлей; промышленные предприятия, автомобильный транспорт (при располо-
жении шахт в промышленно развитых районах).
В результате низкотемпературного окисления углей выделяется тепло, ко-
торое при благоприятных условиях (значительный объём скопления химически
активного угля во взаимодействия с кислородом воздуха и ограниченный отвод
теплоты в окружающую среду) может привести к развитию процесса самонагре-
вания и возможно последующего самовозгорания угля. Развитие такого процесса
самовозгорания характеризует концентрация индикаторных газов: оксида угле-
рода и водорода. Основной целью для последующего обнаружения ранних при-
маков самовозгорания угля на каждом выемочном участке является предвари-
тельное установление фонового содержания оксида углерода и водорода (СО и
Н2). Поэтому данная статья посвящена формулировке методики и оценке кон-
центрации индикаторных газов в очистном забое ШУ «Покровское».
Выбор участков и мест наблю-
дения за фоновым содержанием ок-
сида углерода и водорода. Пробы для
установления фонового содержания
оксида углерода и водорода отбира-
ются из шахтного воздуха горных вы-
работок на поступающей и исходящей
из очистного забоя струях. Наиболее
распространёнными горно-техниче-
скими условиями места отбора проб
обычно должны быть следующие [2,
3].
На выемочных участках, отраба-
тывающих по столбовой системе раз-
работки пологопадающие пласты
(рис. 1,а), места отбора проб должны
располагаться на поступающей струе
воздуха (точка 1) и исходящей из вые-
мочного участка (точки 2 и 3).
При возвратноточной схеме про-
ветривания с подсвежением исходя-
щей. вентиляционной струи (рис. 1,б)
необходимо отбирать пробы на посту-
пающей струе воздуха участка (точка
1), подсвежающей (точка 2) и исходя-
щей струях (точки 3, 4).
− место отбора газа; − свежая
струя; − исходящая струя
Рисунок 1 – Схемы расположения мест от-
бора проб газов при возвратноточной схеме
проветривания (а) и с подсвежением исхо-
дящей струи на массив угля (б) в вырабо-
танное пространство (в)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
151
При сплошной системе раз-
работки и возвратноточной на вы-
работанное пространство схеме
проветривания с подсвежением
исходящей вентиляционной струи
(рис. 1,в) одну из точек отбора
проб нужно располагать на посту-
пающей струе воздуха (точка 1), а
другие – на подсвежающей (точка
2) и исходящей струях участка
(точки 3, 4).
При разработке пластов по-
лосами по восстанию (падению)
(рис. 2) отбор проб должен быть
предусмотрен на поступающих
(точка 1), подсвежающих (точка 2)
и исходящих струях воздуха
(точки 3, 4). В качестве дополнительных мест пробоотбора можно рекомендовать
места возможного выноса газов за счёт тепловой депрессии. При разработке пла-
стов по восстанию (рис. 2,а) этим местом может быть призабойное пространство
вблизи вентиляционной выработки (точка 5), а при отработке пластов по паде-
нию (рис. 2,б) – вентиляционный полевой штрек (точка 5) и заперемыченные вы-
работки на вентиляционном штреке (точка 6).
Исследования фоновой концентрации индикаторных газов решено было
провести для условий выработок выемочного участка 12 южной лавы блока 10
пласта d4 ШУ «Покровское», поэтому были выбраны, согласно методики, изло-
женной выше, места проведения соответствующих наблюдений. Места проведе-
ния исследований фоновой концентрации индикаторных газов для условий вые-
мочных выработок 12 южной лавы блока 10 пласта d4 приведены в таблице 1, а
схема оборудования мест замеров индикаторных газов приведена рис. 3. По-
скольку отбор проб рекомендовано [2] проводить три раза с интервалом в 4-5
суток, то замеры в рассматриваемой лаве выполнялись в 3-ю смену 15, 18 и 23
февраля 2016 года.
