Контроль состава рудничного воздуха

Проверка состава воздуха, правильности его распределения по выработкам и определение газообильности шахт производится работниками ГВГСС и участков ВТБ в соответствии с “Инструкцией по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт но метану”.

Проверка состава воздуха и замеры его расхода осуществляются: в исходящих струях очистных и тупиковых выработок, выемочных участков, крыльев, пластов и шахты в целом; на поступающих струях при последовательном проветривании забоев или при выделении метана на пути движения свежей струи; у ВМП и в зарядных камерах, а также у забоев тупиковых восстающих выработок в негазовых шахтах. Кроме указанных выше мест, замеры расхода воздуха производятся на главных входящих струях шахты, у всех разветвлений свежих воздушных струй, у забоев тупиковых выработок, у ВМП и в других местах, установленных главным инженером шахты.

Проверка состава воздуха и замер его расхода производятся на шахтах негазовых, I и II категории по газу один раз в месяц, на шахтах III категории - два раза в месяц, сверхкатегорийных и опасных по внезапным выбросам - три раза в месяц, а на шахтах, разрабатывающих пласты угля, склонного к самовозгоранию, - два раза в месяц. При этом во всех местах проверки состава воздуха измеряются его скорость и температура.

Подача ВМП определяется один раз в месяц.

Проверка состава воздуха после взрывных работ производиться не реже одного раза в месяц в стволах независимо от их глубины, а в других тупиковых выработках - при длине 300 м и более, при изменении паспорта БВР.

Результаты замеров и данные о составе воздуха должны заноситься в “Вентиляционный журнал”.

Проверка состава воздуха при проходке стволов, переведенных на газовый режим, должна производиться не реже двух раз, а в остальных случаях - один раз в месяц. Проверка производится в двух местах: на расстоянии 20 м от устья и у забоя.

В местах установки датчиков стационарной аппаратуры контроля содержания метана и датчиков расхода воздуха с выводом телеизмерения на поверхность проверка состава и замеры расхода воздуха производятся не реже одного раза в месяц.

В местах замера расхода воздуха на главных входящих и исходящих струях шахты устраиваются замерные станции. В других выработках замер расхода воздуха производится на прямолинейных незагроможденных участках с крепью, плотно прилегающей к стенкам выработки.

Во всех местах замера расхода воздуха устанавливаются доски, на которых записываются: дата замера, площадь поперечного сечения выработки (замерной станции), расчетный и фактический расходы воздуха, скорость воздушной струи.

Работники ГВГСС при проверке состава воздуха определяют содержание:

- в зарядных камерах - водорода;

- после взрывных работ - оксида углерода, оксида и диоксида азота;

- при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, а также на пожарных участках и из-за изолирующих перемычек - оксида углерода и водорода;

- в шахтах с выделением серосодержащих газов - сернистого ангидрида и сероводорода;

- в шахтах, опасных по нефтегазопроявлениям, - тяжелых углеводородов;

- других вредных веществ, для определения которых требуется специальная аппаратура.

При определении содержания перечисленных выше газов работниками ГВГСС определяется также содержание углекислого газа, кислорода и метана.

Работники ГВГСС один раз в год отбирают пробы воздуха в исходящих вентиляционных струях выемочных участков, тупиковых выработок, шахтопластов, крыльев и шахт, где проверка осуществляется работниками участка ВТБ, для анализа на метан, углекислый газ и кислород. По результатам этих анализов лабораториями ГВГСС рассчитываются и передаются шахтам значения показателя кислородного баланса для использования при определении содержания кислорода.

При проверке состава воздуха на содержание метана, углекислого газа и кислорода определяются средние концентрации газов в поперечных сечениях вентиляционных струй. Проверку состава воздуха следует производить в смену, когда в очистных выработках ведутся работы по добыче угля, но не ранее чем через сутки после нерабочего дня.

Первые пробы следует отбирать (производить замер содержания вредных газов) по истечении времени Т после взрывных работ, но не ранее чем через 15 мин при обычном взрывании и через 30 мин при сотрясательном взрывании. Последующие пробы необходимо отбирать через каждые 5 мин в течение 10-15 мин.

Значение Т определяется по формуле:

(1)

где - фактический расход воздуха у забоя тупиковой выработки, м³/мин; - объем вредных газов, образующихся после взрывания, л; - средняя площадь поперечного сечения тупиковой выработки в свету, м²; - фактическая длина тупиковой части выработки, м; - коэффициент, учитывающий обводненность выработки; - коэффициент утечек воздуха в вентиляционных трубах.

