Аварийная опасность угольных шахт

Аварийная опасность производственных процессов и объектов шахты определяется, прежде всего, горно-геологическими условиями разработки угольных пластов и зависит от устранения возможного проявления природных и эксплуатационных опасностей при принятой технологии ведения горных работ, эффективности системы противоаварийной защиты и профессиональной подготовленности к безаварийной работе производственного персонала.

Горно-геологические условия разработки, влияющие на проявление природных опасных факторов, классифицируют следующим образом.

Условия залегания угленосной толщи: количество угольных пластов в свите, расстояние между пластами, мощность пластов угля и слоев пород, глубина залегания, угол падения, вид геологических нарушений (пликативные, дизъюнктивные), обводненность месторождения и характер подземных вод (пластовые, трещинные, карстовые), естественная температура.

Физико-механические и химические свойства угля и вмещающих пород: крепость, обрушаемость, трещиноватость, степень метаморфизма, склонность угля к окислению, взрывоопасность пыли, доля свободного диоксида кремния, склонность к горным ударам.

Газоносность пластов угля и пород: виды газовыделения (обычные, суфлярные), опасность по газодинамическим проявлениям.

Основные опасности природного происхождения проявляются в виде длительного зависания и обширных обрушений пород кровли, обычных и суфлярных выделений метана, газодинамических явлений, склонности угля к самовозгоранию, взрывоопасности угольной пыли, наличия обводненных зон геологических нарушений в горном массиве, увеличения природной температуры пород с глубиною.

Опасности эксплуатационного происхождения разделяются на две группы: способствующие проявлению природных опасностей и собственно техногенные опасности.

К первой группе относятся нарушение естественного состояния массива при проведении горных выработок и выемке угля, вызывающее возникновение горного давления; проявление подработки и надработки; перераспределение напряжений в массиве и давления газа в метаноносных угольных пластах и породах; искусственное создание каналов гидравлической и аэродинамической связи между земной поверхностью и горизонтами ведения горных работ, а также между горизонтами, что вызывает миграцию подземных вод и доставку с воздухом кислорода к поверхностям угля, склонного к самовозгоранию, и ко всем находящимся в шахте горючим материалам.

Ко второй группе факторов техногенного происхождения относятся оставление угля в целиках, в местах перехода геологических нарушений, в невынимаемых пачках угля; потери угля в лаве и выработанном пространстве; утечки воздуха через закрепное пространство в выработках, вентиляционные сооружения, выработанное пространство, изолирующие перемычки, раздавленные целики угля; недостаточное проветривание тупиковых выработок, выемочных участков, камер; проявления подработки и надработки; нагревание от трения конвейерных лент, исполнительных органов машин; искрение и короткое замыкание в электроустановках, между жилами кабеля, в светильниках, при обрушениях пород, в механических установках и инструменте; нарушения герметичности изолирующих и водоупорных перемычек, правил ведения огневых, взрывных, ремонтных работ, режима проветривания, пылевого режима, газового режима, мероприятий по предотвращению газодинамических явлений, паспортов крепления и управления кровлей, паспортов дегазации источников газовыделения, правил технической эксплуатации электроустановок, машин и механизмов, правил перевозки людей.

Наличие и проявление вышеперечисленных природных и производственных опасных факторов, их взаимодействие и степень участия в сущности и определяют вид аварии, места возникновения, особенности протекания, возможные осложнения, тяжесть последствий аварий и др.

В соответствии с действующей формой государственной статистической отчетности в Украине в общее число аварий включаются техногенные аварии, вызванные действием опасных факторов и различного рода простои из-за отказов оборудования, остановок по предписаниям надзора и т. п., приведшие к значительным потерям рабочего времени и добычи угля. По данным МакНИИ и НИИГД «Респиратор» ежегодно в среднем происходит около 2 тысяч аварий с простоем шахт и добычных участков более суток и потерей добычи 10-15 млн. тонн.

Распределение аварий в зависимости от объектов, на которых они происходят, и основные виды подземных аварий по опасным и травмирующим факторам приведены в таблице 18.1.

Таблица 18.1 — Структура аварийности на угольных шахтах Украины

Данные таблицы 18.1 показывают, что наибольшее число аварий на шахтных объектах связано с эксплуатацией горных машин и механизмов, подземного транспорта и электрооборудования (80,2% от общего числа аварий). Около 16,8% аварий вызвано обвалами и обрушениями, газодинамическими явлениями, подземными пожарами, взрывами и вспышками метановоздушной смеси и угольной пыли.

Число аварий I-й и II-й категорий со значительными разрушениями и смертельным травмированием людей, в ликвидации которых принимала участие ГВГСС, находится ежегодно в пределах 120-180 аварий. Большинство аварий, ликвидированных ГВГСС (табл. 18.2), связано с пожарами, удельный вес которых составляет более 56%, с обрушениями горных пород до 22% и загазованностью до 7%.

Таблица 18.2 — Число аварий на угольных шахтах Украины, в ликвидации которых приняла участие ГВГСС

Приведенная структура аварий свидетельствует о высокой аварийности на угольных шахтах Украины. При объеме добычи угля 2% от мировой число аварий I-й категории, связанных с взрывами газа и пыли на украинских шахтах, составляет 37% от общего числа таких аварий в угольной промышленности всех стран мира.