Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Состав атмосферного воздуха
Азот - 78,08% Кислород - 20,95%
Инертные газы - 0,93% Углекислый газ - 0,04%
В атмосферном воздухе присутствуют пары воды и пыль.
Кислород (02) - для дыхания людей, поддерживает горение(плотность относительно воздуха - 1,11).
Цвет, запах, вкус - не имеет. Окисляет металл, дерево, уголь.
При содержании в воздухе кислорода физиологическое действие на человека:
15-16% - 120 мин. - одышка.
12-14% - 3-5 мин. – дыхание, пульс учащаются, понижается способность мыслить.
10-12% - 1-3 мин. - непроизвольные, безрассудные движения.
10-6 % - 1 мин. - потеря сознания, судороги.
6 % - до 1 мин. - прекращение дыхания - смерть.
Состав рудничного воздуха
Содержание кислорода (02) - не менее 20%.
Азот (N 2) - инертный газ, основная составляющая часть воздуха. Плотность - 0,97.
Цвет, вкус, запах - не имеет, горения не поддерживает (используют для тушения пожаров в шахте), не ядовит.
Углекислый газ (СО2) - Плотность - 1,52.
Цвет - не имеет, вкус - слабокислый, запах - слабый (сырости, затхлости). Горения не поддерживает, удушливый.
В шахте появляется в результате гниения крепи, при разложении кислотными водами горных пород, при дыхании людей.
Нормы содержания:
На рабочих местах и в исходящих струях участков - 0,5%.
В исходящих струях крыла, горизонта, шахты - 0,75%.
При восстановлении выработок - присечка, перекрепка - 1%.
Физиологическое воздействие на человека:
до 2% - до 480 мин. - учащается дыхание.
2 - 5% - до 30 мин. - появляется шум в ушах, учащается пульс, свыше
30 мин. - одышка слабость.
5 - 8 % - 5 - 10 мин. - сильные головные боли, недомогание.
Свыше 10% - 1-2 мин. - потеря сознания, смерть.
Окись углерода (СО),(Оксид углерода) - угарный газ.
Цвет, запах, вкус - не имеет.
Плотность - 0,97, очень ядовит, горит синим пламенем.
В 250-300 раз активнее кислорода растворяется в гемоглобине крови - вызывает кислородное голодание.
Взрывается от 13 до 75%. Температура воспламенения - 630 - 810 0 С, наибольшая сила взрыва - 50%.
Образуется - пожары, взрывы метана, угольной пыли, БВР, двигатели внутреннего сгорания.
Предельно допустимая концентрация - 0,0170%.
Физиологическое воздействие на человека:
0,01 - до 480 мин. - слабая головная боль.
0,05 - до 60 мин. - тошнота, усиленное сердцебиение.
0,1 - до 60 мин. - рвота, потеря сознания.
0,5 - до 20-30 мин. - смертельное отравление.
Оксиды азота (в перерасчете на NO2 )
Плотность - 1,58. Цвет - бурый, запах - чесночный, очень ядовит.
0,025 % - смертельно.
Горение не поддерживает.
Образуется при взрывных работах ( при неполной детонации в/в,) , при отравлении вызывает отек легких, отравляющее действие проявляется не сразу (4 - 6 часов).
Предельно допустимая концентрация - 0,00025%.
Сернистый газ (Сернистый ангидрид) (SO2)
Плотность - 2,213 Цвет - не имеет. Запах - острый. Вкус - кислый.
Сильно ядовит, горения не поддерживает.
При соприкосновении с влажной поверхностью слизистых оболочек
( глаз, рот, нос) превращается в серную кислоту.
Образуется при пожарах, взрывных работах серосодержащим углям и породам.
Предельно допустимая концентрация - 0,00038%.
Сероводород (H2S) –
без цвета, со сладковатым вкусом, запах тухлых яиц. Горит, при содержании - 6 - 45,5% - взрывается.
