Эколого-экономическая оценка применения технологий сжигания брикетов изготовленных из отходов обогащения углей Прокопьевского района

     Степень опасности статического электричества  определяется электростатическими  свойствами веществ и материалов, используемых на производстве, наличием в рабочей зоне взрывоопасных  концентраций воздушных смесей газов, паров и пыли, а также чувствительностью  изделий к электростатическим разрядам. 

     4.1.5. Обвалы и обрушения  горных пород 

    Уровень производственного травматизма  от обвалов и обрушений пород  в лавах в определенной степени  зависит от применяемой системы  разработки. Число смертных и тяжелых  несчастных случаев при сплошной системе разработки значительно  выше, чем при столбовой [23].

    Основными причинами травматизма в очистных забоях являются вывалы и обрушения  пород кровли и повреждения от машин и механизмов. Наиболее распространенными  причинами несчастных случаев от обрушения породы и угля в лавах  являются ведение работ с нарушением паспортов управления кровлей и  крепления, несоответствие их горно-геологическим  условиям и нарушение технологии работ.

    Число несчастных случаев от вывалов и  обрушений зависит от способа  управления кровлей. При управлении кровлей с частичной закладкой  число тяжелых несчастных случаев  в 1,25 раза больше, чем при управлении кровлей с закладкой выработанного  пространства, по сравнению с управлением  кровлей полным обрушением меньше на 43 %. 

     4.1.6. Опасность взрыва пылегазовых смесей в шахте 

     Наиболее опасные аварии: взрывы метана и угольной пыли, пожары, внезапные выбросы и суфлярные выделения метана.

     Виды воспламенения:

1. Медленное горение (0,3-0,6 м/с)
2. Вспышка (до 10 м/с)
3. Взрывное горение (до сотен метров)
4. Детонация (километры в секунду)

     Вспышка переходит во взрыв постепенно, скорость фронта пламени и давление ударной волны нарастает постоянно. Взрыв - воспламенение, сопровождающееся ударной волной. Взрывы газа в шахте сопровождаются прямым и обратным ударами. Различают первичное (взрыв) и вторичное (досжигание) пламя.

     Взрыв газовоздушных смесей:

• Метановоздушная смесь при t ~ 600°C воспламеняется через 10 секунд;
• при ~ 1000°C - через доли секунд;
• при t ~ 1300°C - практически мгновенно взрывается.

     Пределы взрываемости смеси горючих газов характеризуются треугольником взрываемости.

• Н = 4-74% - водород (400 °С);
• СО = 12,5-75% - угарный газ;
• СН₄ = 5-15% - метан (600 -650°С);
• СН₄ = 6% - наиболее взрывоопасная концентрация;
• СН₄ = 9,5% - максимальный взрыв.

      Взрыв пылевоздушной смеси.

      Пыль - это аэрозоль двухфазной системы (твёрдое тело - газ), если степень измельчения твёрдого тела настолько велика, что в неподвижном воздухе, при давлении 700 мм ртутного столба и температуре 20 градусов, частички твёрдого тела, на которое действует только сила тяжести, будут опадать с постоянной скоростью менее 500 мм/сек, или совершать броуновское движение. Удельный выход пыли - количество пыли поступающей в воздух на единицу массы отбитой или погруженной горной массы. Этот показатель зависит от прочности, влажности, действия оросительных устройств, характера режущего и отбойного инструмента. Интенсивность пылеобразования - количество пыли, поступающей в воздух в единицу времени. В определённых условиях (содержание свыше 15% летучих веществ, крупности пылинок 0,01-0,1мм и концентрации 16-2000г/м³), угольная пыль, во взвешенном состоянии, взрывается от источника тепла и поддерживает взрыв метано-воздушной смеси

     Степень взрываемости пылевоздушной смеси зависит от:

• размеров пылинок (дисперсность);
• химического и минерального состава пыли (пыль, при содержании в ней негорючих компонентов от 60-70% не взрывчата);
• выхода летучих при нагреве (V^daf > 5-7%, при V^daf = 15% - пласт опасен по пыли);
• количества летающей пыли (10-600 гр/м³);
• наличия в атмосфере горючих газов (например, при СН₄=0, нижний предел взрываемости пыли 40 гр/м³; при СН₄=0,5% - 30 гр/м³; при СН₄=2% - 10 гр/м³;
• влажности пыли (при влажности 20-25%, пыль, как правило, не взрывается).

     4.1.7. Рудничные пожары

 

     По причинам возникновения, рудничные пожары подразделяются: эндогенные (самовозгорание);  экзогенные (от внешнего источника).

     Подземные рудничные пожары являются одной из наиболее опасных аварий в шахте. Их особенностью является плохая доступность для активного тушения непосредственным воздействием. Наличие за очагами пожаров, по ходу вентиляционной струи, высокой температуры, дыма и других продуктов горения не позволяет организовать тушение горящей выработки с двух сторон. Под действием огня выходит из строя и теряет свою несущую способность крепь горной выработки, что приводит к обрушению пород кровли, ещё больше осложняющему аварию. Пожары в шахтах, опасных по газу и пыли, могут привести к взрыву газопылевой смеси в ходе ведения аварийно-спасательных работ. Особенной опасностью рудничных пожаров является распространение по горным выработкам продуктов горения. Наиболее опасны экзогенные пожары. Они быстро активизируются и за короткое время могут отравить атмосферу горных выработок на большом протяжении.

