Рудничные пожары

Рудничные пожары - пожары возникающие в горных выработках шахт (рудников).

К рудничным относят и пожары, которые возникают на поверхностных технологических комплексах, при этом продукты горения могут поступать в горные выработки.

Пожары в горных выработках бывают двух видов (по источнику воспламенения горючего материала): возникающие от самовозгорания полезного ископаемого (эндогенные) и от внешних тепловых импульсов (экзогенные).

Эндогенная пожароопасность выемочных участков зависит от степени склонности полезного ископаемого к самонагреванию, а также от горно-геологических и горнотехнических условий разрабатываемых месторождений. Если условия выемки полезного ископаемого, склонного к самонагреванию, не обеспечивают отвод тепла, образующегося в ископаемом, и 50—70 % его остается в нем, то самонагревание перерастает в самовозгорание.

В горных выработках шахт (рудников) имеется очень много горючих материалов, которые при загорании могут вызвать подземный пожар  (древесина, резиновая транспортерная лента на конвейерных установках, прорезиненные вентиляционные трубы, изоляция электропроводов, смазочные и обтирочные материалы, взрывчатые материалы и др.).

Метан и угольная пыль весьма опасны в пожарном отношении.

Подземные рудничные пожары могут быть локальными, т. е. ограниченными какой-либо одной выработкой (пожары в тупиковых выработках), и широко распространяющимися по сети выработок шахты (рудника). Последние в ряде случаев выводят из строя не только отдельные участки или крылья шахт (рудников), но и полностью предприятия. При широко распространяющихся пожарах в выработках сгорает все, что способно гореть. При таких пожарах иногда огонь из горных выработок перебрасывается на поверхностные технологические комплексы.

Подземные пожары, в особенности экзогенные, возникающие внезапно, представляют большую опасность для жизни людей, занятых на участках, на которые могут проникать продукты горения.

Все применяющиеся в горноспасательном деле способы борьбы с рудничными пожарами могут быть разделены на две группы:

1. способы непосредственного тушения;
2. способы ликвидации пожаров изоляцией - Изоляция рудничных пожаров.

Практикой установлено, что нет абсолютно похожих пожаров, а следовательно, нет и не может быть единых рекомендаций для всех случаев их ликвидации. Для того чтобы все же дать рекомендации по организации горноспасательных работ, в частности при возникновении рудничных пожаров, целесообразно сгруппировать их по объектам, степени распространения, стадии пожара, местам возникновения и другим факторам.

Объект пожара. Древесина является весьма горючим материалом— объектом пожара. В связи с большим поддувом очага пожара свежим воздухом она горит при любой степени влажности и способна быстро поджигать другие горючие материалы, находящиеся на пути распространения огня (конвейерную ленту, уголь и т. д.).

Весьма опасными объектами пожара являются различные горючие жидкости (керосин, бензин, смазочные масла), которые очень быстро поджигают другие материалы в шахте и образуют большое количество затрудняющих дыхание продуктов горения (СО, С02идр.).

Очень часто объектами пожаров являются электрооборудование и кабель (в основном изоляционные материалы). За последние годы 50—60 % пожаров возникло от токов короткого замыкания в электрических проводах, 18—20%—от неисправности электрооборудования.

Объектом рудничных пожаров могут явиться и взрывчатые материалы при их взрывании с нарушением Правил ведения взрывных работ (выгорание ВВ, прорыв раскаленных продуктов взрыва в атмосферу). Чрезвычайно опасным объектом пожаров может явиться метан не только из-за быстрого распространения и трудности тушения таких пожаров, но и из-за высокой вероятности взрыва метанопылевоздушной смеси в горящих выработках.

Рудничные пожары от загорания метана наиболее часто возникают при ведении взрывных работ в забоях подготовительных выработок, а также от искрения электрических проводов. При таких воспламенениях горение быстро распространяется на деревянную крепь, угольную пыль и измельченный уголь. Очень часто горящий метан проникает в выработанное пространство и поджигает скопившийся там газ.

