Передовой опыт

Об испытаниях средств взрывобезопасности угольных шахт


Шатиров Сергей­­ Владимирович, член Федерального Собрания РФ, заместитель председателя Комитета Совета Федерации по экономической­­ политике, представитель от исполнительного органа государственной­­ власти Кемеровской­­ области;

Шалаев Виктор Сергеевич, генеральный­­ директор ООО «НПП «Шахтпожсервис», к.т.н.;

Шалаев Юрий­­ Викторович, заместитель генерального директора ООО «НПП «Шахтпожсервис»;

Ляховский­­ Григорий­­ Васильевич, главный­­ инженер ООО «НПП «Шахтпожсервис»;

Флоря Наталья Федоровна, заместитель генерального директора по научной­­ работе ООО «НПП «Шахтпожсервис».

Аннотация: создана временная рабочая группа при Президиуме РАН для решения вопросов взрывобезопасности в угольной­­ отрасли. Разработан и изготовлен стенд — модель выемочного участка сверхкатегорной­­ шахты, и проведены испытания ингибирующего состава и средств взрывозащиты горных выработок.

Ключевые слова: взрывобезопасность, взрывозащита, испытания, модель выемочного участка, ингибитор, ЗВГВ-У «Старт», ОПК-1.

Анализ аварий на угольных шахтах убедительно показал неэффективность применяемых средств взрывозащиты горных выработок, которые стали одной из причин массовой­­ гибели людей и разрушения горных выработок. При этом тяжесть последствий аварий практически стабильна.

В 2011 году Государственной Думой принят Федеральный закон «О ратификации конвенции о предотвращении крупных промышленных аварий (конвенция №174)». На основе этого документа научными институтами разработана Целевая программа «Система предупреждения крупных аварий и катастроф на угольных шахтах». С целью реализации Целевой­­ программы в части взрывобезопасности, в 2015 году создана временная рабочая группа при Президиуме РАН под руководством Сергея Шатирова, заместителя председателя Комитета Совета Федерации по экономической политике.

В соответствии с планом работ группы, ООО «НПП «Шахтпожсервис» разработан, на собственном испытательном полигоне построен и аттестован стенд — модель выемочного участка сверхкатегорной угольной шахты при соблюдении геометрического подобия в масштабе 1:50. Общая длина стенда составляет 83 м, диаметр труб изменяется от 0,3 м до 1,0 м, что соответствует лаве длиной­­ 200 м, сечением 10 м2 и примыкающим выработкам длиной­­ порядка 2 000 м каждая.

Проветривание стенда во время испытаний осуществляется с помощью центробежного вентилятора. Скорость вентиляционной струи регулируется поворотным затвором от 0,5 до 4,7 м/с. Вентиляционный штрек на модели условно разделен на камеры: воспламенения, горения и взрыва, испытательная и контрольная. В каждой камере установлены датчики давления и пламени. Подача метана осуществляется автоматически из баллона и контролируется датчиком метана ДМС 03. Информация об аэрогазодинамических параметрах передается на автоматизированное рабочее место оператора (АРМ). Воспламенение метановоздушной­­ смеси в камере воспламенения производится с помощью нити накаливания или «свечи».

По разработанной программе и методике испытаниям подвергались:

— ингибирующий­­ состав (Хладон-23, ингибитор) [1, 2];

— заслон для взрывозащиты горных выработок с возможностью контроля и управления «Старт» ЗВГВ-У «Старт» [3] и огнепреградитель коммуникационный­­ ОПК-1 производства ООО «НПП «Шахтпожсервис».

В процессе испытаний ингибитора получены неоднозначные результаты, что указывает на необходимость дальней­­ших исследований с целью определения возможности применения ингибитора в угольных шахтах. Кроме того, отсутствие газо­анализатора, контролирующего содержание (концентрацию) ингибитора в метановоздушной смеси, затрудняет установить его распределение во времени и пространстве.