Для выработок, фактическая длина которых превышает критическую , в формулу (1) вместо подставляется критическая длина и принимается соответствующее значение . Проверка состава воздуха в таких выработках производится на расстоянии от забоя равном критической длине.

Для горизонтальных и наклонных выработок критическая длина принимается равной 500 м, а для вертикальных стволов определяется согласно руководству по проектированию вентиляции угольных шахт.

Проверка состава воздуха осуществляется работниками ГВГСС по плану, который составляется ежеквартально начальником участка ВТБ, согласовывается с командиром подразделения ГВГСС, обслуживающего шахту, и утверждается главным инженером шахты.

Не позднее 25 числа последнего месяца текущего квартала план представляется в ГВГСС. На основании этого плана лаборатория ГВГСС составляет на каждый месяц графики проверки состава рудничного воздуха, выписки из которых не позднее, чем за три дня до начала очередного месяца передаются шахтам.

В дни, предусмотренные графиком, работник ГВГСС, осуществляющий проверку, получает в лаборатории акт-наряд и подписывает его у начальника участка ВТБ, который может внести изменения в акт-наряд, учитывая фактическое состояние горных работ. Каждое внесенное изменение заверяется подписью начальника участка ВТБ.

При проверке состава рудничного воздуха после взрывных работ начальник участка ВТБ указывает в графе “Примечание” акта-наряда, через какое время после взрывания зарядов следует производить определение содержания вредных газов.

Проверка состава воздуха работниками ГВГСС производится в присутствии работников участка ВТБ, при этом ответственность за правильность выбора места проверки состава воздуха несет работник шахты, а за правильность проверки состава воздуха (отбор проб) - работник ГВГСС.

Извещение о результатах анализа проб воздуха высылается главному инженеру шахты не позже, чем через сутки со времени поступления проб в лабораторию. Результаты анализа проб с недопустимым содержанием контролируемых газов немедленно сообщаются по телефону главному инженеру шахты и в местные органы Госгорпромнадзор. Работники участка ВТБ записывают результаты замеров в наряд-путевки.

При необходимости проба воздуха может быть отобрана работником шахты и сдана в лабораторию ГВГСС для анализа. К пробе должен быть приложен акт-наряд, подписанный начальником участка ВТБ, с указанием газов, на содержание которых должен быть выполнен анализ, а также ориентировочных концентраций газов в месте его отбора.

Дефектные пробы бракуются. О принятом решении ставится в известность начальника участка ВТБ шахты, а пробы в этих местах отбираются повторно.

В выработках, содержащих вредные газы выше допустимых норм, проверка состава рудничного воздуха производится в респираторах.

Результаты проверки состава и определений расхода, температуры и влажности воздуха в горных выработках записываются в “Вентиляционный журнал”, результаты проверки на изолированных пожарных участках - в “Книгу наблюдений за пожарными участками и проверки состояния изоляционных перемычек”, результаты измерений в дегазационных трубопроводах и скважинах - в “Книгу учета работы дегазационных скважин”.

Контроль газового состава. Пункты проверки состава (отбора проб) располагают в 15-20 м от места входа вентиляционной струи на выемочный участок, в очистную выработку или выхода ее из выемочного участка, очистной или тупиковой выработки и на таком же расстоянии от мест слияния или разветвления вентиляционных струй.

При изолированном отводе метана за пределы выемочных участков проверка состава (отбор проб) и замеры расхода воздуха осуществляются в 15—20 м перед и за смесительной камерой.

Проверка состава (отбор проб) при проходке стволов производится на расстоянии 20 м от устья и у забоя.

Проверка состава (отбор проб) в тупиковых выработках после взрывных работ производится на расстоянии 20-30 м от устья (в верхней части сечения выработки).

Проверка состава (отбор проб) в зарядных камерах производится в верхней части сечения камеры со стороны исходящей струи.

Работники ГВГСС при отборе проб воздуха для определения содержания метана, углекислого газа, кислорода, оксида углерода и водорода используют эластичные газонепроницаемые емкости - резиновые камеры. Отбор проб в такие емкости производится путем накачивания в них шахтного воздуха с помощью ручного насоса (резиновой груши). Предварительно емкость “промывается” шахтным воздухом, для чего в месте отбора пробы в нее накачивается отбираемый воздух в объеме около 1 л, который затем полностью выпускается. После этого в емкость накачивается необходимый объем шахтного воздуха и она герметизируется. Время хранения таких проб (от отбора до анализа) не должно превышать 12 часов.