Объектом пожара в шахте может явиться и уголь, на который воздействовали какие-либо тепловые импульсы. При загорании угля быстро повышается температура рудничного воздуха, проходящего через очаг пожара.

Степень распространения. Подземные пожары можно разделить на пожары ранней стадии развития и широко распространяющиеся.

Каждый подземный пожар (за исключением загорания метана) обычно в начальной своей стадии имеет незначительные очаги, которые могут быть быстро ликвидированы подручными средствами. Однако при несвоевременном применении этих средств или неподготовленности персонала такой пожар может широко распространиться по выработкам и принять катастрофические размеры.

Степень распространения подземного пожара зависит от ряда факторов: объектов горения, времени начала активных действий по тушению пожара; степени горючести материалов в очаге пожара; места возникновения очага и наличия свободных подступов к местам горения (при загораниях в наклонных и вертикальных выработках очень часто происходит весьма опасное явление — самопроизвольное опрокидывание вентиляционной струи под действием тепловой тяги, затрудняющее работы по тушению пожара); возможности или невозможности маневрирования вентиляционными струями и прежде всего возможности сокращения количества подаваемого в очаг пожара свежего воздуха и снижения скорости его движения или полного прекращения его подачи (нулевая вентиляция). Степень распространения пожара зависит также от подготовки объектов к тушению пожаров, эффективности избранных методов и средств для его тушения и, наконец, от степени технической подготовленности персонала шахты и ВГСЧ, участвующих в ликвидации пожара.

Стадия пожара. Любая авария в шахте и в особенности пожар имеет начальную стадию. Она характеризуется размерами образовавшегося очага (загорания) и каким-то его распространением. При этом пожар может быть приостановлен и быстро потушен силами и средствами, доставленными к месту его возникновения или имеющимися на месте в этот момент.

Если пожар не удалось потушить в начальной стадии и он распространился по выработкам, в которые невозможно быстро проникнуть без выполнения сложных работ, если во время пожара происходят вспышки метана или взрывы метановоздушной смеси или в связи с выгоранием крепи произошли непроходимые обрушения   горных   пород,   если   для   ликвидации   пожара   нужны мощные средства и большие силы, то пожар имеет осложненную стадию (стадию развившегося пожара).

Газовый фактор. Пожары в газообильных шахтах возникают:

• от загорания метана (при взрывных работах, при неисправности электрооборудования, кабельных проводок и др.). В тех случаях, когда такой пожар не удается быстро ликвидировать, от горящего метана могут воспламениться горючие материалы, и тогда пожар за короткое время распространяется по выработкам, в которых хотя и нет метана, но достаточно других горючих материалов;
• от загорания горючих материалов, причем огонь может проникнуть в загазированные метаном выработки и поджечь его. При совместном горении метана и горючих материалов пожар, как и в первом случае, быстро распространяется в сопрягающиеся выработки.

В газообильной шахте может развиться и обычный пожар (в том числе и эндогенный).

Особенностью всех этих пожаров является опасность первичных и повторных взрывов метановоздушной смеси или смеси горючих газов с воздухом как при тушении пожара методом прямого воздействия на его очаги различными средствами, так и в особенности при ликвидации таких пожаров методами изоляции или комбинированным.
В практике происходят вспышки и взрывы метановоздушной смеси или сложных смесей горючих газов с кислородом воздуха во время тушения пожаров при постоянном поступлении в шахту и на пожарный участок свежего воздуха. Эти случаи объясняются недостаточностью или недостоверностью данных о процессах, происходящих в районе действия пожара.

Наиболее часто образуются взрывоопасные смеси горючих газов с кислородом воздуха при ликвидации пожаров методом изоляции, так как при этом возводятся изоляционные сооружения, сокращающие в той или иной степени поступление в очаг пожара свежего воздуха за счет уменьшения площади поперечного сечения выработок и дополнительного сопротивления движению воздуха в местах возведения этих сооружений. Поэтому на основе данных депрессионной съемки через проемы в изолированных сооружениях должно поступать на пожарный участок такое количество воздуха, которое обеспечит своевременное и полное разжижение горючих газов во все время проведения изоляционных работ.

