Пожарная безопасность подземных горных работ


В. Р. АЛАБЬЕВ, Г. И. КОРШУНОВ, М. А. КОРОБИЦЫНА





                ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ




Учебное пособие






















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 622.822
ББК 33.18
     А45




Рецензенты:
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» С. Ю. Ксандопуло;
доктор технических наук, главный инженер ООО «Гранд-Стар» И. И.Тесленко



     Алябьев, В. Р.
А45       Пожарная безопасность подземных горных работ : учебное пособие /
      В. Р. Алабьев, Г. И. Коршунов, М. А. Коробицына. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 208 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-1080-9

      Приведены причины и условия возникновения эндогенных и экзогенных пожаров на горных предприятиях, основы процессов окисления и самовозгорания ископаемых углей и руд. Рассмотрено влияние физико-химических параметров ископаемого, а также горно-геологических и горнотехнических условий залегания и разработки месторождений на развитие эндогенных пожаров. Приведены особенности развития экзогенных пожаров в выработках, оборудованных ленточными конвейерами, и при горении шахтной горючей крепи. Приведены основные методы распознавания и предотвращения рудничных пожаров, способы и средства их обнаружения и тушения.
      Для студентов направления подготовки 21.05.04 «Горное дело» по специальности «Технологическая безопасность и горноспасательное дело», а также может быть полезно студентам и аспирантам других специальностей.

УДК 622.822
                                                             ББК 33.18









ISBN 978-5-9729-1080-9

     © Алабьев В. Р., Коршунов Г. И., Коробицына М. А., 2022
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

            СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ.......................................................8

РАЗДЕЛ 1. РУДНИЧНЫЕ ПОЖАРЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ, ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ.................................9
  1.1. Основные понятия, термины и определения.................9
  1.2. Опасность пожаров на горных предприятиях ..............11
  1.3. Классификация рудничных пожаров, объекты горения и места возникновения рудничных пожаров.....................14
  1.4. Причины возникновения рудничных пожаров................17
   1.4.1. Причины возникновения экзогенных пожаров............18
   1.4.2. Причины возникновения эндогенных пожаров............19
   1.4.3. Причины возникновения пожаров в поверхностных комплексах.19
  Выводы к разделу 1...............................................21
  Контрольные вопросы к разделу 1.............................22
  Тестовые задания к разделу 1.....................................22

РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ
И ОКИСЛЕНИЯ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ И РУД............................25
  2.1. Определения понятий, химические реакции при горении.........25
   2.1.1. Виды горения. Энергия активации.....................26
   2.1.2. Химические процессы при горении.....................27
  2.2. Формы и скорость окислительных процессов...............29
   2.2.1. Формы окислительных процессов.......................29
   2.2.2. Выделение тепла при окислении угля..................31
   2.2.3. Скоростьокисленияугля...............................32
  2.3. Самовозгорание угля....................................35
   2.3.1. Стадии самовозгорания угля..........................36
   2.3.2. Влияние параметров угля на процесс самовозгорания...37
  2.4. Самовозгорание колчеданных руд.........................41
  2.5. Зоны рудничного пожара.................................42
  Выводы к разделу 2..........................................44
  Контрольные вопросы к разделу 2.............................44
  Тестовые задания к разделу 2................................45

3

РАЗДЕЛ 3. ОСОБЕННОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭНДОГЕННЫХ ПОЖАРОВ..............................................48
  3.1. Основные понятия.........................................48
  3.2. Теории самовозгорания ископаемых.........................49
  3.3. Факторы и условия самовозгорания ископаемых углей..........50
   3.3.1. Факторы, оказывающие влияние насамонагревание.........50
   3.3.2. Внутренние условия самовозгорания.....................51
   3.3.3. Внешние условия самовозгорания........................54
  3.4. Окисление, самонагревание и самовозгорание колчеданных руд.56
   3.4.1. Окисление и самонагревание колчеданных руд............57
   3.4.2. Факторы и условия самовозгорания колчеданных руд......60
   3.4.3. Виды эндогенных пожаров в колчеданных рудниках........62
  3.5. Стадии пожаров в угольных шахтах.........................63
   3.5.1. Состав пожарных газов.................................63
   3.5.2. Стадии рудничного пожара................................64
  3.6. Состав пожарных газов в колчеданных рудниках.............68
  3.7. Взрывы пожарных газов....................................72
  Выводы к разделу 3............................................75
  Контрольные вопросы к разделу 3...............................75
  Тестовые задания к разделу 3..................................76

