bahmagambetov_tau-ken_umk_kz

істеген кезде, жұтылыс саны өсе түседі де, денеге қажет ауа көлемі130 л/мин. дейін өседі. Ауадағы оттегінің құрамы 9 – 10 % шамасында болса адам беті тегіс көгере бастайды, денесы тітіркеніп тоңады, мұрын мен өкпеден қан кете бастайды, есту жəне көру қабілеті нашарлайды.

Ал жер астында оттегі құрамы17 % мөлшерінде болса, онда жүрек соғып ентікпе пайда болады, ал О2 ≥ 12 %-естен талып, өлімге душар болады. Желдетілмейтін істен шыққан таукен қазбаларында, егер улы емес газдар бөлініп шығып отырса, бірнеше тəуліктің ішінде оттегінің мөлшері қышқылданудың əсерінен кемиді, ал тіпті желдетілмейтін қазбаларда жүріп-тұру адам өміріне қауіпті. Біріңғай Қауіпсіздік Ережесі (БҚЕ) бойынша, жұмыс істеп тұрған тау-кен қазбаларында оттегінің құрамы 20 % кем болмау керек.

Азот (N2 – түссіз, дəмсіз жəне иіссіз газ. Атмосфералық ауаның ең негізгі құрамы болып саналады. Мұның тығыздығы (немесе сыбағалы көлемі) ауамен салыстырғанда 0,97 г/см3 тең, ал молекулалық салмағы – 28 г. Егер t° = 0°С жəне қысым 101,3 кПа тең болса, 1 л азоттың салмағы 1,25 г тең. Көлемі 100-ге тең суда азоттың1,54 көлемі ериді, демек суда жақсы ериді. Ауадағы азот мөлшері еркін түрдегі деңгейде жана береді. Тірі жануарлар жəне өсімдіктер құрамында органикалық қосылыстарда болғандықтан, табиғат өмірінде азоттың маңызы зор. Азот əр уақытта адам қанының құрамында болады. Атмосфералық қысым өскен сайын азоттың мөлшері көбейе бастайды. Егер қысым кенеттен азая қалса(сүңгімені су бетіне тез көтерсе) адам қанында азоттың көбіктері пайда болып, адамды өлімге душар етеді. Егер адам денесін жоғары қысым арқылы азотпен қанықтырса, онда улы газ əсер етеді. Үнемі желдетіліп тұрған тау-кен қазбаларында азоттың мөлшері өте көп өзгеріске ұшырай қоймайды, ал тұйық желдетілмейтін қазбаларда азот мөлшері ондаған пайызға өсіп кетеді. БҚЕ бойынша кеніш ауасында азот мөлшерленбейді.

Көмір қышқыл газ (СО2 — түссіз, сəл қышқыл дəмі бар, иіссіз. Ауамен салыстырғанда оның тығыздығы g = 1,52 г/см3, ал молекулярлық салмағыМ=44 г. 1 л көмірқышқыл

газының бірқалыпты жағдайда 1,98 г тең. Бұл газ суда өте жақсы ериді (судың 100 көлемінде егер t° = 20°C болса көмір қышқыл газының 88 көлемі ериді). Бұл газ адам денесінде тұрақты

бөлініп тұрады, сондықтан оның дем алысты реттеп бағдарлап тұрудағы маңызы. зор Мысалы, көмірқышқыл газы қан тамырындағы ауада 0,2 % көлемінде болса, өкпенің желдетілу қабілеті 2 есе өседі, ал осы газдың ауадағы құрамы 3 % шамасында болса, дем алу жағдайы, тіпті жəй тұрғанның өзінде 2 есеге жуық жиілейді, егер ол газ 5 %-ке жуық болса, 3 есе жиілейді. Осы газдың мөлшері ауада5-8 % мөлшерінде болса, онда көздің қабыршағындағы ылғалды қоздырады, дем алу жолдарын тарылтады, бас ауырып, құлақ шуылдайды, лоқсиды, қан қысымы артады. Егер ол газ20 % мөлшерінде болса, тері қызарып, дене шанышады. Көмір қышқыл газының мөлшері ауада 21-25 % болса, өмірге өте қауіпті.