Таблица 1 – Выбор участков и мест наблюдения за фоновым содержанием оксида углерода и
водорода в выработках выемочного участка 12 южной лавы блока 10 пласта d4
Наименование выработки Место отбора проб
12 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4 – поступающая
струя (точка № 1) 20 м до окна лавы
11 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4 – исходящая
струя (точка № 2) 20 м от окна лавы
11 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4 – трубопровод га-
зоотсоса (точка № 3) На всосе у окна лавы
11 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
– исходящая струя (точка № 4) 20 м от заезда
– трубопровод дегазации (точка № 5) Устье выработки
Рисунок 2 – Схемы расположения мест отбора
проб газов при отработке пластов по восстанию
(а) и падению (б)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
152
Рисунок 3 – Схема оборудования места выполнения замеров индикаторных газов в условиях
выработок выемочного участка 12 южной лавы блока 10 пласта d4 ШУ «Покровское»
Методика отбора проб и определения фонового содержания оксида уг-
лерода и водорода. Отбираются пробы воздуха дня определения фонового со-
держания оксида углерода и водорода работником ВГСО с представителем
шахты не реже одного раза в год. Для вновь вводимых выемочных участков фо-
новое содержание оксида углерода и водорода определяется не ранее, чем после
первого обрушения основной кровли в выработанном пространстве при стабиль-
ном режиме проветривания.
Пробы воздуха обычно отбирались в различные смены (ремонтно-подго-
товительные, добычные), но спустя не менее 3 ч после выполнения технологиче-
ских операций, при которых происходит повышенное выделение СО (взрывные
работы, работа выемочных комбайнов по добыче угля). В каждой из выбранных
точек проведения наблюдений отбирались не менее трёх проб воздуха с интер-
валом в (30-60) мин. В процессе проведения наблюдений на контролируемом
участке в случае резкого изменения расхода воздуха более чем на 25 % отбор
проб повторялся по истечении не менее 3 ч после стабилизации воздушной
струи.
Пробы отбираются в эластичные газонепроницаемые ёмкости, например,
резиновые мешки или камеры согласно требований [3]. Резиновые камеры перед
замерами проверяются на герметичность путём погружения в воду. Не бывшие
в употреблении резиновые камеры подвергаются 2-3-кратной продувке воздухом
для удаления талька. Отбор проб в такие ёмкости производится путём накачива-
ния в них шахтного воздуха с помощью ручного насоса (резиновой груши).
Предварительно ёмкость «промывается» шахтным воздухом, для чего в месте
отбора пробы в неё накачивается отбираемый воздух в объёме около 1 л, кото-
рый затем полностью выпускается. После этого в ёмкость накачивается необхо-
димый объём шахтного воздуха, и она герметизируется. Отбор проб может про-
изводиться «мокрым» способом в бутылки вместимостью 0,5 л.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
153
Отобранные пробы в течение полусуток доставлялись в лабораторию 10
отряда ГВГСС и анализировались на газоанализаторах различного типа, напри-
мер, «Сигма 00-602», «СО-метр», «Эндотестер». В случае изменения концентра-
ции оксида углерода и водорода более, чем на 25 % в ту или иную сторону (не
менее чем в трёх пробах) определение фонового содержания оксида углерода и
водорода выполняется повторно.
Определив значения содержания оксида углерода и водорода по трём ото-
бранным пробам, рассчитывают их средние объёмные доли для каждой точки
отбора по формуле:
( )
CO
CO ,
3
n
i
срi i i
С
С +=
∑
(1)
где CO
iС – объёмная доля оксида углерода в i-й пробе.
Отбор проб проводился три раза с интервалом в 4-5 суток, причём каждый
день вычислять средние значения содержания оксида углерода и водорода в каж-
дом месте отбора проб. За фоновые значения принимаются максимальные из по-
лученных по одному из трёх дней наблюдений значения средних объёмных до-
лей оксида углерода.