Плотность - 1,19
Хорошо растворяется в воде.
Очень ядовит, раздражающе действует на дыхательные пути и глаза, нервную систему ( нарушение внутритканевого дыхания - ткани перестают усваивать кислород).
0,015% - в течении нескольких часов - головокружение, тошнота, рвота.
0,02% - 5-8 мин. - жгучая боль глаз и легких.
0,08% - потеря сознания, смерть от паралича дыхания
Поступает газ из толщи пластов богатых серым колчеданом, из старых выработок, прорыв застойных вод из отработанных выработок.
Образуется при пожарах, взрывных работах серосодержащим углям и породам.
Предельно допустимая концентрация - 0,00070%.
Водород (H2)
- без цвета, запаха и вкуса. Плотность - 0,069. Образуется в основном в зарядных камерах.
Очень легкий, в 14,3 раза легче воздуха и в 8 раз легче метана, плохо растворим в воде, не ядовит, дыхание не поддерживает, горит, при 4,1-74% с воздухом образует взрывчатую смесь. Температура воспламенения - 580-6000. Температура при взрыве 31000С. Скорость взрывной волны 3500 м/сек.
Газ метан и его свойства
Метан - (СН4) Без цвета, запаха и вкуса.
Плотность - 0,554 , в 2 раза легче воздуха. Слабо растворяется в воде. Горит голубым пламенем до 5% и после 15% , взрывается от 5% до 15%, наибольшая сила взрыва 9,5%. Температура воспламенения 650 - 7500 С. Скорость взрывной волны 500 - 600 м/сек.
Люди, попавшие в зону взрыва, подвергаются механическому действию взрывной волны и высокой температуре.
Виды выделения метана
Обыкновенное- непрерывное и равномерное выделение из невидимых трещин и пор угольного пласта и пород. Зафиксировать можно только приборами.
Суфлярное - местное интенсивное выделение газа из больших трещин в угольном пласте и породах, сопровождается шипением, свистом, давлением, действует недели, месяцы.
Внезапное выделение - бурное выделение большого количества метана, сопровождающееся смещением пород или угля на определенное расстояние от забоя. Газа метана может выделиться сотни и тысячи м3.
Виды скопления метана
Местные - скопление небольших объемов СН4 вблизи комбайнов, бурмашин, в куполах и других местах.
Слоевые - в виде тонкого слоя до 1 м. и протяженностью до 100 м. при скорости воздушной струи менее 0,5 м/сек. Слой плывет под кровлей, не смешиваясь с воздухом.
Полное загазирование - скопление СН4 выше допустимой нормы по всему сечению выработки.
Мероприятия против скопления и взрыва газа метана
Для предотвращения взрывов метана осуществляют комплекс мероприятий – газовый режим.
Мероприятия :
а) проветривание горных выработок;
б) дегазация;
в) разделение шахт на категории;
г) установление норм содержания метана в горных выработках;
д) постоянный контроль за СН4;
Для исключения возможности появления источника воспламенения предусмотрено:
а) применение электрооборудования во взрывобезопасном исполнении;
б) отключение электрооборудования при загазировании выработок;
в) применение предохранительных ВВ и особый режим ведения
взрывных работ;
Категории шахт
Категория шахты устанавливается по количеству метана, выделяющегося на 1 тонну среднесуточной добычи шахты (относительная метанообильность)
1-ой категории - до 5 м3/т;
2-ой категории - от 5 до 10 м3/т;
3-ей категории - от 10 до 15 м3/т;
Сверхкатегорийные - 15 м3/т и более, а так же опасные по суфлярным выделениям.
Опасные по внезапным выбросам угля (породы) и газа.
Допустимые нормы содержания метана в горных выработках
Содержание метана не должно превышать (недопустимая концентрация):
Поступающая на выемочный участок, в очистные выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры- более 0,5%.