Бұл газ шахтада мына себептерден пайда болады:

-ағаш, көмір заттарының шіруі, қышқылдануы;

-метан мен көмір шаңдарының жарылысы;

-кеніштегі болған өрттер;

-жыныстағы, пайдалы кендерде жұтылып сақталған көмір қышқыл газының кенеттен лақтырысы, жайбарақат бөлінуі.

БҚЕ бойынша кеніш ауасында көмір қышқыл газының мөлшері мына мəндерден аспауы керек:

-жұмыс орынында жəне бөлімшелерде шыққан ағыста — 0,5 % шамасында;

-жалпы шахтадан, бір қабаттан, немесе шахта қапталдарынан сыртқа шыққан ауа ағысында - 0,75 % шамасында;

-қазбаларды өту жəне оларды апаттан кейін жөндеу барысында (кезінде) — 1 % шамасына.

11

жəне пайдалы қазбалардан аз мөлшерде бөлініп шығуы мүмкін. Ең көп мөлшерде улы газдар жарылыс жұмыстары кезінде жəне іштен жанатын қозғағыштардан(ДВС) бөлініп шығады. Улы газдардың кеніш ауасындағы мөлшері мөлшерленеді (шектеледі).

Жұмыс аймағындағы ауадағы залалды заттардың шектік рұқсатқосылымы (IIIPҚ) деп күнделікті 8 сағат ішінде немесе басқа да ұзақ уақыт аралығында барлық еңбек мерзімі кезінде де адамды ауруға шалдықтырмайтын немесе денсаулығында ауытқулар жағдайын тудырмайтын, тіптен тұрақты жұмыс үдірісі кезінде де, əрі казіргі жəне келешектегі адамдар ұрпағына ешбір əсер етпейтін газдардың жиынтықтарын айтады.

Көміртегінің шала тотығы (СО) — бұл газ түссіз, дəмсіз жəне иіссіз, ал молекулярлық салмағы М = 28 г қалыптасқан (нормальное) жағдайда осы газдың 1 л салмағы 1,25 г Суда өте на-шар ериді(мысалы, судың 100 көлемінде егер t° = 20°C болғанда, көміртек шала тотығының 3-ақ көлемі ериді, демек 0,03 % ғана). Бұл газ ауамен қосылған қоспада, егер оның мөлшері 16,2 %-73,4 % болса, осы шала тотық жанады əрі жарылады.

Мұндай қоспаның өздігінен тұтану қызуы630°С-810°С аралығында. Адамның көміртегінің шала тотығымен улану себебі қанның қызыл клеткаларындағы болатын қанның гемоглобины, оттегінен гөрі, осы шала тотықпен300 есе жылдам қосылады да, адамның ділін оттегілік жетімсіздікке душар етеді.

Егер қанда СО= 10-20% аралығындағы мөлшерде болса, адамның демалысы жиілейді, бас ауруы пайда болады. Ал, СО = 20-40 % қан құрамында болса, бас ауруы күшейе түседі, бас айналады, жалпы əлсіреу, лоқсу, құсу, жүрек қағысы жиілейді бұдан əрі қарай шала тотықтың мөлшері қанда көбейе берсе, онда адам естен танып, тіптен өлімге душар болады.

Егер адам осы аталмыш газбен тұрақты улана берсе, онда орталық жүйке мүшесі(ЦНС) зақымдалады, көздің көруі на-шарлайды, жүректе ауру пайда болады, қысымның өсу ауруына шалдығады. Жұмысшылар жарылыс жұмысынан кейін көміртегі шала тотығының кеніш ауасындағы мөлшері0,008 %-дан аспаған жағдайда ғана, кенжарға жұмыс жасауға жіберіледі, оның өзінде де кенжар үзіліссіз желдетіліп тұруы керек. Жұмыс жүріп жатқан кенжарларда (тау-кен қазбаларында) көміртегі шала тотығының кеніш ауасындағы мөлшері БҚЕ сəйкес шектелген рұқсат қосындысы (ШРҚ) 0,0017 %-дан аспауы керек.