Результаты замеров. Установленные значения фонового значения кон-
центраций оксида углерода и водорода в выработках 12 южной лавы блока 10
пласта d4 ШУ «Покровское» по пробам, отобранным на поступающей (точка I) и
исходящей струях выемочного участка в 15 (точка 2) и 540 м (точка 3) от лавы
(рис. 3). Результаты анализов проб газов приведены в табл. 2.
Осреднённые окончательные концентрации индикаторных газов (оксида
углерода и водорода) принимаем, согласно нормативных требований [2], в виде
следующих значений, которые приведены в табл. 3.
Подобным образом были определены фоновые значения индикаторных га-
зов и для выработок выемочного участка 7 южной «бис» лавы блока 10 пласта
d4, значения которых приведены в табл. 4.
25 августа 2016 года в 19 часов 35 минут в выработках выемочного участка
7 южной «бис» лавы блока 10 произошла вспышка метановоздушной смеси с по-
следующим горением. При проведении разведки 7-й южной «бис» лавы блока 10
работниками 10 ВГСО в 23 часа 7 минут произошёл взрыв, ориентировочно в
верхней части выработанного пространства лавы. В связи с этим было принято
решение о выводе горноспасателей с аварийного участка на безопасное расстоя-
ние и изоляции аварийного участка путём установки двух перемычек:
• перемычку № 1 – в промежуточном штреке 7 южной «бис» лавы блока 10 в
6 м от его сопряжения с уклоном блока 10;
• перемычку № 2 – в 7 южный «бис» конвейерный штрек блока 10 в 23 м от его
сопряжения с 7 южным конвейерным штреком блока 10.
Возведение взрывоустойчивых перемычек № 1 и № 2 было завершено 28
августа 2016 года. В 21 час 10 минут были закрыты проёмы во взрывоустойчивых
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
154
перемычках № 1 и № 2, отключена дегазация аварийного участка, выполнены ра-
боты по снятию депрессии с изолированных выработок аварийного участка и
произведено перераспределение воздуха в прилегающих выработках.
Таблица 2
Место отбора
Дата
от-
бора
Время от-
бора
Объёмные доли, %
оксида углерода водорода
часы ми-
нуты
в каждой
пробе
среднее
значение
в каждой
пробе
среднее
значение
Поступающая струя (20 м до окна
лавы)
15
.0
2.
20
16
23 00 0,0001
0,00017
0,0001 0,00006
7 23 55 0,0002 0,0000
00 55 0,0002 0,0001
Исходящая струя очистной выработки
(20 м от 12 южной лавы блока 10)
23 15 0,0001
0,000067
0,0001
0,00013 00 10 0,0001 0,0001
01 10 0,0000 0,0002
Исходящая струя выемочного участка
(20 м от заезда)
23 40 0,0003
0,00027
0,0001
0,0001 00 45 0,0002 0,0001
01 50 0,0003 0,0001
Трубопровод изолированного отвода
метана
15
.0
2.
20
16
23 25 0,0000
0,000067
0,0002
0,0003 00 20 0,0001 0,0004
01 20 0,0001 0,0003
Трубопровод дегазации
23 45 0,0005
0,00047
0,0024
0,0026 00 40 0,0003 0,0028
01 55 0,0006 0,0026
Поступающая струя (20 м до окна
лавы)
18
.0
2.
20
16
23 00 0,0001
0,00013
0,0000
0,0000 23 55 0,0002 0,0000
00 55 0,0001 0,0000
Исходящая струя очистной выработки
(20 м от 12 южной лавы блока 10)
23 15 0,0001
0,000067
0,0001
0,0001 00 10 0,0001 0,0001
01 10 0,0000 0,0001
Исходящая струя выемочного участка
(20 м от заезда)
23 40 0,0000
0,000033
0,0000 0,00003
3 00 45 0,0000 0,0001
01 50 0,0001 0,0000
Трубопровод изолированного отвода
метана
23 25 0,0001
0,0001
0,0000
0,0000 00 20 0,0001 0,0000
01 20 0,0001 0,0000
Трубопровод дегазации
23 45 0,0003
0,00023
0,0000
0,0000 00 40 0,0002 0,0000
01 55 0,0002 0,0000
Поступающая струя (20 м до окна
лавы)
23
.0
2.