Исходящая струя крыла, шахты – более 0,75%, .
Исходящая из очистной или тупиковой - более 1%.
У места взрывных работ - до 1% (при 1% и более ВР - запрещены).
Местное скопление – более 2%
Меры по предупреждению поражений электрическим током
В угольных шахтах и на карьерах электробезопасность людей достигается комплексом технических и организационных мер. Эти меры предусматривают следующее.
1. Применение оборудования в рудничном исполнении. Область и условия его применения должны соответствовать требованиям Правил безопасности.
2. Применение блокировок, исключающих ошибочные действия обслуживающего персонала и препятствующих открыванию оборудования при наличии напряжения.
3. Применение изоляционных покрытий нетоковедущих частей электрооборудования (например, ручки. и тыльная часть электросверл).
4. Устройство защитных ограждений, исключающих случайное прикосновение человека к аппаратам, находящимся под напряжением.
5. Ограждение от доступа посторонних людей стальными сплошными или решетчатыми дверями камер подстанций, а также электромашинных камер.
6. Устройство в машинных камерах свободных проходов между машинами и аппаратами не менее 0,8 м, а со стороны стен камеры — не менее 0,5 м.
7. Устройство защитного заземления и контроль его целостности.
8. Применение защитного отключения.
9. Осуществление компенсации емкостных токов.
10. Осуществление защитного закорачивания на землю поврежденной фазы сети. Эта мера применяется в сетях 1,14—10 кВ и основана на том, что при попадании человека под фазовое напряжение поврежденная фаза автоматически закорачивается на землю и шунтирует пострадавшего.
11. Применение блокировочных реле утечки (Б РУ), встроенных в коммутационные аппараты.
12. Обязательное применение индивидуальных защитных средств и предупредительных плакатов при работе с электрооборудованием.
Взрывчатые свойства угольной пыли
У г о л ь н а я п ы л ь при некоторых условиях может образовывать с воздухом взрывчатую смесь. Взрывчатость угольной пыли в основном зависит от содержания в ней летучих веществ, золы, влаги и от крупности ее.
Как показывают исследования, пыль углей с содержанием летучих веществ менее 10 %, отнесенных к безводной и беззольной массе, не во всех случаях взрывчата, а при содержании летучих веществ более 15 % — взрывчата. Наиболее легко взрывается пыль углей с содержанием летучих веществ 17—32 %.
С увеличением зольности и влажности взрывчатость угольной пыли уменьшается и при содержании 40 % золы или 50 % влаги пыль становится взрывчатой.
Наиболее опасны в отношении взрыва пылинки размером 10----75 мкм. Однако если взрыв уже возник, то в него вовлекаются и крупные пылинки размером 75— 100 мкм. Пыль крупностью менее 10 мкм обладает пониженной способностью взрываться, что объясняется повышенным ее окислением и большей склонностью к коагуляции и образованию хлопьев.
Для пылевоздушных смесей, так же как и для газовых, установлены пределы взрывчатой концентрации. Для сильновзрынчатых пылей нижний предел 16—20 г/м3, а верхний 1500—2000 Г/М3. Взрыв максимальной силы происходит при концентрации пыли в воздухе 300—600 г/м3.
Воспламевение взрывчатой пыли может произойти при двух обстоятельствах: если она оказалась взвешенной в воздухе в опасной концентрации и если одновременно возник источник воспламенения с температурой 700— 900 °С. Следует заметить, что большую опасность представляет и отложввшаяся в выработках пыль, которая, поднимаясь в воздух от взрыва взвешенной пыли или метана, может стать причиной дальнейшего распространения взрыва.
Наличее метана в рудничной атмосфере понижает нижний предел пэрыпасмой пыли. Так, по данным МакНИИ, нижний предел взрываемости пыли при содержании в воздухе метана 2,5 % снижается до 3—5 г/м3 воздуха.