РАЗДЕЛ 4. ОСОБЕННОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ПОЖАРОВ..............................................81
  4.1. Основные причины экзогенных пожаров......................81
  4.2. Развитие экзогенных пожаров в выработках с горючей крепью..82
  4.3. Развитие экзогенных пожаров в выработках, оборудованных ленточными конвейерами........................................87
  4.4. Требования пожарной безопасности к материалам и изделиям, используемым в шахте..........................................89
   4.4.1. Требования к материалам и изделиям....................89
   4.4.2. Определение горючести материалов и изделий............90
  4.5. Требования пожарной безопасности к огнестойкости крепи горных выработок..............................................91
  4.6. Требования пожарной безопасности к подземным пожарно-оросительным трубопроводам............................93
  Выводы к разделу 4............................................96

4

  Контрольные вопросы к разделу 4...............................96
  Тестовые задания к разделу 4..................................97

РАЗДЕЛ 5. РАСПОЗНАВАНИЕ И ОБНАРУЖЕНИЕ ПОЖАРОВ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.........................................100
  5.1. Обнаружение рудничных пожаров...........................100
   5.1.1. Классификация методов обнаружения....................100
   5.1.2. Внешние признаки пожара..............................101
  5.2. Газово-аналитический метод обнаружения подземных пожаров..103
  5.3. Физические методы обнаружения пожаров...................105
   5.3.1. Анализ шахтной воды..................................105
   5.3.2. Термонаблюдения в шахтах.............................106
  5.4. Оценкатемпературы очагов самовозгорания.................108
  5.5. Определение очагов пожара в выработанном пространстве...110
  Выводы к разделу 5...........................................113
  Контрольные вопросы к разделу 5................................114
  Тестовые задания к разделу 5.................................114

РАЗДЕЛ 6. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ РУДНИЧНЫХ ПОЖАРОВ.....................117
  6.1. Пожарная профилактика, основные задачи..................117
  6.2. Пожарно-профилактические мероприятия, осуществляемые на поверхности...............................................118
   6.2.1. Надшахтные здания и сооружения.......................118
   6.2.2. Штабеля угля и руд...................................119
   6.2.3. Устья шахт и штолен..................................121
  6.3. Пожарно-профилактические мероприятия, осуществляемые в горных выработках..........................................122
   6.3.1. Несгораемая крепь в камерах..........................122
   6.3.2. Противопожарные двери и секционирование сети выработок.123
   6.3.3. Снижение пожарной опасности шахтной деревянной крепи...124
   6.3.4. Выравнивание давления воздуха..........................125
   6.3.5. Шахтные пожарно-оросительные сети......................125
   6.3.6. Песок и инертная пыль................................127
  6.4. Специальные горнотехнические мероприятия..................127
   6.4.1. Тщательная и быстрая выемка ископаемого..............127

5

   6.4.2. Разработка отдельными изолируемыми участками..........128
   6.4.3. Полевые и групповые штреки............................129
   6.4.4. Огнестойкая футеровка стенок выработок................130
   6.4.5. Выемка с полной закладкой.............................131
   6.4.6. Обработкаугля антипирогенами..........................131
   6.4.7. Системы разработки....................................132
  6.5. Пенный способ предупреждения эндогенных пожаров в шахтах..133
  6.6. Предупреждение пожаров от электрической энергии..........136
   6.6.1. Электрические дуги, искры и замыкания ................136
   6.6.2. Шахтное электроосвещение .............................138
   6.6.3. Статическиезаряды ....................................139
  6.7. Предупреждение пожаров от взрывных работ, воспламенения метана и рудничной пыли..............................................140
  6.8. Требования к системе вентиляции шахты.....................142
  6.9. Первичные средства пожаротушения в шахте..................143
  Выводы к разделу 6.............................................144
  Контрольные вопросы к разделу 6................................144
  Тестовые задания к разделу 6...................................146