Азот қышқылдары. Кеніш ауасында əр уақытта азоттың қышқылдарыN2O4, еківалентті азот қышқылы N2O4, бес валентті азот қышқылы N2O3 болады .Азот қышқылдарының түрі қара-қоңыр болады. Ал иісі өте нашар тынысты тіліп жібере жаздайды(резкий-тілімкеспе). Ауада азоттың екі валентті қышқылыNO2 жəне төрт валентті қышқылы N2O4 өте тұрақты болады. Екі валентті азот NO2 ауадан 1,59 есе ауыр. Суда өте жақсы ериді, азотты жəне азот секілді қышқылдар пайда болады. Суда еру үдірісі төмендегі реакция арқылы жүреді:

ентігу ұлғая түседі, адамды өлімге душар етеді; - азот қышқылының ауадағы 0,02 %-ға тең мөлшері өмірмен қоштасарлық улану

туғызады.

Бұл газдың шекті рұқсат етілген қосылысы(концентрациясы) БҚЕ бойынша қызмет атқарып тұрған тау-кен қазбаларында 0,00026 %-дан аспауы керек.

Күкіртті газ SO2— түссіз, өте күшті тітіркендіргіштік иісі мен қышқыл дəмі бар газ. Бұл газ ауадан 2,3 есе ауыр. Суда орташа ериді. Егер судың қызуы t° = 20°C 100 көлемінде бұл газдың 40-қа жуық көлемі ериді. Күкіртті газ жарылыс жұмыстарын жүргізу кезінде, кеніштегі өрттерден, көп сульфидті заттардың ауадағы оттегімен қышқылдануынан пайда болады. Сонымен қатар тау жыныстарынан (өте бай күкіртті колчеданды жəне консульфидті кендерді қазуда) жəне тас көмірден бөлініп шығады. Күкіртті газ өте улы, жоғары тыныс

12

жолдары мен көзді тітіркендіреді, ал оның өте көп жиынтығы өкпені қабындырады. Апатты жағдайларда күкіртті газдың мөлшері0,05 % болса, адамды тұншықтырып өлім жағдайына душар етеді.Күкіртті газдың кеніш ауасындағы0,0005 %-ға тең мөлшерінің иісін сезуге болады. Бірегей қауіпсіздік ережесі(БҚЕ) бойынша ауадағы шектелген рұқсат қосылымы (ШРҚ) 0,00038 %-дан аспауы керек.

Сутекті күкірт H2S — түссіз газ, иісі шіріген жұмыртқаның иісі тəрізді, ашық көкшіл түрі де болады. Ол ауадан 1,19 есе ауыр. Суда жақсы ериді. Егер қызу t° = 20°C болғанда судың бір көлемінде сутекті күкірттің 2,5 көлемі ериді. Бұл газ жанады жəне ауамен қосылып (H2S=6 % болсада) жарылыс қоспасын құрайды. Шахтаның ауасында сутекті күкіртті газ күкіртті газдың SO2 айырылмас серігі. Мұнай, көмір жəне көмірсутекті парафин(озокерит)

Бұл газбен уланудың төмендегідей түрлерін атап өтуге болады:

- жеңіл улануда адамның көз қабыршағы тітіркенеді, жоғарғы тыныс жолы қышиды, көзде ауру пайда болады, көзден жас ағып əр түрлі қызылды-жасылды дөңгелектер болады, жөтел, əрі кеуде қысылады;

-орташа улану да жүйке жүйесі уланады, бас айналады, əлсіздік, құсу, естен танады;

-ауыр улануда құсу, лоқсу, жүрек-тамыр жұмыстары мен дем алудың бұзылуы, естен тану, одан əрі өлім;

Сутекті күкірттің мөлшері ауада0,0001—0,0002 % (пайыз) болған күннің өзінде адамға сезіледі.