Процесс взрыва пылевоздушной смеси в отличие от газовой происходит стадийно. Сначала под действием источника тепла из пыли выделяются летучие вещества которые в первую очередь и воспламеняются, а затем в этом пламени догорают частично или полностью твердые остатки пыли. Однако индукционный период воспламенения угольной пыли меньше, чем у метана, так как в составе летучих помимо других газов имеются более взрывчатые газы, чем метан, — водород и оксид углерода.
Взрыв угольной пыли протекает с разной скоростью; иногда происходит только взрывообразное горение с относительно медленным распространением пламени. Однако горение может легко перейти во взрыв при наличии препятствий, изгибов и поворотов выработки на пути распространения пламени. Особенностью взрыва угольной пыли является образование большего количества угарного газа, чем при взрыве метана.
Фактори, що впливають на вибуховість
вугільного пилу
Хімічний склад пилу. Одним з основних факторів, що характеризують схильність пилу до вибуху, є вихід летких речовин при термічному розкладанні вугілля без доступу повітря.
Головними компонентами в складі летких речовин, що зумовлюють вибуховість пилу, є смолисті сполуки і важкі вуглеводні. Основними горючими складовими летких речовин є метан, водень, окис вуглецю, вуглекислий газ, етан, важкі вуглеводні і ін
Нижня межа вибуховості суміші газоподібних продуктів термічного розкладання вугілля практично постійний і дорівнює 4,2%.
Ступінь вибуховості пилу може характеризуватися тиском в місці вибуху. Збільшення виходу горючих речовин (Vdaf) зумовлює зростання тиску вибуху. Вугільний пил підрозділяється на слабовзривчатую (V daf <15%) і сільновзривчатую (V daf> 15%).
Дисперсність пилу. Дисперсний склад пилу є істотним чинником, що визначає її вибуховість. При великих розмірах частинок пилу спостерігається майже лінійне зростання сили вибуху із збільшенням дисперсності або питомої поверхні пилу.
Вибуховість вугільного пилу зростає із збільшенням ступеня її подрібнення, і тому в шахті в міру віддалення від джерела пилоутворення вона стає потенційно більш вибухонебезпечною.
Склад атмосфери. Істотне значення має склад середовища, в якій відбувається вибух. Якщо в шахтній атмосфері міститься метан, вибух можливий при більш низьких концентраціях пилу.
Встановлено, що нижня межа вибуховості сільновзривчатой пилу дорівнює 17 ÷ 18 г / м 3, а в присутності 2,5% метану він знижується до 5 ÷ 6 г/м 3. Верхня межа вибуховості, за даними МакНДІ, складає 300 ÷ 400 г / м 3.
Вологість пилу. Фактор вологості відіграє істотну роль при оцінці вибуховості пилу. Волога діє як інертна добавка.
Так як теплоємність води більше теплоємності інертного пилу, то з урахуванням теплоти випаровування вода поглинає тепла в 5 разів більше, ніж інертна пил.
Зважена у шахтному повітрі пил з будь-яким вмістом вологи при наявності потужного джерела займання може вибухнути.
Основним фактором у захисному дії вологи від вибуху є зв'язування осілого пилу на грунті і бічних поверхнях гірничих виробок.
Зольність пилу. Наявність золи знижує вибуховість вугільного пилу, оскільки частина утворюється тепла витрачається на нагрівання частинок інертного пилу, що призводить до зниження температури аерозолю.
Природний вміст золи у вугіллі зазвичай недостатньо, щоб попередити вибух. Тому застосовують штучне озолення пилу у виробках - осланцювання.
Особливості вибухів вугільного пилу в шахтах
Вибух вугільного пилу має ряд особливостей. В залежності від швидкості поширення фронту полум'я і руху газоподібних продуктів розрізняють:
У шахті немає умов для протікання вибухів вугільного пилу типу детонації. Вибухова пилоповітряна середу в виробках шахт утворюється поступово, у міру розвитку вибуху.