20
16
23 00 0,0000
0,0000
0,0001 0,00003
3 23 55 0,0000 0,0000
00 55 0,0000 0,0000
Исходящая струя очистной выработки
(20 м от 12 южной лавы блока 10)
23 15 0,0002
0,0002
0,0001 0,00006
7 00 10 0,0002 0,0000
01 10 0,0002 0,0001
Исходящая струя выемочного участка
(20 м от заезда)
23 40 0,0007
0,00057
0,0003
0,00017 00 45 0,0004 0,0001
01 50 0,0006 0,0001
Трубопровод изолированного отвода
метана
23 25 0,0005
0,00053
0,0001
0,00017 00 20 0,0005 0,0002
01 20 0,0006 0,0002
Трубопровод дегазации
23 45 0,0003
0,00037
0,0026
0,0026 00 40 0,0004 0,0024
01 55 0,0004 0,0028
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
155
Таблица 3 – Фоновые значения концентраций оксида углерода и водорода на выемочном
участке 12 южной лавы блока 10 пласта d4 ШУ «Покровское»
Место отбора пробы
Фоновое значение
объёмной доли, %
оксида
углерода водорода
12 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
Поступающая струя (20 м до окна лавы) 0,00017 0,000067
11 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
Исходящая струя очистной выработки (20 м от 12 южной лавы блока
0,0002 0,00013
11 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
Исходящая струя выемочного участка (20 м от заезда) 0,00057 0,00017
Таблица 3 – Фоновые значения концентраций оксида углерода и водорода на выемочном
участке 7 южной «бис» лавы блока 10 пласта d4 для условий ШУ «Покровское»
Место отбора пробы
Фоновое значение
объёмной доли, %
оксида уг-
лерода водорода
6 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
Поступающая струя (20 м до окна лавы) 0,0001 0,00017
7 южная лава блока 10 пл. d4
Исходящая струя (20 м от 7 южного конвейерного штрека блока 10) 0,00017 0,0004
7 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
Подсвежающая струя (20 м от окна лавы блока 10) 0,00033 0,00037
7 южный конвейерный штрек блока 10 пл. d4
Исходящая струя (20 м до монтажного ходка 8 южной лавы блока 10) 0,00057 0,00017
Наблюдения за составом рудничной атмосферы в изолированном про-
странстве 7 южной «бис» лавы блока 10 осуществлялись путём ежедневного от-
бора проб воздуха из-за взрывоустойчивой перемычки № 1. Анализ отобранных
проб на содержание метана – СН4, углекислого газа – СО2, кислорода – О2, ок-
сида углерода – СО и водорода – Н2 производился в лаборатории оперативного
взвода 10 ВГСО.
Анализ результатов наблюдений за составом рудничного газа в изолиро-
ванном пространстве показал, что в период с 12 по 31 декабря 2016 года содер-
жание метана изменялось в пределах от 10 до 26 %, углекислого газа от 1,0 до
2,0 %, кислорода от 13,1 до 17,2 %, оксида углерода от 0,0003 до 0,001 % и водо-
рода от 0,0002 до 0,0042 %. В период с 01 по 30 января 2017 года содержание
метана изменялось в пределах от 11 до 31 %, углекислого газа от 1,2 до 4,5 %,
кислорода от 8,1 до 16,3 %, оксида углерода от 0,0004 до 0,0008 % и водорода от
0,0003 до 0,001 %.