     Подземный пожар в своём развитии проходит три стадии:

1. Возгоранию свойственно нарастание количество сгорающего в единицу времени материала, расхода на горение кислорода, повышение концентрации углеродосодержащих газов (СО, СО₂), увеличение температуры продуктов горения.
2. Развившийся пожар характеризуется полным расходом кислорода на горение и максимальной концентрацией углеродосодержащих газов, при постоянном расходе воздуха, сгоранием в единицу времени постоянного (максимального) горючего материала и постоянством температуры продуктов горения.
3. В стадии затухания наблюдается увеличение в продуктах горения концентрации кислорода, снижение содержания углеродосодержащих газов и уменьшение температуры пожарных газов.

     Развитие пожара зависит от мощности и длительности действия начального теплового импульса, количества и характера расположения горючего материала и скорости воздушного потока у очага. По мере увеличения площади горения наблюдается повышение температуры продуктов горения, нарастание содержания оксида и диоксида углерода, метана и водорода. По достижении температуры пожарных газов 500-550 градусов, пожар стабилизируется. При этом, концентрация кислорода в продуктах горения, как правило не превышает 15-16%, тогда как содержание диоксида достигает 5-6%. 

      4.2. Нормативное значение  факторов и мероприятия по предотвращению, снижению и ликвидации последствий их действия на людей

4.2.1. Нормативное значение факторов 

     В соответствии с ПБ в угольных шахтах должны быть соблюдены следующие нормы чистоты воздуха:

• кислорода - не менее 20%;
• оксида углерода (СО) - не более 0,0017% (1%-смерть!, взрывается при 13,5-70%);
• окислов азота (NО₂)  - не более 0,00025%;
• двуокись углерода (СО₂);
• сероводород (Н₂S) - не более 0,00071%, образуется при разложении органических веществ и горении угля, имеет запах тухлых яиц;
• сернистый газ (SО) - не более 0,00038%, сильный раздражающий запах, тяжелее воздуха, образуется при взрывных работах, пожарах, ядовит (0,05 - !);
• аммиак - до 0,002.

 

     Таблица 4.1 – Нормативы содержания пыли в  воздухе рабочей зоны  

Качественная  характеристика пыли	Содержание  свободной двуокиси кремния в  пыли, %	ПДК, мг/м по общей массе
Породная, углепородная	От 10 до 70	2
Углепородная, угольная	От 5 до 10	4
Антрацитовая	До 5	6
Пыль  каменных углей	До 5	10

 

     Предельное  содержание метана приведено в таблице 4.2.

     Таблица 4.2 – Предельное содержание метана в горных выработках

Подземные горные выработки	Предельное  содержание, %
В исходящей  струе из очистной или тупиковой  выработки, камеры, лавы	1
В исходящей  струе крыла шахты	0,75
В свежей струе, поступающей в тупиковые, очистные выработки, камеры, лаву	0,5
Местные скопления метана в выработках	2

 

     Шахтная атмосфера по своему составу, температуре  и влажности должна обеспечивать нормальную жизнедеятельность человека в течение всего времени нахождения его под землей. В действующих  горных выработках, где постоянно  в течение смены находятся  люди, температура и влажность  воздуха должны соответствовать  нормам, приведенным в табл. 4.3.

     Таблица 4.3 – Нормативные значения температуры и влажности шахтного воздуха

Скорость  воздуха, м/с	Допустимая  температура, t°, при относительной  влажности, %
	60-75	76-90	свыше 90
До 0,25	16-24	18-23	18-22
0,50	18-25	19-24	19-23
1,00	19-26	20-25	20-24
2,00 и  более	20-26	22-26	22-26

 

     Предельно-допустимые значения уровней шума на рабочих  местах приведены в таблице 4.4. При  этом болевой пород составляет L_б = 140 дБ. 

     Таблица 4.4 - Уровни шума на рабочих местах и в рабочих зонах не должны превышать предельно-допустимых значений

Рабочие места (зоны и виды работ) Предельно допустимые уровни шума, дБ Горные  выработки, производственные помещения, территория поверхности 80 Кабины  наблюдений и дистанционного управления:  - без резервной связи по телефону - с резервной  связью по телефону   80 65 Высококвалифицированные работы, требующие внимания и сосредоточенности 60

 

     Нормы освещённости в основных горных выработках:

• очистной комплексно-механизированный забой, Е = 5 лк;
• проходческий забой, Е = 10 лк;
• откаточные и вентиляционные штреки, Е = 1 лк;
• стрелочные переводы, Е = 2-5 лк;
• машинные камеры (ЦПП, РПП, водоотлив), Е = 10 лк.

 

      4.2.2. Мероприятия по предотвращению, снижению и ликвидации последствий действия на людей опасных факторов 

     Обеспечение нормальных климатических условий труда в горных выработках осуществляется путем:

     - совершенствования вентиляции, в частности увеличения количества воздуха, подаваемого в шахту, сохранения пути его движения от воздухоподающего ствола до рабочих забоев, применения нисходящего проветривания забоев с увеличенными скоростями движения воздуха;

     - снижения относительной влажности воздуха, что позволит улучшить теплоотвод от организма человека за счет испарения влаги с поверхности тела;

     -размещения  оборудования, выделяющего тепло  (трансформаторов, насосных и  аккумуляторных станций),  на горизонтах и в выработках с исходящей  струей воздуха или обособленно проветриваемых;

     -кондиционирования  воздуха, подаваемого в горные  выработки;