Вспышка (горное дело)

Вспышка — это внезапный и сильный выброс угля , породы и газа из угольного забоя и окружающих его пластов в подземной угольной шахте . Вспышки могут быть очень серьезными событиями, возможно, даже приводящими к гибели людей.

Последствия вспышек

Выбросы могут варьироваться по степени тяжести: от едва заметных до разрушения целого горного щита и выброса частей техники весом от десятков тонн на несколько метров. В результате взрыва на шахте Тахмур в Новом Южном Уэльсе , Австралия, в июне 1985 года было выброшено 350 тонн угля и породы и более 3000 кубических метров газа, в результате чего погиб один шахтер. ^[1] В результате взрыва на близлежащей шахте Саут- Булли в 1991 году погибли трое шахтеров. В результате взрыва на шахте Вестклифф в январе 1994 года выбросило 300 тонн угля и породы и погиб один шахтер.

Предрасполагающие факторы

Ряд факторов предрасполагает к выбросоопасности некоторых угольных пластов. К ним относятся:

Газогенность угольных пластов (измеряется в м ³ за тонну) - как правило, для данного состава газа угольного пласта, чем выше содержание газа, тем выше риск
Геологические структуры, в частности разломы , дайки и зоны милонита (красновато-коричневого порошкообразного угля).
угля Проницаемость (чем менее проницаем угольный пласт, тем больше вероятность выбросов)
Состав газа угольного пласта - для заданной газоносности угольного пласта (в м ³ на тонну), пласт будет гораздо более восприимчив к выбросам, если газ угольного пласта состоит преимущественно из углекислого газа , в отличие от случая, когда газ угольного пласта состоит преимущественно из метана .
Прочность угля на сжатие - высокопрочные угольные пласты оказываются более склонными к выбросам. Это может быть связано с тем, что низкопрочный уголь имеет тенденцию деформироваться внутри и вокруг забоя по мере добычи, что приводит к релаксации напряжений (см. ниже).
Режим напряжений в забое: высокие нагрузки на забое и вокруг него могут привести к закупориванию кливажей и пор в угольном пласте. Это может привести к резкому градиенту давления газа из угольного пласта в пласт (в отличие от условий с низким напряжением, когда газ из угольного пласта свободно дренируется в забойную зону, что приводит к низкому градиенту давления газа в пласте). По мере развития добычи это давление может резко ослабнуть, что приведет к взрыву.

Статистические результаты показывают, что основным фактором выбросов угля и газа является напряжение земной коры (P), за которым следует коэффициент прочности (f). Газогенность угольных пластов (W) влияет на выбросы угля и газа как наименее важный фактор. ^[2]

Управление выбросами

Управление выбросами в первую очередь направлено на предотвращение выбросов путем предварительного дренажа газа из угольных пластов перед началом добычи. Целью дегазации является снижение газосодержания пласта ниже определенного порогового значения, при котором разработка пласта считается безопасной. ^[3] Эти пороговые значения должны варьироваться в зависимости от угольного пласта и меры угля разрабатываемой . С момента введения пороговых значений в Австралии не зафиксировано ни одного смертельного случая из-за вспышки.

Дренаж газа достигается путем бурения скважин в пласте перед добычей полезных ископаемых. Газ, выделившийся из пласта в скважины, транспортируется за пределы шахты по трубному ряду.

Там, где стандартные методы дегазации неэффективны, у операторов шахт есть несколько вариантов. Они могут включать в себя:

Дистанционный майнинг – майнинг осуществляется удаленно.
Гранчирование - последовательное бурение, взрывные работы и выгрузка угольного забоя в отличие от традиционного механизированного способа добычи.
Индукционная стрельба - использование заряда (взрывчатки) для проверки лица и вызова вспышки, если она неизбежна. Взрыв приведет к разрушению лица и снятию напряжения с лица, перенося его глубже в шов.
Не добывать эту часть пласта - (Жизнь дороже угля.)

Добыча в условиях «бомбардировки» или в условиях взрыва больше не считается приемлемой, поскольку этот метод по-прежнему представляет смертельный риск как минимум для одного горняка. «Бомбоотряд» — это особый набор рабочих условий, которые применялись, когда ожидалось, что может произойти вспышка. В условиях «бомбардировщика» будут применяться следующие методы работы:

Минимальное количество людей на забое - особенно во время добычи угля, на забое мог находиться только один человек (машинист шахтера непрерывного действия).
На машинах непрерывного минирования строились бронекабины — считалось, что эти кабины смогут защитить оператора в случае взрыва. (Впоследствии было доказано, что это неверно.)
Операторы носили полнолицевые маски, подключенные к источнику сжатого воздуха. (Это также оказалось неэффективным для предотвращения смертельных исходов.)

См. также

Рок взрыв

Ссылки

^ «Законодательное собрание Хансарда – 12 апреля 1994 г.» . Хансард и документы дома . Парламент Нового Южного Уэльса . 12 апреля 1994 года . Проверено 11 декабря 2018 г.
^ Ши, Сяньчжи; Сун, Дачжао; Цянь, Цивэй (6 июля 2017 г.). «Классификация выбросоопасности угольных пластов и оценка значимости влияющих факторов» . Открытые геологические науки . 9 (1): 295–301. Бибкод : 2017OGeo....9...24S . дои : 10.1515/geo-2017-0024 . ISSN 2391-5447 .
^ образец Плана управления выбросами , проект «Выбросы на угольной шахте», Университет Вуллонгонга.

Дальнейшее чтение

Шуган Ван; Дерек Элсворт; Цзишань Лю (июнь 2015 г.). «Быстрая декомпрессия и десорбция вызвали энергетический сбой в угле» . Журнал механики горных пород и геотехнической инженерии . 7 (3): 345–350. дои : 10.1016/j.jrmge.2015.01.004 . • см.: $1. Введение и предыстория.

[1] «Законодательное собрание Хансарда – 12 апреля 1994 г.» . Хансард и документы дома . Парламент Нового Южного Уэльса . 12 апреля 1994 года . Проверено 11 декабря 2018 г.

[2] Ши, Сяньчжи; Сун, Дачжао; Цянь, Цивэй (6 июля 2017 г.). «Классификация выбросоопасности угольных пластов и оценка значимости влияющих факторов» . Открытые геологические науки . 9 (1): 295–301. Бибкод : 2017OGeo....9...24S . дои : 10.1515/geo-2017-0024 . ISSN 2391-5447 .

[3] образец Плана управления выбросами , проект «Выбросы на угольной шахте», Университет Вуллонгонга.

[1]

[2]

[3]