1. 
   Рудничная атмосфера
   

Рудничной атмосферой называется газовая смесь, заполняющая горные выработки при добыче полезного ископаемого подземным способом.

Для создания нормальных условий жизнеобеспечения шахтеров в шахты и рудники подается атмосферный воздух с помощью вентиляционных установок. Перемещаясь по выработкам, он претерпевает ряд изменений, обусловленных горно-геологическими факторами и технологическими процессами.

Меняются состав, влажность, давление, температура и другие показатели воздуха, он загрязняется пылью и аэрозолями. Следовательно, рудничный воздух представляет собой измененный в результате воздействия подземных технологических процессов и горнотехнических факторов воздух земной атмосферы.

Наиболее существенные изменения воздух претерпевает в местах ведения выемочных и проходческих работ. Поэтому воздух, подаваемый в выработки, где ведутся такие работы, называют свежим, а выходящий из этих выработок – отработанным. Соответственно этому воздушная струя, движущаяся от воздухоподающего ствола к забоям, называется поступающей, а струя, перемещающаяся от забоев к воздуховыдающему стволу – исходящей.

С углублением подземных работ давление рудничной атмосферы возрастает. Существенно могут отличаться температура и влажность воздуха в горных выработках от значений этих величин на поверхности.

1. 
   Составные части воздуха
   

Атмосферный воздух- смесь газов и паров, окружающих земную поверхность.

Примерный состав атмосферного воздуха (% по объему):

• 
  азот - 78,08
  
• 
  кислород - 20,95
  
• 
  углекислый газ - 0,03
  
• 
  аргон - 0,93
  
• 
  гелий, неон, криптон, озон,
  

радон, водород, аммиак, йод - 0,01

Основными составными частями шахтного воздуха являются кислород, азот, углекислый газ; кроме того, в шахтном воздухе могут находиться взрывчатые, ядовитые, радиоактивные и инертные газы.

Кислород (О₂) – газ без цвета, вкуса и запаха. Его плотность по отношению к воздуху равна 1,1.

Кислород необходим человеку для дыхания. Для нормального дыхания необходимо содержание кислорода в воздухе не менее 20%. Недостаток кислорода вызывает слабость и понижение работоспособности. При содержании кислорода в воздухе 17% начинается одышка и сердцебиение; при 12 % - наступает обморочное состояние и при 9% - смерть от кислородного голодания. В непроветриваемых выработках, а также при взрывах и пожарах содержание кислорода может понизиться до 1-3%.

---

Азот (N₂) – газ без цвета, вкуса и запаха, относительная плотность – 0,96, не поддерживает дыхания и горения. Большое содержание азота сказывается в уменьшении количества кислорода в воздухе. При высокой температуре окисляется и образует ядовитые газы.

Источниками выделения азота в шахтах являются:

• 
  процессы гниения органических веществ,
  
• 
  взрывные работы,
  
• 
  работа дизельного самоходного оборудования.
  

Углекислый газ (СО₂) – газ без цвета со слабокислым вкусом. Относительная плотность – 1, 52. Хорошо растворим в воде. Не горит и не поддерживает горения.

Газ слабо ядовитый: вдыхание воздуха, содержащего 6% СО₂, вызывает одышку и слабость, 10 % - обморочное состояние, 20-25 % - смертельное отравление.

Так как углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха, то он скапливается в нижней части выработки.

Согласно ЕПБ содержание углекислого газа не должно превышать:

• 
  на рабочих местах и в исходящих струях участков – 0,5 %,
  
• 
  в исходящей струе крыла, горизонта и шахты в целом – 0,75%,
  
• 
  при проведении и восстановлении выработок по завалу – 1%,
  

Источники поступления углекислого газа в атмосферу выработок:

• 
  при разложении горных пород шахтными водами,
  
• 
  при взрывных работах,
  
• 
  при взрывах метана и угольной пыли,
  
• 
  при дыхании людей.
  

2. 
   
   
3. 
   Ядовитые примеси рудничного воздуха
   

К основным ядовитым примесям рудничного воздуха относятся: окись углерода (угарный газ), окислы азота, сернистый газ, сероводород, пары мышьяка и ртути, акролеин, формальдегид и др.