Такой состав рудничного газа свидетельствует о том, что в изолированном
пространстве процесс горения прекратился. Содержание оксида углерода в руд-
ничной атмосфере изолированного пространства ниже нормы допустимой
НПАОП 10.0-1.01-10 «Правила безопасности в угольных шахтах» (ПБ) в горных
выработках шахт. Фоновое содержание оксида углерода в выработках 7-й южной
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
156
«бис» лавы блока 10, определённое при нормальном их проветривании состав-
ляло 0,00027 %. Повышенное в 1,1-3,0 раза, по сравнению с фоном, содержание
оксида углерода в изолированном пространстве по всей видимости было обу-
словлено отсутствием нормального режима его проветривания. При этом, было
решено перевод пожара в категорию потушенных, его списание, и вскрытие изо-
лированного пространства следует производить в соответствии с требованиями
главы 5 раздела IX «Правила безопасности в угольных шахтах».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мясников, А.А. Предупреждение взрывов газа и пыли в угольных шахтах / А.А. Мясников,
С.П. Старков, В.И. Чикунов. – М.: Недра, 1985. – 205 с.
2. КД 12.01.401-96. Эндогенные пожары на угольных шахтах Донбасса. Предупреждение и туше-
ние. Инструкция. Издание официальное / П.С. Пашковский, В.К. Костенко, В.П. Заславский, А.Т. Хо-
рольский, А.Г. Заболотный [и др.]. – Донецк: НИИГД, 1997. – 68 с.
3. ДНАОП 1.1.30-5.19-96. Инструкции по контролю состава рудничного воздуха, определению га-
зообильности и установлению категории шахт по метану // Збірник інструкцій до правил безпеки у
вугільних шахтах. – Т. 1. – Київ: Основа, 1996. – С. 272-315.
4. Брюханов, А.М. Расследование и предотвращение аварий на угольных шахтах / А.М. Брюханов,
В.И. Бережинский, К.К. Бусыгин, В.П. Колосюк, В.П. Коптиков, А.Г. Мнухин, Ю.Т. Хорунжий. – До-
нецк: Изд. НОРД-ПРЕСС, 2004. – Ч. 1. – С. 548.
REFERENCES
1. Myasnikov, A.A., Starkov, S.P. and Chikunov, V.I. (1985), Preduprezhdeniye vzryvov gaza i pyli v
ugol’nykh shakhtakh [Prevention of gas explosions and dust in coal mines], Nedra, Moscow, USSR.
2. Pashkovskiy, P.S., Kostenko, V.K. (et al.) (1997), KD 12.01.401-96 Endogennyye pozhary na
ugol’nykh shakhtakh Donbassa. Preduprezhdeniye i tusheniye. Instruktsiya. Izdaniye ofitsial’noye
[KD 12.01.401-96 Endogenous fires in the coal mines of Donbass. Prevention and suppression. Instructions.
Official publication], NIIGD, Donetsk, Ukraine.
3. Ukraine Ministry of Coal Industry (1996), DNAOP 1.1.30-5.19-96. Instruktsii po kontrolyu sostava
rudnichnogo vozdukha, opredeleniyu gazoobil’nosti i ustanovleniyu kategorii shakht po metanu [DNAP
1.1.30-5.19-96. Instructions for controlling the composition of mine air, determining gas content and estab-
lishing the category of mines for methane], Osnova, Kiev, Ukraine.
4. Bryukhanov, A.M., Berezhinskiy, V.I. (et al.) (2004), Rassledovaniye i predotvrashcheniye avariy na
ugol’nykh shakhtakh. Chast 1 [Investigation and prevention of accidents at coal mines. Part 1], NORD-PRESS,
Donetsk, Ukraine.
Об авторах
Минеев Сергей Павлович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом, Институт
геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина, sergmineev@gmail.com
Кочерга Виктор Николаевич, инженер, главный технолог Института геотехнической механики
им. Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина
Янжула Алексей Сергеевич, инженер, главный инженер ШУ «Покровское», Покровск, Украина.
Самохвалов Дмитрий Юрьевич, инженер, Главное управление государственной службы Укра-
ины по вопросам труда по Донецкой области, г. Покровск, Украина
Гулай Алексей Александрович, инженер, начальник ВТБ ШУ «Покровское», Покровск, Украина.
Голуб Сергей Николаевич, инженер, начальник 10 отряда ВГСЧ, Покровск, Украина.