Өлімге душар ететін ең қауіпті улану— бұл газдың мөлшері 0,1 %-ға тең,өте қысқа мерзім ішінде əсер етеді.

Кейде адамның иіс сезу қабілетінің жүйесі(нерв) байланып (паралич) қалғанда сутекті күкіртгің үлкен қосылымын (мөлшерін) адам аңғармай немесе сезбейде қалады.

БҚЕ бойынша ШРҚ SO2 < 0,00071 %. Осы ереже заңы бойынша кез келген кеніште (шахтыда) сутекті күкірт табылса, ондай шахта қатерлі деп есептеліп, оларды газдық режімге жатқызады.

Акролеин СН2 СНСОН — ұшқыш (жеңіл) өте тез буланады, сұйық күйген майдың иісі болады. Ол газдың буы ауадан1,9 есе ауыр жəне суда жеңіл ериді. Шахта ауасында іштен жанатын қозғағышы бар машиналарды пайдаланғанда пайда болады. Бұл газ адамды тітіркендіреді. Тіпті қысқа мерзім ішінде де адам көзін күйдіреді, ашытады, жас ағызады, жоғарғы тыныс жолдарының ылғалды қабыршақтарын тітіркендіреді, тамақты тырнаған секілді, жөтел пайда болады. Ішек-қарын жұмысы нашарлайды, лоқсу, құсу жəне ерін көгере бастайды. Ауыр уланған жағдайда буындардың(аяқ-қолдың) сууы, сілекей ағып, тамыр лүпілі (пульс) баяулайды, естен танып өлімге душар болады.

Егер акролеин газы ауада0,014 % мөлшерінде болса, осындай атмосферада 10 минут уақыт адам өміріне қауіпті жағдай туғызады.

БҚЕ бойынша кеніш ауасында акролеин газының ШРК< 0,0008 %-дан аспауы керек. Формальдегид СН2О (құмырсқа уы) — нашар (резкий) жағымсыз иісі бар газ. Бұл газдың

тығыздығы ауадан 1,4 есе көп, суда өте жеңіл ериді. Іштен жанатын қозғағыштар жұмыс істегенде бөлініп шығады. Формальдегид газы көздің ылғалды қабыршағын қоздырады, демалу ағзасына қатты əсер , етедіорталық жүйке жүйесін зақымдандырады, тері қабаттарына залалы тиеді.

Бұл газдың ШРҚ Бірегей Қауіпсіздік Ережесі бойынша 0,00040 %-дан аспауы керек. Аммиак NH3 — түссіз, өте ерекше иісі бар .газАуамен салыстырғанда аммиактың

тығыздығы 0,59 г/см3. Аммиак суда өте жақсы ериді жəне ауамен қосылғанда (16 — 26 % мөлшерінде) жарылады. Аммиак апатитті-нефелин тау жыныстарынан, жарылыс

13

жұмыстарын жүргізгенде, өртті сөндіргенде, жер бетінде орналастырылған шахтаның ауасын тоңазытуға арналған тоңазытқыш машиналары істен шыққанда бөлініп шығады. Бұл газ улы, жоғарғы дем алу жолдарының ылғалды қабыршақтарын күйдіріп , жібередітамыр қысымдарын төмендетеді, көзді тітіркендіреді, ал көзге тікелей кіріп кетсе— адам соқыр болып қалады, ойы шатасып, қозба пайда болады, тамақтың ісінуі пайда болады. Аммиактың ауадағы шектелген мөлшері БҚЕ-не сəйкес 0,002 %-дан аспау керек.