ЗВГВ-У «Старт» предназначен для снижения поражающих факторов взрыва (ударная волна, фронт пламени, летящие предметы, продукты взрыва) и имеет возможность контроля и управления, что соответствует требованиям п. 22 «Правил безопасности в угольных шахтах» в части взрывозащиты горных выработок. ЗВГВ-У «Старт», установленный в стенде, состоит из четырех сетчатых перегородок и водяной завесы. Вода на завесу подается при помощи насоса, включение (отключение) которого производится автоматически по команде от датчика метана при достижении регламентированного значения концентрации метана.

ОПК-1 предназначен для гашения пламени и ударной волны, образовавшихся при воспламенении или взрыве метановоздушной смеси, транспортируемой по газопроводу. ОПК-1 является составной частью огнепреградителя кассетного коммуникационного с возможностью контроля и управления ОПК-1У, разработанного в порядке реализации требований п. 22 «Правил безопасности в угольных шахтах» в части взрывозащиты в газоотсасывающих и дегазационных трубопроводах и установках. ОПК-1 состоит из корпуса, в котором установлен пламягасящий элемент. Гашение пламени и ударной волны происходит в результате интенсивного теплообмена и сопротивления при распространении взрыва через узкие каналы.

ЗВГВ-У «Старт» и ОПК-1 отвечают требованиям ГОСТ Р 56141-2014 [4] и ГОСТ Р 53323-2009 [5], соответственно, и имеют сертификаты соответствия Техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 012/2011.

При проведении испытаний присутствовали члены временной­­ рабочей группы при Президиуме РАН, специалисты Ростехнадзора, АО «НЦ ВостНИИ», ВГСЧ и угольных шахт. Было проведено в общей сложности 15 взрывов. При различной­­ скорости вентиляционной струи ЗВГВ-У «Старт» снижает поражающие факторы взрыва: гасит пламя, снижает давление на 50-70%, снижает задымленность и запыленность. Аналогичные результаты получены в отношении ОПК-1: гасит пламя и давление ударной волны. Избыточное давление взрыва достигало 0,6 МПа. В ходе экспериментов разрушения и деформации испытываемых средств не обнаружены.

Таким образом, проведенные испытания ЗВГВ-У «Старт» и ОПК-1 на модели подтвердили заявленное в руководстве по эксплуатации снижение поражающих факторов взрыва метановоздушной смеси. ЗВГВ-У «Старт» и ОПК-1 могут быть рекомендованы к применению в угольных шахтах, в том числе опасных по газу и (или) угольной пыли, в качестве средств взрывозащиты в составе многофункциональных систем безопасности (МФСБ) в соответствии с п. 22 «Правил безопасности в угольных шахтах».


Список литературы:

▪ [1] Химические методы управления горючим газом / С.В. Шатиров, В.В. Азатян, В.А. Петухов, Ли Хи Ун, Ю.М. Филатов // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной­­ промышленности. — 2015. — №2-2015. — С. 41–43.;

▪ [2] Экспериментальные исследования воздей­­ствия ингибитора на возгорание горючих газовых смесей­­ / С.В. Шатиров, В.В. Азатян, Ли Хи Ун, В.А. Петухов, Ю.М. Филатов // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной­­ промышленности. — 2015. — №3-2015. — С. 29–41.

▪ [3] Средства взрывозащиты горных выработок угольных шахт и их испытания / В.С. Шалаев, Ю.В. Шалаев, Н.Ф. Флоря // Безопасность труда в промышленности. — 2015. — №5. — С.  46-49.

▪ [4] ГОСТ Р 56141-2014. Многофункциональные системы безопасности угольных шахт. Системы взрывозащиты горных выработок. Общие технические требования.

▪ [5] ГОСТ Р 53323-2009. Огнепреградители и искрогасители. Общие технические требования. Методы испытаний­­.


ООО «НПП «Шахтпожсервис»

Адрес: г. Кемерово, ул. Кирова, 32.

Тел/факс: 7 (3842) 45-28-35,
45-28-36, 45-28-37

Факс: 7 (3842) 45-28-34

www.shps.ru

e-mail: office@shps.ru


СГИ Тимофеева