РАЗДЕЛ 7. ТУШЕНИЕ РУДНИЧНЫХ ПОЖАРОВ..............................150
  7.1. Общие сведения о методах тушения пожаров..................150
  7.2. Активные методы тушения...................................151
   7.2.1. Тушение водой.........................................151
   7.2.2. Применение огнетушителей..............................158
   7.2.3. Тушение песком и инертной пылью.......................159
   7.2.4. Тушение электрооборудования...........................160
   7.2.5. Выемка пожарных очагов................................162
  7.3. Изолирование пожарных участков...........................163
   7.3.1. Изолирование очага пожара перемычками.................163
   7.3.2. Временные и постоянные перемычки......................165
   7.3.3. Наблюдения за состоянием перемычек и изолированным участком.....................................170
  7.4. Тушение рудничных пожаров методом заиливания..............171
   7.4.1. Сущность метода. Преимущества и недостатки.............171

6

   7.4.2. Заиловочные материалы. Состав, заготовка и транспортирование пульпы................................173
   7.4.3. Операция заиливания при тушении пожарного очага.....174
   7.4.4. Профилактическое заиливание........................175
  7.5. Инертизация рудничной атмосферы при тушении пожаров в горных выработках........................................177
   7.5.1. Сущность метода. Преимущества и недостатки.........177
   7.5.2. Тушение углекислотой...............................178
   7.5.3. Тушение азотом.....................................180
  7.6. Вентиляционный режим при пожаре.......................183
  7.7. Контроль заэндогенными пожарами, их списание и вскрытие пожарного участка..........................................185
  7.8. Тушения породных отвалов..............................187
  7.9. Введение в действие плана ликвидации аварии...........188
  7.10. Пожары в надшахтных зданиях и сооружениях............192
   7.10.1. Причины возникновения пожаров.....................192
   7.10.2. Обнаружение пожаров в зданиях и сооружениях.......192
   7.10.3. Мероприятия по защите надшахтных зданий и сооружений от пожаров................................................193
  Выводы к разделу 7.........................................198
  Контрольные вопросы к разделу 7............................199
  Тестовые задания к разделу 7...............................201

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................205

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.............................206

7

            ВВЕДЕНИЕ



     Цель изучения дисциплины «Пожарная безопасность подземных горных работ» заключается в приобретении студентом знаний, умений и практических навыков по обеспечению противопожарной защиты объектов горных предприятий при осуществлении профессиональной деятельности.
     Задачи дисциплины предусматривают овладение знаниями, позволяющими решать профессиональные задачи с обязательным учетом отраслевых требований по предупреждению пожаров и других видов аварий, а в случаях их возникновения обеспечения личной безопасности и безопасности всех работающих путём применения организационно-технических мероприятий по спасению горняков, ликвидации последствий аварий и оказания помощи пострадавшим. Реализация этих знаний на практике будет способствовать повышению противопожарной и противоаварийной защиты объектов горных предприятий, снижению уровня производственного травматизма горняков, снижению материального и социального ущерба.
     Дисциплина «Пожарная безопасность подземных горных работ» входит в состав специальной части профессионального цикла подготовки специалистов по направлению «Горное дело». Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин: «Аэрология горных предприятий», «Безопасность жизнедеятельности», «Надзор и контроль в сфере безопасности», «Теория горения и взрыва», «Промышленная безопасность», «Основы безопасного ведения горных работ».
     Знания, освоенные при изучении данной дисциплины, будут использованы при изучении дисциплин: «Организация реанимационно-противошоковых мероприятий», «Экономика предприятий», «Управление охраной труда», «Экспертиза аварий и катастроф», «Разработка вопросов безопасности в проектах», «Документационное обеспечение безопасности».
     Обучение строится на принципе междисциплинарной интеграции, т. е. согласовании содержания разных учебных дисциплин относительно познавательных и технологических проблем с целью обеспечения целостности учебного процесса и создания единого образовательного потенциала с использованием инновационных педагогических методов, средств и форм обучения.

