CC BY
33
УДК 622.822.22
С.Е. Федорова
ПРОГНОЗ И ПРОФИЛАКТИКА ЭНДОГЕННОЙ ПОЖАРООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КРИОЛИТОЗОНЫ
Дальневосточный регион объединяет большую часть территорий, относящихся к районам Крайнего Севера и приравненным к ним местностям. Основной особенностью углеобеспечения этого района являются сложные взаимные грузопотоки угольной продукции, его доставка в отдельные районы водным транспортом. Уголь в районе является основным источником энергообеспечения промышленных комплексов, коммунально-бытового сектора и населения, В структуре котельно-печного топлива доля угля составляет 67 % (против 24 % в целом по России). Доля угля в структуре топлива электростанций еще больше - 71,4 % (в целом по России 28,7 %). На Дальневосточный район приходится 86 % (около 3 млн. т) всех поставок по воде, в том числе - 74 % (2,6 млн. т) собственно углей Дальнего Востока.
Одним из факторов, осложняющих работу угледобывающих предприятий, является окисление и самовозгорание углей. Путем исследования физических и химических параметров, влияющих на сорбционную активность углей области распространения многолетней мерзлоты, необходимо разработать прогноз эндогенной пожароопасности угольных месторождений криолитозоны.
На основе математического моделирования нами впервые исследована зависимость времени протаивания скопления угля до пожароопасной глубины от теплофизических свойств скопления угля, температуры воздуха, влажности угольного скопления, геометрической формы скопления угля. Путем построения математической модели определено время протаивания угля от естественных температур до пожароопасных. Пользуясь приведенными расчетами, можно оп-
ределить инкубационный период самовозгорания углей в криолитозоне.
Таблица 1
Зависимость химической активности углей от температуры окружающей среды
Месторождения, шахта Значения температур, 0С
Мало активные, менее Умеренно активные, более Активные, более
Сангарская +2 +5 +7
Джебарики-Хая -1,6 - 3 - (+10) + 11
Анадырская -6,7 - 4 - (+5) +7
Денисовская -10 - 5 - (+10) + 10
Кадыкчанская - +2 - 10 +2
В табл. 1 приведены оптимальные значения температур в выработанных пространствах шахт. В графе «малоактивные» указаны значения температур, при которых уголь по своей химической активности не выходит за данную категорию пожароопасности. При повышении температуры выше указанных пределов уголь переходит в повышенную категорию пожароопасности.
Контроль за обнаружением признаков самонагревания и самовозгорания угля необходимо осуществлять в соответствии с положением Руководства по обнаружению самовозгорания угля в условиях многолетней мерзлоты [2].
Нами предложен способ обнаружения определения начальной стадии самовозгорания многолетнемерзлых углей, который дает возможность обнаружения начальной стадии самовозгорания многолетнемерзлых углей; обеспечивает быструю подготовку к наблюдениям контрольного пункта; замеры не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала.
По методике прогноза эндогенной пожароопасности НЦ ВостНИИ (табл. 2), основанной на определении условий, необходимых для развития процесса самовозгорания угля, определена склонность углей к самовозгоранию шахт и разрезов Якутии и Магаданской области [3].
В целях профилактики эндогенных пожаров исследованы антипирогенные составы в различных концентрациях для
снижения окислительной способности углей, рекомендованы наиболее эффективные для применения при небольших объемах
Таблица 2
Система основных факторов и показателей для прогноза опасности самовозгорания в угольных шахтах
Фактор Показатель
Мало Умеренно Опасно
опасно опасно
Химическая актив- Меньше 0,025+0,045 Больше 0,08
ность, мл/г час 0,015
Угол падения пла- Меньше 250 2 сл - 4 о о Больше 400
ста
Мощность пласта Меньше 2 м 2,0 — 3,5 м Больше 3,5 м
Сближенность - - Образуется общая зона
пластов обрушения
Система разработ- - - Камерные
ки
Схема проветри- - - При прямом ходе отра-
вания ботки
Скорость отработ- - - Скорость отработки
ки больше чем инкубационный период
Подработка старых - Всякая под- 1. Потушенных пожаров
выработок работка 2.Повышенных температур
штабеля и при перевозке угля речным транспортом с целью предотвращения его самовозгорания.
Получена зависимость интенсивности самонагревания угля и характера снижения концентрации кислорода от пустотности скопления, которые показывают возможность удлинения срока хранения штабеля угля путем уплотнения при складировании.
С учетом специфических условий Севера разработаны способы хранения угля, обеспечивающие простоту формирования штабеля угля, минимальные физические и материальные затраты, исключение самонагревания и самовозгорания
угля, снижение запыленности при отгрузке угля, отсутствие сноса угольной пыли с поверхности штабеля.
Полученная методика раннего обнаружения очагов самонагревания углей в условиях подземной разработки месторождений может быть применима для всех угольных месторождений Крайнего Севера и Дальнего Востока. Комплекс техногенных мероприятий по профилактике и тушению эндогенных пожаров [3], обеспечит эффективную и безопасную работу угледобывающих предприятий и предприятий - потребителей угольного топлива.
--------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чемезов Е.Н., Быков Н.А., Ефремов В.Т. Газопроявления и эндогенная пожароопасность в шахтах. Ж. Уголь., 1981. - 44 - 46 с.
2. Чемезов Е.Н., Быков Н.А., Галкин А.Ф., Ларионов В.Р. и др. Рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов (на примере угольных шахт Якутии). Якутск, 1989. - 29 с.
3. Федорова С.Е., Чемезов Е.Н. Профилактика самовозгорания углей в условиях многолетней мерзлоты (рекомендации). Якутск, 2006. - 60 с.
|— Коротко об авторах----------------------------------------
Федорова С.Е. - кандидат техн ических наук, доцент, Якутский госуниверситет.
