Состав рудничного воздуха.

Атмосферный воздух представляет собой газовую смесь, состоящую по объему из 79% N, 20, 96% О₂ и 0, 04% СО₂. Кроме того, в воздухе содержится непрерывно изменяющееся количество водяного пара в среднем около 1%.

Рудничный воздух – это смесь газов, пыли, заполняющая подземные горные выработки. Рудничный воздух называется свежим, если его состав близок к атмосферному, а количество вредных примесей не превышает установленных санитарных норм. В противном случае его называют загрязненным. Степень загрязнения зависит от характера производственных процессов, скорости движения воздуха по горным выработкам, газоносности горных пород и склонности их к окислению.

Основными примесями, загрязняющими рудничный воздух, является CO₂, CO, NO, NO₂, H₂S, SO₂, CH₄ и пыль.

Углекислый газ СO₂ – газ, не поддерживающий дыхания и горения; удельный вес в 1, 5 р больше воздуха, скапливается на почве. При содержании 6% - одышка и слабость, 10% - обморок. Допустимое содержания по ПБ 0, 5%.

Образуется при гниении леса, окислении пород, выделяется в чистом виде из горных пород и рудничных вод. Второстепенным источником является дыхание людей и взрывные работы. Выдыхаемый человеком воздух содержит 16, 6% О₂ и 4, 4% СО₂.

Окись углерода СО – очень ядовитый газ, без запаха и цвета, удельный вес примерно равен удельному весу воздуха, и он легко смешивается с ним. Опасность в том, что красные шарики крови (гемоглобин) ~ в250-300 раз быстрее соединяются с СО чем с О₂. При содержании 0, 5% через 1 час наступит отравление, при содержании от 13 до 75% образует взрывчатую смесь, которая имеет наибольшую силу взрыва при 30%, СО является наиболее частой причиной отравления, которое имеет 3 степени:

1. слабое – головная боль, шум в ушах, сердцебиение и головокружение;

2. сильное - потеря сознания и потеря способности двигаться;

3. смертельно опасное – потеря сознания и судороги.

Допустимая норма по ПБ – 0, 0016%.

СО образуется при рудничных пожарах, взрывных работах, работе ДВС и взрывах метана.

Метан СН₄ – является одной из наиболее опасных примесей рудничного воздуха. Наиболее часто его выделение наблюдается в угольных шахтах. Это газ без цвета и запаха, легче воздуха, поэтому он скапливается в кровле выработки. Не ядовит, но дыхания не поддерживает. Опасность его заключается в том, что смесь воздуха с СН₄ при содержании его от 5-16% становится взрывчатой. Наибольшей силой взрыва обладает смесь с 9, 1% СН₄, которая носит название гремучего газа. При содержании СН₄ больше 16% смесь перестает быть взрывчатой.

Допустимая норма по ПБ – не больше 0, 75%. По характеру выделения СН₄ различают:

1. Обыкновенное или невидимое – непрерывное выделение из невидимых для глаз пор, трещин в породе, при обрушении пород, при остановке вентилятора.

2. Суфлярное – из видимых пор, трещин, пустот, продолжающееся длительное время. Можно СН₄ выводить по специальному трубопроводу. Со временем оно ослабевает. На шахте Англии в 1860г. суфлярный газ горел 9 лет. Большие суфляры имеются в Донбассе, Кузбассе, Караганде.

3. Внезапное – выделение в значительной степени, сопровождающееся выбросом больших масс угля или породы. Эти выделения происходят за очень короткое время и представляют наибольшую опасность. Имеет место в Донбассе, Кузбассе, Воркуте, Караганде,
Сучане на глубине 150, 250-300м. В последние годы возникли выбросы породы и газа по песчаникам на глубине 800м при взрывных работах с выбросом до 2000т. породы.

Главным образом СН₄ выделяется из угля, соляных залежей, и некоторых других полезных ископаемых.

Признаки – потрескивание, хлопки, удары в массиве, шелушение, поверхность делается матовой. Имеются приборы геофоны. Выбрасывается от нескольких тонн до 15 тыс. тонн угля с выделением до сотен тысяч тонн м³ СН₄.

Различают метанообильность абсолютную, м³/сутки, относительную м³/1т суточной добычи.

При соприкосновении СН₄ с огнем происходит взрыв с интервалом, необходимым для нагрева газа. Это время зависит от t⁰ источника тепла при t⁰ 650-750⁰ – взрыв через 10 секунд, t⁰ 1200⁰ – через 0, 01-0, 02 секунд, т.е. практически мгновенно.

Чтобы предотвратить воспламенение СН₄ в газовых шахтах запрещено применение открытого огня, запрещено курение, применяется электрооборудование РВ, предохранительные ВВ, электровзрывание, светильники РП и РВ (повышенной надежности и взрывобезопасные).

Рудничная пыль – представляется собой мельчайшие частицы полезного ископаемого и пустой породы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе длительное время. Рудничная пыль может быть причиной взрывов рудничной атмосферы и ряда профессиональных заболеваний. Пыль, образуемая в железорудных шахтах не взрывается, но вызывает профзаболевания. Эти заболевания вызывают также асбестовая (асбестоз), кремниевая (силикоз), угольная (антракоз) пыль.