Радон Rn — түссіз, əрі иіссіз радиоактивті газ, ауадан бұл газ 7,6 есе ауыр. Радон радий элементінің 3,8 сөтке аралығында ажырауының(немесе бөлінуінің) салдарынан пайда болатын зат. Ол суда жақсы ериді, радиоактивті кендерді өндіргенде пайда болады. Сыртқы сəуле əсерінен басқа тамақтану арқылы адамның ішкі құрылысына да сəуле əсер. етеді Осының салдарынан адам сəуле ауруына шалдығады. Адамның ішкі құрылысына радио-

Сутегі Н2 — түссіз, иіссіз, дəмсіз газ. Ауамен салыстырғандағы Н2 тығыздығы ρ = 0,07 г/см3. Суда нашар ериді. Егер ауаның қызуы t°=0°С ал қысымы 101,3 кПа болғанда, судың бір көлемінде сутегінің2,1 %-ы ғана ериді. Оның ауадағы жиынтығы4-74 % шамасында болса, бұл газ жанады əрі жарылады. Сутегінің өздігінен тұтану қызуыt°=100-200°С, метанның өздігінен тұтанатын қызуынан көп төмен. Басқа газдарға қарағанда сутегі қуысы көп далдалардан екінші бір жаққа өтіп кетеді(молекулалары сокқылайды). Шахта ауасында бұл газ тау-кен жыныс-тарынан көмірден жəне калий темірден бөлініп шығады, аккумуляторлы батареяларды іске қосқанда пайда болады. Кез келген бір ғана сілемде байқалып қалған шахта осы газдан қауіпті деп саналады жəне ол шахталар 4 топқа бөлінеді.

Кеніштің газмолдылығы. Кеніштің газмолдылығы жекеленген бір қазбаға, өнім беретін бөлімше (учаске) аралығында, жылдам бөлініп шығуымен сипатталады. Ол екі түрлі болады:

мұнда Qш – кенішке түсетін ауаның көлемі, м3/мин; Ск – газдың кеніштен шыққан ауа ағышасындағы (струя) мөлшері,%;

б) салыстырмалы газмолдылық (Qсал) – деп белгілі бір уақыт аралығында бөлініп шыққан газ құрамының көлемінің өндірілген 1 т немесе 1 м3 тау жынысына қатынасын айтады, оны мына теңдеумен анықтайды (м3/т)

14

газдың мөлшері өте көп болады (мысалы тас көмірдегі газдың мөлшері 50 м3/м3 жетеді). Бұл жыныстарда сутекті көмір газы, көмір қышқыл газы, азот, сутекті күкірт, күкіртті газ, аммиак, сутегі, көміртегінің шала тотығы, өте сирек кездесетін газдар қоспасы кездеседі.

3. Нығыздалып химиялық құрамы өзгерген(метаморфические) жыныстарда (кварцит, мрамор, гранит, мыс кендері, т.б.) газдылық жағынан шөгінді жəне магматикалық жыныстардың ортасында болады.

Көмір шахталарында абсолютті газмолдылық 200 м3/мин дейін барады, ал салыстырмалы түрі - 250 м3/т, алтын алатын кеніштерде Qабсл = 2,5 м3/мин, көп металды шахталарда Qабсл= 0,5 м3/мин болып келеді.

1 нег. [9-22], 2 нег. [4-10], 3 нег. [6-16].

Бақылау сұрақтары:

1)Кен кəсіпорындарының аэрологиясы негіздері пəні, мақсаты мен міндеттері.

2)Атмосфералық ауа мен кеніш ауасының айырмасын атаңыз?

3)Кеніш ауасының негізгі құрамдас бөліктерін атаңыз жəне зиянды, улы қоспаларына сиппаттама беріңіз, олардың ШРК қандай?

4)Ауаның ластану себептеріне түсінік беріңіз?

5)Радиоактивті сəуле əсерінің мөлшері (дозасы) қандай?