Окись углерода (СО) – газ без цвета, вкуса и запаха. Относительная плотность – 0,97. Слабо растворим в воде, горит, и при содержании в воздухе от 13 до 75% образует взрывчатую смесь с температурой воспламенения 630 - 810º С. Угарный газ очень ядовит. Ядовитость окиси углерода обуславливается способностью гемоглобина крови соединяться с ней в 250-300 раз быстрее, чем кислород. Вследствие этого кровь утрачивает способность воспринимать кислород.

Первая помощь при отравлении угарным газом (СО):

Пострадавшего удалить на свежий воздух, при необходимости сделать искусственное дыхание и дать подышать кислородом.

---

Источники поступления СО в горные выработки:

• 
  рудничные пожары;
  
• 
  взрывы метана и угольной пыли;
  
• 
  взрывные работы;
  

работа двигателей внутреннего сгорания.

Предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе действующих выработок -0,0017 %.
Окислы азота.

Шахтный воздух может содержать: окись азота NО, двуокись азота NO₂, четырех окись азота N₂O₄, пятиокись азота N₂O₅. Наиболее устойчивы в воздухе NO₂ и N₂O_4.

Двуокись азота - сильно ядовитый газ красно-бурого цвета, без вкуса, с резким характерным запахом чеснока. Относительная плотность 1,59. Хорошо растворим в воде. Раздражающе действует на слизистые оболочки, вызывая тяжелый удушающий кашель. В тяжелых случаях отравления может возникнуть отек легких. Токсическое действие проявляется через 4 – 6 часов (иногда через 20-30 часов).

Источники поступления:

• 
  взрывные работы;
  
• 
  работа дизельного самоходного оборудования.
  

Предельно допустимая концентрация газа в действующих выработках в пересчете на NO₂ - 0,00026%.
Сероводород (Н₂S) – газ без цвета, со сладковатым вкусом и запахом тухлых яиц. Относительная плотность – 1,19. Сероводород горит и при концентрации в воздухе 6% взрывается. Сероводород очень ядовит, действует раздражающе на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.

Источники поступления:

• 
  гниющая древесина, особенно погруженная в воду;
  
• 
  из горных пород;
  
• 
  при разложении шахтными водами серосодержащих пород;
  
• 
  при подземных пожарах;
  
• 
  при взрывных работах.
  

Предельно-допустимая концентрация – 0,00071%.

Сернистый газ (SО₂) – бесцветный газ, с сильным раздражающим запахом горящей серы и кислым вкусом.

Относительная плотность – 2,3. Хорошо растворим в воде.

Сернистый газ ядовит, вызывает раздражение верхних дыхательных путей, может вызвать воспаление бронхов, отек гортани и легких.

Опасным для жизни является кратковременное вдыхание воздуха, содержащего 0,05% сернистого газа.

Источники поступления:

• 
  взрывные работы в породах, содержащих серу,
  
• 
  выделяется из горных пород в чистом виде,
  
• 
  при рудничных пожарах.
  

Предельно-допустимая концентрация сернистого газа в горных выработках – 0,00038%.
Аммиак (NН₃)– газ без цвета с резким запахом. Относительная плотность- 0,59. Аммиак хорошо растворяется в воде, а в смеси с воздухом при содержании 16-26% взрывается.

---

Аммиак ядовит, вызывает тяжелые ожоги слизистой оболочки верхних дыхательных путей, отек языка, гортани, острый бронхит, раздражение глаз.

Источники поступления:

• 
  при ведении взрывных работ;
  
• 
  при тушении пожаров.
  

Предельно-допустимая концентрация аммиака в воздухе горных выработок – 0,0028%.
Акролеин (СН₂СНСНО) - бесцветная, легко испаряющаяся жидкость, плотность пара 1,9 . Пар хорошо растворим в воде.

Акролеин ядовит: раздражает слизистые оболочки, вызывает головокружение, рвоту, боли в желудке.

Образуется при разложении дизельного топлива в условиях высокой температуры.

Максимально допустимая концентрация акролеина – 0,000009%.
Формальдегид (НСНО) – газ, относительная плотность 1,04, легко растворим в воде.

Ядовит – вызывает конъюнктивит, насморк, бронхит, расстройство органов пищеварения, головные боли, сердцебиение, бессонницу, отсутствие аппетита, заболевание слизистых оболочек.

Образуется при работе двигателей внутреннего сгорания.