Фактор проветривания. Одной из наиболее опасных особенностей пожаров в газообильных тупиковых выработках является то, что при загорании любых горючих материалов легко загораются вентиляционные трубы, вследствие чего нарушается проветривание забоя тупиковой выработки и той части ее, в которой сгорели вентиляционные трубы, и создается реальная возможность взрывов метановоздушной смеси.

Опасным является и то, что во время пожара в тупиковой выработке (не только в газообильной) из-за высокой температуры очень часто невозможно проникнуть к очагу пожара для его непосредственного тушения, в особенности в выработке, проводимой одним забоем и имеющей большую протяженность. При пожарах в таких выработках люди все время находятся на исходящей струе. Если при этом учесть, что еще нет аппаратуры и устройств, которые дистанционно информировали бы руководителей работ по ликвидации аварии о газовой и температурной обстановке в месте пожара, то станут очевидными большие трудности, возникающие при организации работ по ликвидации пожаров в тупиковых выработках.

Особенность пожаров в газообильных тупиковых выработках состоит также в том, что в них очень часто метан скапливается в пустотах, образовавшихся при проведении выработок (за крепью); в них наиболее часто отмечаются слоевые скопления метана. Все указанные особенности пожаров в газообильных тупиковых выработках должны учитываться при определении методов и средств ликвидации пожаров, а также профилактических мер, предотвращающих возникновение пожаров или создающих условия для быстрой их ликвидации людьми, работающими в этих выработках.

Место возникновения. Пожары в надшахтных зданиях стволов, по которым подается в шахту свежий воздух, характеризуются быстрым распространением, а также возможностью проникновения в шахту продуктов горения.

Пожары в стволах, по которым подается в шахту свежий воздух, характерны тем, что они могут распространяться не только вниз, в горные выработки, но и вверх, на объекты поверхностного технологического комплекса (в особенности при самопроизвольном опрокидывании вентиляционной струи под действием тепловой депрессии). Продукты горения при таких пожарах могут быстро загазировать все выработки и резко осложнить вывод людей и ликвидацию пожара.

Пожары в околоствольных дворах и сопряженных с ними электромашинных камерах также опасны тем, что продукты горения могут быть быстро унесены вентиляционной струей во все выработки шахты и создать угрозу людям. Пожары в таких местах очень быстро развиваются и могут распространиться в стволы и на поверхностные технологические комплексы.

При возникновении пожаров в наклонных выработках (уклонах, бремсбергах и др.) с нисходящим проветриванием создается опасность быстрого распространения продуктов горения на участки, где работают люди (при нормальном проветривании в начале возникновения пожара), а также возможность (при опрокидывании вентиляционной струи) распространения пожара и продуктов горения вверх и проникновение их на участки, не связанные с аварийной выработкой общей вентиляционной струей. В результате этого в шахте могут  оказаться  загазированными все выработки и может наступить «вентиляционный хаос», который способен резко осложнить горноспасательные работы.

При пожарах в горизонтальных выработках главного направления опасность быстрого уноса продуктов горения на все участки шахты не исключается и поэтому должны приниматься экстренные меры для предотвращения загазирования мест, где работают люди.

Автоматические и полуавтоматические средства пожаротушения в тактическом отношении играют такую же роль, как и легкие средства пожаротушения, т. е. действенность их применения зависит от быстроты их включения или ввода в действие.

Оборудование подземных выработок такими средствами относится к области профилактики рудничных пожаров в противопожарной защиты шахт и рудников.

К полуавтоматическим устройствам следует отнести системы разбрызгивателей, которыми оборудуются устья стволов и околоствольные дворы, а также склады BM. В случае пожара они включаются в действие при помощи пожарного вентиля и заливают ствол и прилегающие выработки распыленной водой. Работники подземных горноспасательных пунктов и вспомогательных команд должны хорошо знать расположение пожарных вентилей и твердо помнить, что в случае пожаров в оборудованных разбрызгивателями местах включение вентилей является первоочередным мероприятием, направленным на спасение людей в шахтах.