О разном

11.03.2024

Внезапные выбросы угля: динамическое явление

Глобус – Угледобывающая промышленность сопряжена с рядом опасных факторов, возникающих в ходе проведения производственных процессов. Одним из них являются внезапные выбросы угля – разновидность динамических явлений, представляющие собой самопроизвольное разрушение участка пласта. Как правило, такие явления сопровождают резкое изменение давления, температуры, а также выбросы угля и интенсивное газовыделение.

Выбросы угля и газа: основные причины

Выбросы угля и газа могут возникать как при ведении работ подземным способом, так и в разрезах. Причиной такого динамического явления могут стать:

• нарушение герметичности выработок;
• разгерметизация пород из-за перемен давления или воздействия подземных вод;
• деформация горных пород, в т.ч. обрушения и обвалы;
• выход угля на поверхность по причине эрозии;
• природные катаклизмы (подземные толчки, затопления и др.) или аварии техногенного характера;
• нарушение правил эксплуатации шахтного оборудования или объектов инфраструктуры.

При внезапных выбросах в выработки за короткое время поступает большое количество газа (порой – десятки кубометров), а мелкие куски угля отбрасываются на расстояние от двухсот до трехсот метров. Поэтому такое явление несет опасность получения серьезных травм сотрудниками, риски повреждения оборудования и инфраструктурных объектов (в т.ч. энергетических). Также выбросы приводят к нарушению экологической безопасности – загрязнению атмосферного воздуха, водоемов, почвы.

Чтобы избежать негативных последствий от динамических явлений, угледобывающие компании прибегают к анализу и прогнозированию их возможного возникновения. Еще в начале XXI века такие меры требовали проведения сложных расчетов и высоких трудозатрат, однако, в последние годы все большее распространение получают автоматизированные системы мониторинга и прогнозирования.

Подобные системы обычно включает в себя сеть датчиков, установленных в различных точках шахты для осуществления круглосуточного мониторинга ряда ключевых параметров: давления, температуры, состава газа и др. Собираемые данные анализируются при помощи специализированного программного обеспечения – для разработки подобных программ требуется составление математических моделей и сложных алгоритмов, которые должны учитывать взаимосвязи между различными факторами и вероятность возникновения аварийных ситуаций.

К значимым функциям автоматизированных систем можно отнести и оперативное реагирование. При обнаружении отклонений, которые могут свидетельствовать о признаках возникновения динамических явлений, система отправляет оповещение установленным лицам – это могут быть сотрудники диспетчерской, руководители подразделений или предприятия. Кроме того, некоторые системы позволяют одновременно с этим изменять параметры работы шахтного оборудования для предотвращения аварии и ЧС. Это может быть, к примеру, функция изменения режима работы вентиляционных установок, подача сигнала системам безопасности, инициирование включения общей системы оповещения. В частности, благодаря таким возможностям, важно проводить интеграцию систем мониторинга динамических явлений с другими цифровыми системами, действующими на предприятии.

Угольные предприятия обычно применяют комплексный подход в деле снижения рисков возникновения динамических явлений. Важно предусмотреть все риски, которые потенциально могут привести к аварийным ситуациям, связанными со внезапными выбросами угля и газа.

В первую очередь, речь идет о газоанализе: необходимо предусмотреть систему газового контроля при помощи специализированных датчиков и автоматизированных средств. Благодаря этому своевременно выявляются утечки газа и предпринимаются меры оперативного реагирования. Большую роль играет и эффективное функционирование вентиляционных установок – это снижает концентрацию газа в выработках.

Важный аспект предотвращения динамических явлений – обеспечение исправности оборудования. Вся техника, используемая для мониторинга и контроля риска внезапных выбросов угля, а также для их предотвращения, должна проходить техобслуживание и ремонт в соответствии с установленным графиком. Также необходима регулярная модернизация используемого оборудования: угольные предприятия внедряют современные средства, повышающие эффективность борьбы с динамическими явлениями и обеспечивающие более высокую скорость реагирования на критические ситуации.

Еще одна необходимая мера – повышение квалификации сотрудников. В ходе инструктажей персоналу должны быть подробно разъяснены правила эксплуатации техники, регламент проведения работ, а также способы определения признаков внезапных выбросов угля. Кроме того, необходимо регулярно отрабатывать навыки поведения в аварийных ситуациях – обычно это осуществляется в ходе соответствующих учений.

В свою очередь, чтобы проводить учения, предприятия разрабатывают аварийные сценарии. В них должна быть регламентирована четкая последовательность действий персонала при возникновении динамических явлений, от этапа обнаружения первых признаков выбросов угля. Сценарии должны регулярно актуализировать в соответствии с изменениями федеральных норм и правил безопасности или инструкций, разработанных уполномоченными органами.

Очевидной мерой является и неукоснительное соблюдение нормативных требований и стандартов в области безопасности. Предприятиям важно отслеживать изменения законодательства, исполнять предписания контролирующих органов после проведения проверок. Желательно и участие в специализированных конференциях и мероприятиях, где разъясняются некоторые аспекты правил безопасности, а также отраслевых выставках, на которых производители представляют новые решения в области обеспечения безопасности.

Соблюдение всех эти мер, а также использование современных автоматизированных средств контроля, будут способствовать снижению рисков внезапных выбросов угля и минимизации их последствий как для жизни и здоровья персонала, так и для оборудования.