6)Кеніштің газмолдылығы дегеніміз не жəне оның түрлеріне сипаттама беріңіз?

7)Газдылық немесе газтасмалдылық дегеніміз не?

2 дəріс. Метан. Метанның физика-химиялық қасиеттері. Шақтыларда метанның бөліну түрлері. Тау-кен қазбаларын газсыздандыру. Кеніш шаңы. Шаң қоспаларының жану жəне жарылу қасиеттері мен себепкер факторлар.

Метан (СН4) - түссіз, дəмсіз жəне иіссіз газ. Бұл газ көмір шахталарында кеніш ауасының құрамының ең негізгі бөлімі, ол тау жыныстары мен пайдалы кендерден тау-кен қазбаларынан шығып отырады.

Кеніш газының құрамы тау-кен жыныстарының қасиетіне тікелей байланысты. Көмір

көлемі) 0,5939 тең. Салыстырмалы молекулярлық салмағы16,03 г. Бір литр метанның қалыптасқан жағдайдағы салмағы 0,716 г. Суда өте нашар ериді. Бір қалыптағы қысымда судың бірлік көлемінде метанның0,0035 көлемі ериді. Аз мөлшерде метан залалды емес.

Кеніш ауасында метан мөлшерінің көбеюі адамға қауіпті əсер етеді, себебі бұл ауадағы оттегі мөлшерінің метан ығыстырып шығаруы кезінде азаюына байланысты болады. Ал ауада оттегі қалыпты болған ретте метан 50-80% мөлшерінде болса, ол адамның басын қатты

15

ауыртады жəне ол есінеп ұйқтай береді. Этан мен пропан жəне метан қосылған жағдайда ауа

мөлшеріне, ауаның құрамы мен қысымына, сосын тұтандырғыш затқа байланысты.

Метанның жанудағы жылуы 78470 · 103 Дж/кг. Метан ауамен жанатын əрі жарылатын қоспа құрайды. Егер ауадағы метанның құрамы5 %-ға дейін болса, онда ол жылу беріп

мөлшерінде метан құрамы болса, онда ол өте жеңіл тұтанып кетеді.

Тежелу (уақыты) кезеңі - жылу затымен түйіскеннен кейін метан біраз уақыт өткен соң, тұтана бастайды. Егер тұтану қызу өсе түссе, онда метанның тежелу кезеңі жылдам азая түседі. Шахта жағдайындағы атмосфералық қысымның өзгеруі тежелу кезеңінің ұзақтығына ешбір əсері жоқ. Егер сақтандырғыш аттырғыш заттарды(A3) пайдалансақ, онда тежелу кезеңі метанның тұтануын ескертетін жағдай туғызады. Шектелмеген кеңістікте метанның

қоспасының алғашқы қысымынан 8 есе артып түседі.

Алғашқы кезде қазба бойымен таралған жарылыс толқынының жылдамдығы, егер метан мөлшері 5 — 6 % болса, өсе түседі, ал кейін метан мөлшері 14 — 16 %-ға жеткенде азая түсіп нөлге дейін барады.

Метан тау жыныстарында бос жəне жұтылған(сорбция) түрінде кездеседі. Өте терең қабаттарда метан жұтылған түрде кездеседі. Мұның қатты заттармен үш түрлі байланысы бар.

1.Адсорбция — газдың молекуласы қатты заттың жоғары қабатымен молекулярлық тартылыс күші əсерінен қосылуы.

2.Абсорбция — химиялық əсерсіз газ молекуласының қатты затқа сіңіп кіруі жəне

"қатты май" затының пайда болуы.

3. Хемосорбция — газдың молекуласы мен қатты заттың химиялық қосылысы. Жыныстарда жұтылған метанның негізгі салмағы адсорбциялық жағдайда. болады Метантасымалдылық — көмірдің не жыныстың табиғи жағдайдағы бірлік салмақтағы (м3/т) немесе бірлік көлемдегі (м3/м3)метанның салмағы, не көлемі.

