|
Взрыв метановоздушной смеси может вызвать и другие аварии это, прежде всего, подземный пожар и взрыв угольной пыли. Вторичные аварии также приводят к гибели людей и разрушениям. При этом подземный пожар представляет наибольшую опасность для людей, застигнутых аварией. Предполагая, что справедлив экспоненциальный закон распределения отказов системы защиты от взрывов МВС, можно получить количественные статистические оценки. Анализ показывает, что по своим характеристикам система защиты от взрывов МВС в угольных шахтах России не изменилась и остается на уровне угольной промышленности СССР. При этом система защиты от поражающих факторов ухудшилась в несколько раз. Снижение риска и последствий взрывов метановоздушной смеси целесообразно осуществлять геотехнологическими методами. Наиболее реальные геотехнологические подходы к решению этой проблемы показаны на рис. 1.5. СНИЖЕНИЕ РИСКА И ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВОВ МВС Технологические подходы Геотехнические подходы Эффективное проветривание Рациональные режимы горных выработок резания углей Рациональное управление Применение кровлей струговой выемки Дегазация Разработка Изменение физических новых технических параметров угольных пластов средств транспортирования и вмещающих пород угля Рис. 1.5. Геотехнологические подходы к снижен ию риска и последствий взрывов метановоздушной смеси 26 |
Адаптация уравнений (3.4) и (3.5) к конкретным горно-геологическим условиям, как правило, позволяет сформулировать адекватные краевые условия и ввести допущения, упрощающие эти уравнения. Очевидно, что интенсивность поступления метана в воздух горных выработок 1(c) выражается в явном виде из решения уравнения фильтрационного переноса метана в горном массиве. При этом формирование опасной ситуации по фактору взрыва метановоздушной смеси и возникновение последствий этого взрыва можно рассматривать в виде деревьев событий, представленных на рис. 3.1 и рис. 3.2. Формирование опасной ситуации по фактору взрыва метановоздушной смеси представляет собой взаимосвязь следующих процессов: ■ выделение метана из различных источников; подача недостаточного количества воздуха; • начало увеличения концентрации метана в воздухе горной выработки; ■ увеличение содержания метана в воздухе горной выработки до концентрации, находящейся в интервале (НПВ, ВПВ); ■ возникновение опасной газовой ситуации в подземной горной выработке. Возникновение последствий взрыва метановоздушной смеси происходит как результат взрыва, приводящего к гибели людей и разрушениям. Взрыв метановоздушной смеси может вызвать и другие аварии это, прежде всего, подземный пожар и взрыв угольной пыли. Вторичные аварии также приводят к гибели людей и разрушениям. При этом подземный пожар представляет наибольшую опасность для людей, застигнутых аварией. Предполагая, что справедлив экспоненциальный закон распределения отказов системы защиты от взрывов МВС, можно получить количественные статистические оценки. Анализ показывает, что по своим характеристикам система защиты от взрывов МВС в уг ольных шахтах России не изменилась и остается на уровне угольной промышленности СССР (табл. 3.2). 71 Геотехнологические подходы к снижению риска и последствий взрывов метановоздушной смеси СНИЖЕНИЕ РИСКА И ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВОВ МВС Технологические подходы Геотехнические подходы Эффективное проветривание Рациональные режимы горных выработок резания углей Рациональное управление Применение кровлей струговой выемки Дегазация Разработка Изменение физических новых технических параметров угольных пластов средств транспортирования и вмещающих пород угля Рис. 3.3. ■ Совершенствование технологии определения метаноемкости и природной метаноносности, а также коллекторских свойств уг ольных пластов и вмещающих пород. ■ Обоснование моделей динамики метановыделения из различных источников, разработка алгоритмов и комплекса программных средств моделирования абсолютной метанообильности выработок высокопроизводительных угольных шахт. ■ Обоснование моделей динамики концентрации метана в горных выработках угольных шахт. ■ Обоснование алгоритмов и разработка комплекса программных средств решения задач сетевой газовой динамики угольных шахт в реальном масштабе времени при нормальных и аварийных режимах эксплуатации угольных шахт. 74 ными материалами, наглядно иллюстрирует обобщенный характер закономерности (3.29), которая дополняется формулой KF = р“!ра[dQcp (p)/dp]. Выводы 1. Анализ показывает, что по своим характеристикам система защиты от взрывов метановоздушной смеси в угольных шахтах России не изменилась и остается на уровне угольной промышленности СССР, а система защиты от поражающих факторов ухудшилась в несколько раз. Снижение риска и последствий взрывов метановоздушной смеси целесообразно осуществлять геотехнологически ми методами. 2. Системный подход к снижению риска и локализации последствий взрывов метана в угольных шахтах сводится к решению комплекса научных и практических задач. 3. В настоящее время на основе экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности движения метана в угольных пластах и вмещающих породах, что позволяет разработать теоретические положения, научно обосновывающие технологии снижения риска и локализации последствий взрывов метановоздушной смеси в угольных шахтах, комплекс программных средств для мониторинга аэрогазодинамического состояния горных выработок с учетом влияния геотехнологичсских процессов при нагрузках на очистные забои 10000 т/сут и более. 4. Потоки отказов в системах обеспечения жизнедеятельности шахт и рудников являются нестационарными, при этом физически обоснованной представляется гипотеза об ординарности и отсутствия последействия для рассматриваемых потоков. Таким образом, задача управления безопасным функционированием шахты или рудника сводится к осуществлению мероприятий, позволяющих обеспечить минимальное значение риска возникновения аварии. 110 |