Резиновые камеры проверяются на герметичность путем погружения в воду. Не бывшие в употреблении резиновые камеры должны подвергаться 2-3 - кратной продувке воздухом для удаления талька.

По согласованию с командиром подразделения ГВГСС допускается отбор проб “мокрым” способом в бутылки вместимостью 0,5 л. Таким способом производится отбор проб на тяжелые углеводороды.

Для отбора проб в сосуды (бюретки) способом продувания с помощью ручного насоса или эжекторного аспиратора через сосуд продувается проба рудничного воздуха в объеме, превышающем вместимость сосуда не менее чем в 10 раз.

Для отбора усредненной по поперечному сечению выработки пробы работник, производящий отбор, становится лицом навстречу воздушной струе и держит сосуд (камеру) в вытянутой руке, перемещая его зигзагообразно от почвы к кровле в вертикальной плоскости. При этом необходимо сделать не менее 40 нагнетаний грушей (насосом), следя за тем, чтобы число нагнетаний в верхней и нижней частях сечения выработки приблизительно было одинаковым. Избыток воздуха из камеры выпускается до достижения нужного объема (1л).

В стволах и других вертикальных выработках сосуд (камеру) при отборе пробы перемещают зигзагообразно в горизонтальной плоскости.

Отбор проб из-за перемычек, из контрольных скважин и из труднодоступных мест производится дистанционно с помощью специальных устройств и приспособлений.

Перед отбором пробы через подводящую трубку специального устройства прокачивается отбираемая смесь в объеме, обеспечивающем не менее 2-кратного объема вместимости трубки.

Перед отбором проб из-за перемычки или из скважины замеряются температура и давление; если давление в изолированном участке меньше внешнего (перемычка или скважина “принимают”), то отбор пробы не производится, о чем делается соответствующая запись в акте-наряде.

Контроль содержания вредных газов (оксидов азота, сероводорода, сернистого ангидрида и др.) производится индикаторными трубками. При необходимости допускается отбор проб методом химического поглощения по специальной методике.

Измерение скорости воздушной струи. Замер скорости воздуха производится на прямых незагроможденных участках выработок на расстоянии не менее 15 м от разветвлений, соединений и резких поворотов вентиляционных струй.

Средняя скорость движения воздуха измеряется с помощью анемометров способами "в сечении", "перед собой" или анемометром, укрепленным на шесте.

Замер способом "перед собой" может производиться при высоте выработки в свету не более 2 м. Для получения истинной средней скорости воздуха значение скорости, определенное по графику анемометра, следует умножить на поправочный коэффициент, который при замере способом "перед собой" принимается равным 1,14, а при замере способом “в сечении” определяется из выражения:

k = (S - 0,4)/S,

где S - площадь поперечного сечение выработки в свету, м².

При замере скорости анемометром, укрепленным на шесте длиной 1,5 м и более, поправочный коэффициент не вводится. Для определения площади поперечного сечения выработки сложной формы рекомендуется пользоваться методом разделения сечения на элементарные фигуры правильной формы.

Продолжительность каждого замера должна быть не менее 100 с. В каждом месте проверки состава воздуха следует производить три замера анемометром и по результатам этих замеров определять среднюю скорость воздуха.

Измерение температуры и влажности воздуха. Для определения температуры и относительной влажности воздуха должны применяться аспирационные психрометры.

При замерах температуры и определения относительной влажности воздуха психрометр располагается:

- в стволах на расстоянии от стенки ствола. Измерения производятся не менее чем в двух точках, расположенных на расстоянии друг от друга по окружности ствола, где R - радиус ствола;

- в наклонных и горизонтальных выработках - на расстоянии от стенки, равном 0,3 ширины выработки, и на высоте от почвы, равной 0,4 высоты выработки. Измерение производят в двух точках с каждой стороны выработки;

- в выработках после слияния вентиляционных струй температура измеряется в трех точках, находящихся на одинаковом удалении друг от друга и от боковых стенок, равном 0,25 ширины выработки, и на высоте от почвы, равной 0,4 высоты выработки;

- в призабойных пространствах тупиковых выработок температура измеряется на расстоянии до 5 м от конца вентиляционного трубопровода в сторону устья в трех точках, находящихся на одинаковом удалении друг от друга и от боковых стенок, равном 0,25 ширины выработки, и на высоте от почвы, равной 0,4 высоты выработки.