Метансыйымдылық — белгілі бір қысым мен қызуда көмірдің не жыныстың бірлік

жыныстары арқылы тасымалдануы (миграция) жəне шыңтастардан жер бетіне атмосфераға бөлініп шығуы салдарынан метантасымалдылық метансыйымдылықтан біраз көлемде аз.

Көмір тақталарының (пласт) метантасымалдылығын анықтайтын негізгі факторлары: көмірдің өзгермелі қайта түрлену дəрежесі, жұту қабілеті, кеуектілігі, газ өткізгіштігі, ылғалдылығы, пайда болуы (генезис), жату тереңдігі, су геологиясы, жəне т.б. Көмірдің қайта түрлену (метаморфоза) дəрежесі өскен сайын онда пайда болған метанның салмағы өсе түседі кейде ондай газ көлемі көмірдің көлемінен ондаған есе көп болады. Көмірдің

16

кеуектілігі ондағы бос жұтылған жағдайдағы газдардың салмағын көрсетеді. Кеуектілігі жоғары болса, көмірде газ көп мөлшерде болады. Біздегі кен орындарында көмірдің кеуектілігі 1—5 % шамасында, ал бос жыныстардікі — 0—6 %. Тау жыныстарындағы ылғал аз болса да ондағы бос жерлерді толтырады, оның салдарынан бос жерлердің көлемі азаяды, демек газ да азаяды.

Шақтыларда метанның бөліну түрлері. Метан тау-кен қазбаларына көмір тақтасының

шыңтасының жалаңаш бетінен, бөлінуі. Егер көмірдің газ өткізгіштігі мен газ молдылығы

жарықшақтар мен бос кеңістіктен бөлініп шығады. Мұндай бөліністе газдың бөлініп шығу

қуыстардың ашылуы т..б) метан көп мөлшерде бөлініп шығады. Мұнымен күресу үшін шыңтасты алдын ала газсыздандыру жұмысы жүргізіледі, озық бұрғылау, қазбаларға көп мөлшерде ауа беру, немесе арнаулы тосқауылдар жасау əдістері пайдаланылады;

в) кенеттен (лезде) лақтырыс — көмір тақтасынан қазбаға өте қысқа мерзім ішінде көп мөлшерде газ жəне көмірдің өте ұсақ күлінің лақтыруы. Осы жағдайда көмір шыңтасында əр түрлі пішінде бос қуыстар пайда болады. Қазба кенжар төсінен ондаған немесе жүздеген метрге дейін газ (50000 м3) бен көмір күліне (15000 м3) толып кетеді. Мұндай газдың кенеттен лақтырысы Донбаста 1973 ж. (180 000 м3 газ жəне 140 000 т көмір күлі бөлінген), Лақтырыстың қаупі тау-кен жұмысы тереңдеген ,сайынəрі көмір тақтасының газ тасымалдылығы өскен сайын арта түседі;

г) бөлшектенген көмірден газдың бөлінуі оны тиеуде, тасымалдауда, шыңтастан бөлгенде пайда болады. Бірақ мұндай бөліністің кенеттен лақтырысқа қарағанда қаупі мен пəрмені көп төмен. Бөлінген көмір ірі болмаса, одан газдың болініп шығуы тез арада тоқталады (10—12 сағат аралығында бөлшектенген кесек көмірден газдың бөлінуі мүлде

қазбаларға, кен алынатын тазалау кенжарына, желдетпе қуақаздарына шекаралас болуының салдары. Егер осы тасталған бос кеңістіктегі газ қысымы көбейіп ,кетсеонда жұмыс атқарып тұрған қазбаларға газ көп мөлшерде бөлініп шығуы мүмкін. Осындай газдың бөлініп шығу түрлерімен күресудің тəсілдері де əр түрлі.