8

            РАЗДЕЛ 1. РУДНИЧНЫЕ ПОЖАРЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ, ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

            1.1. Основные понятия, термины и определения


     Обеспечение пожарной безопасности горнодобывающих предприятий является весьма сложной социально-экономической задачей, направленной на предотвращение пожаров при осуществлении человеком деятельности по разведке, добыче и переработке полезных ископаемых, и ликвидацию пожаров в случае их возникновения с минимальными экономическими и социальными последствиями. Внедрение новых технологий, развитие экономики постоянно вызывают новые проблемы перед системой обеспечения пожарной безопасности, функции которой дополняются и расширяются, изменяя тем самым структуру задач по обеспечению ее эффективности. Что такое «пожарная безопасность» в современном понимании? Рассмотрим основные (базовые) понятия.
     Система пожарной безопасности - это комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение пожара и ущерба от него.
     Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором с заданной вероятностью исключается возможность пожара, а в случае его возникновения обеспечиваются условия для выявления пожара, ограничения его распространения, ликвидации пожара и защиты людей и материальных ценностей. Основными направлениями обеспечения пожарной безопасности является ликвидация условий возникновения пожара и минимизация его последствий. Пожарная безопасность обеспечивается благодаря созданию системы мероприятий пожарной профилактики и активной пожарной защиты.
     Пожарная опасность промышленных объектов (здания, сооружения, химико-технологические установки, транспортные устройства и др.) - это возможность возникновения и развития пожара, а также его последствия, определяемые опасными для людей факторами и нанесенным материальным ущербом.
     Обеспечение пожарной безопасности промышленных предприятий, в том числе и горнодобывающих, является важной и неотъемлемой частью государственной деятельности по охране труда. Многолетний опыт тушения подземных пожаров в России и за рубежом убедительно показывает, что уровень технического совершенства пожарной техники наряду с человеческим фактором зачастую оказывает решающее значение на исход тушения подземного пожара.
     Горением называется экзотермическая реакция окисления веществ, которая сопровождается выделением дыма и возникновением пламени или излучением света. Другими словами, горение - это быстропротекающее химическое превращение веществ с выделением большого количества тепла и сопровождающееся ярким пламенем. Оно может явиться результатом окисления, т. е. соединением горючего вещества с окислителем (кислородом). Это общее определение показывает, что с ним может быть не только реакция соединения, но и

9

реакция разложения. Для возникновения горения необходимо одновременное наличие трех факторов:
     1) горючего вещества;
     2) окислителя;
     3)       начального теплового импульса (источника загорания) для сообщения горючей смеси горячей энергии.
     При этом горючее вещество и окислитель должны находиться в необходимом соотношении один к одному, и создавать, таким образом, горючую смесь, а источник загорания должен иметь соответствующую энергию и температуру, достаточную для начала реакции.
     Пожаром называется неконтролируемый процесс горения, создающий угрозу здоровью и жизни людей, а также материальным ценностям.
     Рудничные пожары - это пожары, возникшие непосредственно в горных выработках (подземных и открытых) и массиве полезного ископаемого, а также на поверхности (надшахтных зданиях, складах полезного ископаемого и т. д.), если существует опасность попадания огня или продуктов горения в горные выработки.
     Подземными являются пожары, действующие в горных выработках. Подземным пожаром считают все случаи появления в шахте открытого огня или дыма, тления горючих материалов, а также устойчивого содержания окиси углерода выше допустимых норм, если это не вызвано нормальным ее выделением из угля (породы) или производственным процессом (огневыми и взрывными работами и т. п.). Подземные пожары разделяются на два типа: эндогенные и экзогенные.
     Эндогенный пожар - это пожар, возникающий от самовозгорания угля или другого ископаемого в результате окислительных процессов.
     Экзогенный пожар - это пожар, возникший от внешних тепловых импульсов. Например, вследствие короткого замыкания в электропроводках, выгорания взрывчатых веществ при взрывных работах, пробуксовки конвейерной ленты на приводном барабане и т. п.
     Развитие пожара - изменение параметров пожара во времени от начала его возникновения до полной ликвидации горения.
     Пожарная профилактика - это комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предупреждение возможного возникновения пожара или уменьшение его размеров.
     Ликвидация пожара - действие, направленное на окончательное прекращение горения, а также на исключение возможности его повторного возникновения.
     Локализация пожара - действие, направленное на предотвращение возможности дальнейшего распространения горения и создание условий для его успешной ликвидации имеющимися силами и средствами.
     Локализация очага пожара - определение местоположения очага пожара или нагревания угля в целиках или выработанном пространстве.