Контроль содержания метана и углекислого газа. Измерения содержания метана и углекислого газа в шахтах работники ГВГСС осуществляют переносными автоматическими приборами и переносными приборами эпизодического действия. Результаты замеров заносятся на доски и в акт-наряд. Доски замеров концентрации метана и углекислого газа должны устанавливаться в призабойных пространствах тупиковых выработок, у ВМП, в местах замеров концентрации газов в исходящих струях очистных и тупиковых выработок, выемочных участков, крыльев, шахт, в поступающих на выемочные участки струях.

Во всех случаях замеров содержания метана и углекислого газа переносными приборами эпизодического действия всасывающая трубка прибора должна удерживаться в одной точке. Для замеров содержания метана в верхних частях выработок и других труднодоступных местах переносные приборы эпизодического действия должны оснащаться трубками или специальными зондами.

При определении средней концентрации метана и углекислого газа в поступающих и исходящих струях выработок, участков, крыльев и шахты замеряющий располагается посредине выработки против движения воздушной струи и производит замер в центре поперечного сечения выработки.

При определении средней концентрации метана и углекислого газа в исходящей струе очистной выработки замеряющий располагается против движения воздушной струи и производит замер под кровлей, в центре и у почвы выработки. Средняя концентрация ориентировочно определяется как среднее арифметическое результатов замеров в трех точках.

В призабойных пространствах очистных и тупиковых выработок контроль состава рудничной атмосферы должен производиться так, чтобы замеры характеризовали наибольшее содержание метана или углекислого газа.

Для этого при замерах необходимо всасывающую трубку прибора держать:

- в газовых шахтах - непосредственно под кровлей выработки;

- в негазовых шахтах - у почвы.

В камерах замеры производят в центре поперечного сечения, а также у кровли и почвы выработки.

Измерение содержания метана с помощью переносных приборов эпизодического действия в воздушной струе, исходящей из очистной выработки, должно производиться в вентиляционной выработке в 10-20 м от очистного забоя по направлению движения воздушной струи. Определение содержания метана в исходящей струе участка должно производиться в начале вентиляционной выработки в 10-20 м от ходка, уклона, бремсберга, промежуточного квершлага и др.

Измерение содержания метана в поступающей в очистную выработку струе производится на входе в выработку.

Контроль и обнаружение слоевых и местных скоплений метана в горных выработках. Измерение содержания метана с целью обнаружения слоевых скоплений производится переносными приборами эпизодического действия.

Скопления метана в отдельных местах выработок с концентрациями, превышающими среднюю по сечению выработки, называются местными. Опасными следует считать местные скопления метана с концентрацией 2% и более. Разновидностью местных скоплений являются слоевые скопления метана. Под слоевыми скоплениями следует понимать скопления метана у кровли выработок с концентрацией метана, превышающей среднюю по сечению выработки на участке длиной свыше 2 м.

Перечень участков выработок, опасных по слоевым скоплениям метана, составляется начальником участка ВТБ и геологом шахты в соответствии с "Инструкцией по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану", согласовывается с инспектором Госгорпромнадзор, утверждается главным инженером шахты и хранится у начальника участка ВТБ. В случае изменения геологических и горнотехнических условий в перечень выработок, опасных по слоевым скоплениям метана, в течение суток должны быть внесены необходимые поправки и дополнения.

Для обнаружения местных скоплений метана замеры должны осуществляться в следующих местах:

- в призабойных пространствах выработок - в 5 см от забоя у кровли, а также в 20 м от забоя на расстоянии 5 см ниже затяжек кровли;

- в куполах за крепью - на участках длиной 200 м, примыкающих к очистным и подготовительным забоям, в выработках, пройденных по угольным пластам, шахт Ш категории по газу и выше, а также на участках выработок, опасных по слоевым скоплениям метана, всех газовых шахт. Контроль содержания метана в куполах должен производиться в 5 см от пород кровли. В куполах, имеющих высоту более 1 м, допускается осуществлять замеры на расстоянии 1 м выше затяжек кровли;