Тому вибух вугільного пилу в шахті відносять до типу дефляграціі (вигоряння).
При займанні вугільного пилу та розповсюдженні горіння по виробленню попереду полум'я із швидкістю звуку поширюється хвиля стиснення, тиск позаду цієї хвилі перевищує початкову і повітря рухається із швидкістю 30 м / сек. Ударна хвиля піднімає знаходиться на стінках вироблення пил і створює на всьому протязі вироблення між полум'ям і хвилею стиснення вибухову пилоповітряне середу, в якій і поширюється полум'я.
Сланцевыми или водяными заслонами должны быть защищены:
а) Очистные выработки и выемочные участки;
б) забои подготовительных выработок, проведенные по углю или по углю и породе (в случае отсутствия автоматической пылевзрывозащиты);
в) крылья шахтного поля в каждом пласте; г) конвейерные выработки;
д) пожарные участки; е) Подземные склады ВМ и раздаточные камеры.
для защиты складов взрывчатых материалов и пожарных участков допускается применение в качестве вспомогательных средств, устанавливаемых дополнительно к сланцевым или водяным заслонам, автоматических систем локализации (подавления) взрывов газа и/или пыли.
Заслоны размещаются в выработках на входящих и исходящих струях защищаемых очистных выработок.
Защита забоев подготовительных выработок должна осуществляться автоматическими системами, а до их внедрения — рассредоточенными водяными или сланцевыми заслонами. При этом в тупиковой части выработки устанавливается не менее четырех рядов сосудов (полок). Первый ряд должен быть установлен не ближе 25 м и не далее 40 м от забоя. Схема установки и параметры рассредоточенного заслона должны отвечать требованиям действующего законодательства.
Подготовительные выработки длиной менее 40 м должны быть защищены заслонами, которые устанавливаются в прилегающих выработках на минимально допустимом расстоянии от соединений (60 м для сланцевых и 75 м для водяных заслонов).
Для защиты крыльев шахтного поля заслоны устанавливаются в откаточных и вентиляционных штреках около бремсбергов, уклонов, квершлагов и около других прилегающих к ним выработок.
Для защиты конвейерных выработок, тупиковых подготовительных выработок, проведенных по углю или по углю и породе, сланцевые или водяные заслоны должны устанавливаться на всем протяжении выработок на расстоянии друг от друга не более 300 м для сланцевых и 250 м для водяных заслонов.
Установка заслонов в конвейерных выработках не требуется, если по ним транспортируется только порода. Для изоляции пожарных участков заслоны размещают около всех прилегающих к ним выработок.
Заслоны устанавливаются в горизонтальных и наклонных выработках с углом наклона до 18°. При угле наклона более 18° заслоны должны устанавливаться в прилегающих выработках на минимально допустимом расстоянии от их сопряжения с защищаемой выработкой.
Сланцевые заслоны должны устанавливаться на расстоянии не менее 60 м и не более 300 м, водяные заслоны — не менее75 м и не более 250 м от забоев очистных и подготовительных выработок, сопряжений откаточных и вентиляционных штреков с бремсбергами, уклонами, квершлагами, а также от изолирующих пожар перемычек.
Установка заслонов в откаточных и вентиляционных штреках у сопряжений с бремсбергами, уклонами, квершлагами не требуется, если сланцевые заслоны, защищающие забои очистных и подготовительных выработок, находятся на расстоянии 300 м и менее, а водяные — 250 м и менее от этих соединений.Заслоны должны устанавливаться на прямолинейных участках выработок с выдержанным по длине сечением и без пустот за крепью (купола, старые погашенные выработки). Количество инертной пыли или воды в заслоне должно определяться из расчета 400 кг на 1м2 поперечного сечения выработки в свету в месте установки заслона.
Общая длина каждого отдельного заслона должна быть не менее 20 м сланцевого и не менее 30 м водяного.