10

     Самовозгорание - самопроизвольное возникновение горения вследствие постепенного накопления тепла при протекании экзотермических реакций в каких-либо твёрдых горючих материалах.
     Склонность к самовозгоранию - способность ряда углей, других веществ и материалов самовозгораться при нагревании до сравнительно невысоких температур или в контакте с другими веществами, а также в результате окисления, жизнедеятельности микроорганизмов.
     Противопожарная защита - это комплекс мероприятий, направленных на охрану системы поверхностных зданий, сооружений шахт и рудников, подземных выработок, оборудования и находящегося в них различного имущества для защиты от пожаров, а в случае их возникновения - эвакуации застигнутых ним людей, ликвидации возгорания и последствий. Как правило, состоит из профилактических мероприятий по предупреждению пожаров, ограничению их размеров и мер, направленных на быстрейшую ликвидацию возникших пожаров.


            1.2. Опасность пожаров на горных предприятиях


     Угольная промышленность России характеризуется сложностью технологических процессов по добыче угля, особенно в глубоких шахтах, и, несмотря на принимаемые меры по совершенствованию техники безопасности, остается наиболее потенциально опасной отраслью народного хозяйства.
     Большинство угольных шахт расположено в Кузбасском угольном бассейне, Воркуте, Донбассе. Наиболее потенциально-опасными являются угольные шахты, из которых около 100 шахт работают более 45 лет, 50 шахт - около 100 лет. Продолжается ухудшение горно-геологических условий, средняя глу-бинаразработки приблизилась к 720 м, а на 33 шахтах достигла 1000-1400 м.
     Около 80 % шахт - газовые, 35 % - опасные по внезапным выбросам угля, породы и газа, 70 % - опасные по взрыву угольной пыли, 27 % - по самовозгоранию угля. В 20 % очистных и подготовительных забоях температура воздуха превышает санитарные нормы (+26 °C). Более 60 % шахт относятся к труднопроветриваемым.
     Статистические данные показывают: ежегодно в России происходит до 20-40 подземных пожаров экзогенного и эндогенного происхождения, которые наносят значительный экономический ущерб угольным предприятиям. Опасными факторами пожара, угрожающими здоровью и жизни людей, являются: открытый огонь; тепловое излучение; искры; разогретый воздух; токсичные продукты горения; дым; пониженная концентрация кислорода; обрушения зданий и сооружений; падающие части строительных конструкций, оборудования. Пожары, осложненные взрывами, могут привести к тяжелым социальным и экономическим последствиям.
     Огромную угрозу для жизни людей представляют пожары, возникающие в шахтах. При несвоевременном вводе средств пожарной защиты в действие, а также низкой эффективности применяемых способов тушения подземные по

11

жары превращаются в грозное бедствие. Они дезорганизуют работу предприятия, обесценивают недра, приводят в негодность оборудование. Под угрозой оказываются здоровье и жизнь шахтеров, а также горноспасателей, участвующих в ликвидации аварийной ситуации. Выделение тепла, дыма и токсичных газов в ограниченный объем горных выработок делают рудничную атмосферу непригодной для дыхания. Благодаря вентиляции продукты горения, в том числе и токсичные газы, способны быстро распространиться на значительные расстояния от очага пожара. В наклонных и вертикальных выработках под действием тепловой депрессии, развиваемой пожаром, может опрокинуться вентиляционная струя.
     К разгоревшемуся пожару практически невозможно приблизиться, выгорание элементов крепи может вызвать обрушение кровли, нарушение проветривания горных выработок. В шахтах, опасных по выделению горючих газов или по пыли, возникает реальная угроза взрыва из-за высокой вероятности воспламенения взрывоопасных скоплений газа и пыли.
     Рудничные пожары ведут к огромному экономическому ущербу, обусловленному потерей дорогостоящей угледобывающей техники, подготовленных к выемке запасов угля, горных выработок. Большие затраты приходятся на работы по изоляции, локализации и тушению пожаров, а также на восстановление горных выработок после ликвидации аварии. Так, затраты на ликвидацию рудничных пожаров составляют около 90 % от затрат, необходимых на ликвидацию всех видов аварий на угольных шахтах.
     Наибольшее число пожаров зафиксировано на горных предприятиях, добывающих горючие полезные ископаемые, из которых наиболее пожароопасными являются угольные шахты. На угольных разрезах также возникает много пожаров, однако они менее опасны и в большинстве случаев не регистрируются, так как появляются на породных отвалах и не представляют прямой угрозы работам по добыче угля.
     По причинам возникновения рудничные пожары могут быть экзогенными и эндогенными. Экзогенные пожары возникают от внешних источников тепла, воспламеняющих горючее вещество. Эндогенные пожары медленно развиваются вследствие процесса самовозгорания окисляющегося горючего материала. Горючим материалом на горных предприятиях обычно являются разрыхленные массы угля, колчеданных руд. Окислителем этой массы выступает кислород, содержащийся в воздухе. Большая часть эндогенных пожаров в шахтах возникает в скоплениях угля, теряемого в выработанном пространстве. На земной поверхности самовозгораются склады угля и скопления горных пород, содержащих горючие компоненты.
     Динамика подземных пожаров, возникающих на угольных шахтах России, приведена в таблице 1.1. Из представленных данных видно, что число подземных пожаров на шахтах снижалось в 1995-1999 гг., затем их число стабилизировалось, а в 2004-2005 гг. вновь уменьшилось. Сокращению числа пожаров способствовала происходящая реструктуризация угольной промышленности, включающая закрытие нерентабельных предприятий, а также шахт с высоким уровнем аварийности.