- в тупиках вентиляционных выработок, погашаемых вслед за очистной выработкой, - под кровлей выработки у завала или перемычки, изолирующей погашенную часть, и у входа в тупик. Кроме того, в 5 см от затяжек кровли выработки на расстоянии 20 м от выхода из очистной выработки по направлению движения воздушной струи;

- у перемычек, изолирующих старые выработки, - в верхней части перемычек на расстоянии 5 см от них;

- у бутовых полос в вентиляционных штреках, поддерживаемых в выработанном пространстве, - на участке 10 - 200 м от очистной выработки через 15-20 м в 5 см от затяжек боковой стенки выработки в верхней части бутовой полосы; в условиях крутых пластов - у почвы выработки над бутовой полосой. Содержание метана у бутовых полос должно контролироваться на выемочных участках, абсолютная метанообильность которых превышает 3 м³/мин при средней скорости воздуха по выработке в 10 м от лавы менее 1 м/с;

- у открытых скважин - на расстоянии не более 5 см от устья по направлению движения вентиляционной струи и в 5 см от поверхности бурения скважин;

- в верхних нишах лав - в кутках ниш в 5 см от забоя;

- в бутовых штреках - у забоев штреков в 5 см от пород кровли;

- в призабойном пространстве лав - у нижней кромки бутовых полос под вентиляционными штреками в 5 см от породной стенки;

- в газоотводящем трубопроводе при изолированном отводе метана из выработанного пространства за пределы выемочного участка - у вентилятора и у лавы, а также на выходе из смесительной камеры в 5 см от решетки.

Измерение концентрации пыли. Осуществляется в соответствии с "Инструкцией по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок". Концентрация пыли в рудничном воздухе определяется в весовых (гравиметрических) показателях (мг/м³). В зависимости от цели измерения определяются максимально разовая (оперативный пылевой контроль) или среднесменная (периодический пылевой контроль) концентрация всей витающей в воздухе пыли.

Значение среднесменной концентрации пыли используется для оценки условий труда по пылевому фактору (путем сравнения полученных значений с предельно допустимыми концентрациями пыли) и учета пылевых нагрузок на рабочих. Значение максимально разовой концентрации пыли используется для оценки эффективности обеспыливающих мероприятий.

Замеры концентрации пыли в шахтах производятся переносными пылемерами или аспирационными приборами (пробонаборниками) эпизодического действия.

Замеры концентрации пыли проводятся на всех рабочих местах. Периодичность измерений - не реже одного раза в квартал. Если запыленность воздуха на отдельных рабочих местах не превышает предельно допустимых концентраций, измерения можно производить не реже одного раза в год или по мере необходимости.

Периодический пылевой контроль проводится работниками ГВГСС, в соответствии с графиком, который за 15 дней до начала квартала составляется руководителем участка ВТБ, согласовывается с ГВГСС и утверждается техническим руководителем предприятия.

Пылемер или пробонаборник должен располагаться, как правило, в зоне дыхания работающего, но не далее 0,5 м от его лица. В отдельных случаях допускается расположение пробонаборника на расстоянии не более 1 м от работающего по направлению движения вентиляционной струи.

Измерение среднесменной концентрации пыли должно вестись в течение не менее 75% продолжительности смены при условии охвата всех производственных операций в течение смены, перерывов в работе и выполнения установленной нормы выработки не менее чем на 80%. Отбор проб пыли должен оформляться актом-нарядом. Результаты замеров, оформленные в виде извещения, передаются шахте в двухдневный срок.

Оперативный пылевой контроль проводится участком ВТБ, работниками ГВГСС или другой специализированной организации.

При оперативном пылевом контроле замеры концентрации пыли проводятся при выполнении основных производственных процессов. Периодичность измерений - не реже одного раза в месяц. Если запыленность воздуха при выполнении отдельных производственных процессов не превышает предельно допустимых концентраций, измерения можно производить не реже одного раза в год или по мере необходимости.

Измерения концентрации пыли проводится в соответствии с графиком, который за 15 дней до начала месяца составляется руководителем участка ВТБ и утверждается техническим руководителем предприятия.

Отбор проб пыли или измерения концентрации пыли производятся на середине высоты выработки, а в выработках высотой более 2 м - на высоте 1,5 м от почвы. В очистных выработках пологих пластов, разделяемых элементами крепи на отдельные дороги, отбор проб производится в центре сечения той дороги, на которой преимущественно находятся люди.