Максимальная допустимая доля формальдегида в воздухе 0,00004%.

4. 
   Основные взрывчатые примеси рудничного воздуха
   

К основным взрывчатым примесям рудничного воздуха относятся метан, водород, тяжелые углеводороды, ацетилен и др.

Водород (Н₂) – бесцветный газ с относительной плотностью 0,07. Горит и взрывается при содержании его в воздухе от 4 до 74%, температура воспламенения на 100-200º С ниже, чем метана.

Источники поступления:

• 
  из пород и угля,
  
• 
  при зарядке аккумуляторных батарей.
  

Содержание водорода в исходящей струе зарядной камеры не должно превышать 0,5%.
Метан (СН₄) – газ без цвета, вкуса и запаха. Относительная плотность 0,554. Метан слабо растворим в воде. С ростом концентрации метана снижается содержание кислорода, что может вызвать кислородное голодание.

Метан образует с воздухом горючие и взрывчатые смеси.

При концентрации метана в воздухе до 4,5% смесь может гореть голубоватым пламенем. При содержании в рудничном воздухе от 4,5 до 15% метана образуется взрывчатая смесь; при содержании 15% метана - смесь не взрывчата и не поддерживает горения, а при притоке кислорода извне горит спокойным пламенем.

Воспламенение метана возможно, если в месте его скопления появится источник тепла с температурой 635ºС (температура тлеющей сигареты 600-800ºС, температура горящей спички - 1200º, температура электрической дуги при к.з. жил кабеля - 4000ºС, температура пламени при взрыве ВВ - 4500ºС). Таким образом, любой из выше названных источников тепла может привести к воспламенению метана.

---

Воспламенение и взрыв метана происходит с индукционным периодом. Чем выше температура источника воспламенения, тем меньше индукционный период (при температуре воспламенения 650º индукционный период 11 сек; при температуре воспламенения 1000º индукционный период 1 сек; при температуре воспламенения 1200º индукционный период 0,02 сек.).

1. 
   Виды выделения метана
   

В процессе ведения горных работ метан выделяется из разрабатываемых угольных пластов и вмещающих пород. Будучи примерно вдвое легче воздуха он поднимается к кровле выработки.

При нарушении проветривания метан постепенно накапливается в верхней части выработки и концентрация его возрастает. При длительном нарушении проветривания или обильном выделении концентрация метана может достигнуть опасных пределов.
Различают три вида выделения метана:

• 
  обычное;
  
• 
  суфлярное;
  
• 
  внезапные выбросы.
  

Обычные выделения метана – это непрерывное и равномерное его выделение из невидимых трещин и пор. Выделение происходит из забоя, стенок, кровли и почвы выработок.

Процесс обычного выделения метана человек не улавливает. Оно может быть зафиксировано специальными приборами.

Суфлярные выделения метана – это местное, интенсивное выделение из относительно больших трещин в пласте или вмещающих породах в виде газовых фонтанчиков. Это выделение, как правило, сопровождается шипением, свистом, ощущается рукой.

Внезапные выбросы – это бурное выделение большого количества газа, сопровождающееся разрушением. При внезапном выбросе из угольного пласта в выработку за короткий промежуток времени выделяется большое количество газа и выбрасывается значительное количество угольной (иногда и породной) мелочи. При этом продукты разрушения могут быть вынесены на большое расстояние от забоя.

2. 
   Виды скопления метана
   

При обычном выделении метана он подхватывается вентиляционной струей и выносится из выработки. Если проветривание нарушилось или по какой-либо причине интенсивность выделения метана возросла, то он начинает скапливаться в выработке.

Различают три вида скопления метана:

• 
  слоевые;
  
• 
  местные;
  
• 
  полное загазирование.
  

Местные – это скопления небольших объемов метана, которые наблюдаются непосредственно вблизи работающих очистных и проходческих комбайнов, буровых машин, а также в куполах, образовавшихся в призабойном пространстве, в пустотах за крепью, возле устьев незаизолированных скважин.

---

Смотрите также файлы

• Искусственный интеллект в технологиях машинного перевода.docx

• Производственный отдел о рассмотрении обращения.docx

• Санитарномикробиологическое исследование мяса птицы.docx

• Каждому при приеме на постоянку в пгс необходимо суметь четко отвечать на следующие вопросы.doc

• Отчёт по научной исследовательской работе.docx