12

Таблица 1.1. Динамика подземных пожаров на шахтах России

           Год             1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Число подземных пожаров    67   56   57   38   32   27   23   25   28   14    12 
Число эндогенных пожаров   29   37   17   22   13   10   11   10   14   11    3  
Число экзогенных пожаров   38   19   40   16   19   17   12   15   14    3    9  
Доля эндогенных пожаров, % 43   66   30   58   40   37   48   40   50   78     25

     В последние годы на угольных шахтах России сложилось приблизительное равенство пожаров, имеющих экзогенное и эндогенное происхождение.
     Основная опасность рудничных пожаров - распространение по подземным выработкам пожарных газов и дыма, которые могут настигнуть и отравить людей, работающих в шахте. Помимо угрозы здоровью и жизни горнорабочих рудничные пожары при запоздалых и неправильных мерах по их предупреждению и ликвидации причиняют весьма большой материальный ущерб, который заключается в следующем:
     1)       потере полезного ископаемого на пожарных участках и в противопожарных целиках;
     2)      затратах на тушение пожаров;
     3)      затратах на восстановление выработок после ликвидации пожаров;
     4)      косвенные потери, которые труднее поддаются учету и вызывают:
     а)       уменьшение добычи вследствие сокращения фронта работ и перебоев в эксплуатации;
     б)       снижение производительности труда в трудных условиях разработки месторождения при наличии в выработках пожара;
     в)       длительную консервацию в изолированных пожарных участках запасов ископаемого, подготовленных к выемке;
     г)       ухудшение качества ископаемого в результате частичного выгорания ценных компонентов;
     д)      увеличение зольности ископаемого и т. д.
     Основной материальный ущерб, причиняемый рудничными пожарами, заключается в больших потерях полезного ископаемого.
     Наиболее крупным в мировой практике является пожар, начавшийся еще в 1884 г. в угольном бассейне Хокинг Велей, (штат Огайо, США). Нелокализо-ванный вследствие недостаточно согласованных действий владельцев шахт района пожар охватил площадь свыше 3000 га, уничтожив более 50 млн т. высококачественного угля. Чтобы приостановить распространение пожара, на его пути были сооружены барьеры и перемычки из инертных горных пород. Однако пожар, усилившийся в 1940-1946 гг., распространился на новые площади вне защитных барьеров и угрожал уничтожить еще значительное количество угля. Поверхность, под которой происходит этот пожар, стала непригодна к заселению:


13

временами в почве образовывались провалы и трещины, обильно выделялись газы и дым. Ночью пожар был виден за 15 км. Много зданий и сооружений на поверхности было разрушено в результате выгорания под ними пластов угля.