Лисняк Сергей Сергеевич, инженер, заместитель начальника 10 отряда ВГСЧ, Покровск, Украина.
About the authors
Mineev Sergey Pavlovich, Doctor of Technical Sciences (D. Sc.), Professor, Head of the department,
M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine
(IGTM, NASU), Dnipro, Ukraine, sergmineev@gmail.com
Kocherga Viktor Nikolayevich, engineer, Chief Technologist, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical
Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnipro, Ukraine
Yanzhula Aleksey Sergeevich, engineer, Chief Engineer of Mine Management “Pokrovskoye”, Pokrovsk,
Ukraine
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
157
Samokhvalov Dmitrii Yurievich, Engineer, Main Department of the State Service of Ukraine for Labor
in Donetsk region, Pokrovsk, Ukraine
Gulay Aleksey Aleksandrovich, engineer, Head for ventilation and technique of safety of Mine Manage-
ment “Pokrovskoye”, Pokrovsk, Ukraine
Golub Sergey Nikolaevich, engineer, Chief of tenth squad of Militarized Mountain Rescue Unit,
Pokrovsk, Ukraine
Lisnyak Sergey Sergeyevich, engineer, Deputy Chief of tenth squad of Militarized Mountain Rescue Unit,
Pokrovsk, Ukraine
Анотація. Розглянуто уточнену методику оцінки індикаторних газів в умовах виїмкових виробок
на пожежонебезпечних вугільних пластах. Визначено місця проведення замірів і відбору проб індика-
торних газів. Наведено методику відбору проб діоксиду вуглецю і водню для лабораторного визна-
чення їх концентрацій. За цими даними оцінюються фонові значення індикаторних газів для кожного
очисного вибою. Наведено результати вимірів концентрацій (СО і Н2) для гірничо-геологічних умов 12
південної лави блоку 10 вугільного пласта d4 шахтоуправління «Покровське». За отриманими даними
фонових значень індикаторних газів оцінюють стан вуглепородного масиву з точки зору можливості
самозаймання пласта і загасання вже виниклої пожежі. Ознаками погашеної пожежі є в повітряному
потоці відсутність водню, оксиду вуглецю і ненасичених вуглеводнів (етилен, пропілен) або зниження
їх вмісту до фонового рівня, а також зниження температури води і повітря в ізольованій ділянці до
температури, що не перевищує більш ніж на 3…5 °С характерні значення для даного горизонту. Про-
аналізовано стан атмосфери на аварійній ділянці 7-й південній «біс» лави блоку 10 з урахуванням її
фонового стану і можливого списання пожежі.
Ключові слова: індикаторні гази, фонове значення, вугілля, пласт, виробки
Abstract. The refined methodology of indicating gas evaluation is considered for the conditions of mining
operations in fire-risk coal seams. Points were determined for measuring rates of indicating gas and taking
samples. Methodology of carbon dioxide and hydrogen sampling is given for laboratory determination of the
gas concentrations. Basing on the lab data, the background values of indicating gases are estimated for each
stope. Concentrations (of CO and H2) were measured in the Pokrovskoye Mine in mining and geological con-
ditions of the 12th southern longwall, block 10, coal seam d4. Basing on the obtained data, it is possible to
evaluate background values of indicating gases by the state of the carbonaceous massif in terms of potential
spontaneous ignition of the seam and dying down of the fire that has already occurred. Signs of the fire putting
out is absence of hydrogen, carbon monoxide and unsaturated hydrocarbons (ethylene, propylene) in the air
stream or their reduced content up to the background level, as well as water and air temperature reduced to the
temperature not more than 3…5 °C higher than usual temperature in the isolated area of the considered horizon.
The state of the atmosphere in the emergency area of the 7th southern longwall, block 10, is analyzed with
taking into account its background state.
Keywords: indicating gases, background value, coal, seam, roadways
Статья поступила в редакцию 11.05.2017
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук, проф. В.П. Франчуком
|