Состав атмосферного воздуха и его изменение при прохождении по горным выработкам. Основные газы составляющие шахтный воздух

протекания процессов химического разложения углей необходима определенная продолжительность температурного воздействия (период индукции). В зависимости от стадии метаморфизма этот период составляет 40-250 мс.

Основными факторами, влияющими на взрывчатость пыли, являются ее дисперсность и концентрация, выход летучих веществ, зольность и содержание влаги, а также вид источника воспламенения и состав атмосферного воздуха.

Во взрыве пыли принимают участие мельчайшие частицы пыли до частиц размером 0,75-1 мм в диаметре. Взрывчатость пыли возрастает с увеличением степени ее дисперсности. В наибольшей степени взрывчатыми свойствами обладает фракция пыли до 75 микрон. Максимум взрывчатости наблюдается при фракции < 10 микрон, затем она снижается вследствие аутогезии (слипания) мелких частиц. Таким образом, по мере удаления от источника образования пыль становится более взрывоопасной, поскольку возрастает степень ее дисперсности.

Взрывчатость пыли зависит от содержания в пыли летучих, т.е. от количества газообразных веществ, которые выделяются из угля при его нагревании без доступа воздуха. Опытами установлено, что пыль, содержащая летучих веществ меньше 6% (угли тощие и антрациты), считается практически невзрывчатой, при содержании 6-15% летучих веществ – слабо взрывчатой, при содержании более 15% летучих (жирные и газовые угли) пыль считается взрывчатой;

При содержании 30% золы пыль перестает быть взрывчатой. Зола как инертная добавка снижает взрывчатость угольной пыли. Часть тепла, излучаемого горящими частицами, расходуется на нагрев частиц негорючего вещества. Находясь между частицами угольной пыли, последние способствуют обрыву реакционных цепей и экранированию тепловых лучей.

Важным фактором, влияющим на взрывчатость пыли, является ее влажность, т.е. количество воды, содержащееся в пыли. Чем больше влаги содержится в пыли, тем она менее опасна. Влага, с одной стороны, действует как добавка негорючего вещества, с другой – как фактор, способствующий аутогезии мелких частиц, ведущей к уменьшению удельной поверхности пыли и, как следствие, - снижению ее взрывчатости.

Наличие в шахтном воздухе метана повышает опасность взрыва пыли, т.к. снижает пределы ее взрываемости и приводит к усилению взрыва.

 Кроме того, если в шахте произошел взрыв метана, то наличие в горных выработках тонкой и сухой пыли может увеличить силу взрывной волны. Большую опасность представляет как взвешенная, так и осевшая на стенках выработок угольная пыль. При этом взрыв метано-воздушной смеси может произойти при содержании метана в смеси около 3%, т.е. угольная пыль снижает нижний предел взрываемости метано-воздушной смеси.

При взрыве угольной пыли образуется оксид углерода, содержание которого может достигать нескольких процентов.

На шахтах, разрабатывающих пласты углей, опасных по взрыву пыли, применяется комплекс специальных мер пылевзрывозащиты. Для предотвращения взрывов угольной пыли применяют гидропылевзрывозащиту и осланцевание горных выработок, а также устанавливают водяные и сланцевые заслоны.

Сланцевые заслоны представляют собой ряд полок с инертной пылью, которые устанавливаются под кровлей поперек выработки. При сооружении водяных заслонов используют сосуды, заполненные водой. От толчка взрывной волны полки с пылью или сосуды с водой легко опрокидываются и пыль или вода сбрасываются, образуя "завесу" из инертной пыли или воды, которая тушит пламя взрыва.

Процесс осланцевания заключается в искусственном озолении угольной пыли инертной пылью (негорючей). Инертную пыль готовят из глинистого сланца, доломита, известняка. Инертная пыль должна обладать определенными качествами:

·  содержать летучих веществ не более 5%;

·  содержать свободный кремнезем не более 10%;

·  не должна содержать вредных и ядовитых примесей;

·  не должна быть влажной и гигроскопичной;

·  вся пыль должна проходить через сито № 12 и не менее 5% через сито