            1.3. Классификация рудничных пожаров, объекты горения и места возникновения рудничных пожаров


     Нет двух рудничных пожаров, которые были бы тождественны во всех отношениях. Сложность борьбы с пожарами заключается в том, что каждому из них свойственны те или иные специфические особенности, зависящие от местных условий его возникновения и развития.
     Однако обобщение пожаров по некоторым характерным основным признакам имеет практическое значение, способствуя более быстрой и правильной ориентации при выборе способов борьбы с пожарами. По различным характерным особенностям рудничные пожары можно классифицировать на следующие категории:
     I. По объектам пожаров:
     1.       Горение материалов и оборудования (рудничной крепи, горючих и смазочных материалов, электропроводов, оборудования, взрывчатых материалов ит.д.).
     2.       Горение ископаемого (углей, углистых пород, сернистых и серных руд и др.):
     а)       в разрыхленном состоянии (пыль, мелочь, отбитое ископаемое в кусках, штабели, отвалы пород и т. д.);
     б)      в целиках.
     3.       Пожары смешанного характера (горение рудничной крепи совместно с ископаемым).
     II. По месту пожара:
     1.       Рудничные пожары, возникающие на поверхности горных предприятий (в надшахтных зданиях, штабелях ископаемого, отвалах и т. д.).
     2.      Пожары, возникающие в подземных выработках:
     а)  в действующих;
     б)  в старых выработках и выработанных пространствах.
     III.      По степени доступности пожарного очага и трудности в его ликвидации:
     1. Наружные и сконцентрированные пожары.
     2. Глубинные и широко распространившиеся пожары.
     IV.  По причинам возникновения:
     1. Пожары от внешних причин (экзогенные).
     2.       Пожары от самовозгорания полезного ископаемого или вмещающих пород (эндогенные). Эндогенные пожары по времени возникновения могут быть подразделены на:
     а)  первичные;
     б)  вторичные (рецидивы).


14

     Все шахты и рудники содержат в большем или меньшем количестве различный горючий материал, который может явиться объектом пожара в результате небрежности, злого умысла или неправильного ведения работ. В подземных выработках горение даже сравнительно незначительных количеств какого-либо вещества (дерева, угля и т. д.) может повлечь за собой гибель многих людей.
     Труднее всего поддаются ликвидации пожары, которые возникают во время эксплуатации месторождений полезных ископаемых, не только обладающих способностью загораться от внешних причин, но и подверженных при совокупности известных условий так называемому самовозгоранию. К таким ископаемым в той или иной мере относятся бурые и каменные угли, торф, углистые сланцы, сернистые и серные руды и др.
     Крепежный лес принадлежит к наиболее распространенным горючим материалам в выработках. При определенных условиях крепь горит независимо от того, в каком она состоянии: сухая или мокрая, старая - сломанная и расщепленная от действия давления (костровая крепь, гибкий настил, затяжки в кровле и боках и пр.) или неповрежденная (стойки, верхняки, распорки). Она горит и в открытых забоях, и в заложенном или обрушенном пространстве.
     Очень небольшое количество горящей крепи (четыре-пять крепежных рам) может дать достаточно окиси углерода, которая может отравить людей, находящихся в выработках, на значительном протяжении. Например, объем пары стоек длиною по 2,1 ми верхняка в 2,4 м (при диаметре леса 18 см), образующих одну крепежную раму, составляет около 0,17 м³. При сгорании крепежная рама выделяет около 97 м³ СО. Этого количества достаточно для того, чтобы в выработке с поперечным сечением 4-5 м² сделать атмосферу смертельно ядовитой на протяжении свыше 2 км.
     На металлических рудниках одним из наиболее опасных и трудных для тушения являются пожары в забоях с креплением и неплотной породной закладкой, в особенности, если она содержит значительное количество мелкораздробленных сульфидов.
     Кроме крепления пищу огню могут давать: отходы дерева, оставляемые в выработках (кора, щепы, стружки, опилки); деревянные ящики и бумага для укупорки взрывчатых материалов; деревянные перемычки, перегородки, двери, лестницы, лестничные полки; шпалы рельсовых путей, трапы и настилы на путях; деревянные части надшахтных зданий; деревянная арматура шахтных стволов (расстрелы, проводники) и т. д. Как видно из этого неполного перечня, в каждой шахте помимо крепи имеется немало древесины, представляющей опасность в пожарном отношении.
     Легковоспламеняющимся материалом, способствующим возникновению или распространению рудничного пожара, служат различные виды жидкого горючего и минеральных масел, особенно если они хранятся в выработках без соблюдения необходимых мер предосторожности (керосин, бензин, смазочные масла, трансформаторное масло и пр.).
     Как возможные объекты пожара, весьма опасны рудничный газ (метан), угольная и сульфидная рудничная пыль.

15