Тау-кен қазбаларындағы метанның рұқсат мөлшері. Жалпы, газды шахталарда қауіпсіз жұмыс жағдайы болу үшін, қазбалардағы метанның мөлшері метан-ауа қоспасының5 %-ға тең ең төменгі жарылыс шегінен кем болуы керек.

Біріңғай қауіпсіздік ережесі бойынша кеніш ауасында метанның мөлшері мына төменде келтірілген мəндерден артпауы керек:

17

Метанмен желдету құралы арқылы күресу шаралары. Негізі метанмен күресу жолының ең тиімдісі желдету тəсілі. Желдеткенде метанның бір жерде жиналуын, оның өздігінен тұтанып, метан мөлшерінің шектелуін алдын ала ескеріліп отыруға мүмкіндік туғызады. Дұрыс шешілген мəліметте желдету тəсілі өте тиімді. Ластанған ауаның айналып келіп, қайта

кенжарға түспеуін болдырмау үшін түсетін таза ауа мен шығатын ескі ауа жолдарынбір бірінен ажыратып, бөлу керек. Егер бұлай болмағанда, кенжарда метан жиналып қалуы мүмкін, демек оның шектелген рұқсат мөлшері өсіп кетсе, қауіпті жағдай туады. Ауа өте жақсы алмаспаса, қазбаның жоғары жағында метан жиналып .қаладыСондықтан, шығарылатын ауа ағымы мұндай жағдайда төменнен жоғары бағытталғаны жөн. Егер желдің қозғалу жылдамдығы тазалау жəне даярлау қазбаларында0,25 м/с шамасынан кем болмаса, онда метан жел ағымында өте пəрменді араласады. Газды шахталарда желдеткіштің аз уақытқа тоқтауының өзі, сөз жоқ, қауіпті жəне ондай жағдайға жіберуге болмайды. Соңғы кезеңдерде көмір өндіру барысы мен шахта тереңдігі өскен сайын ондағы газ мөлшерінің өте тез арта түсуі байқалады. Мұндай жағдайда шахтаның желдетпе мүмкіншілігі төмендей түседі, демек метанмен күресу жолының басқа шараларын қарастыру керек. Алдын ала айтсақ, бұл шараның ең негізгісі — қазбаларды газсыздандыру (ол туралы алда айтылады). Газды шахталарда тұйық кенжарлар айдама əдіспен желдетілуі, бұлкерекəдісте желдеткіштің өзі таза ауамен желдетіліп отырады. Метанның жарылу салдарын шектеу үшін

шахта желдеткіш торабы мүмкін болғанша бір-біріне тығыз байланысты емес көптеген бөлімшелерден тұрғаны жөн, ал шығатын жəне түсірілетін жел ағыны бір-бірінен бөлініп ажыратылуы керек.

Тау-кен қазбаларын газсыздандыру. Тереңдік өскен сайын көмір шахталарындағы метан мөлшері күрт көбейе түседі , детау-кен жұмыстарын тездету желдету əдісімен оның мөлшерін шектелген рұқсат шегінде ұстап тұру мүмкіндігі болмайды(ауаның көлемін көп көлемде өсірсек, онда оның қозғалу жылдамдығы өсіп кетеді жəне арнаулы желдеткіштерді жасау керек). Метан мөлшері көп шахталарды желдету оңайға түскен болар еді(жеңілдірек), егер біз шахталарды алдын ала газсыздандырсақ, яғни жасанды əдіспен қазбалардан бөлініп шығатын газ мөлшерін азайтсақ осыдан "қазбаларды газсыздандыру" жəне "тау жыныстарын

"қазбаларды газсыздандыру" дегенді өте кең мағынада түсіну керек. Бұл жоғары айтылған шарадан басқа, тағы да қосымша шараларды қамтиды: олар газды көмірдің өзінде сақтау (консервация), газдың тақтадан бөлініп шығу үдірісін азайту, сыздықтап шығатын газ мөлшерін сору (каптаж), қазбаларды кеңістікте тиімді өзара орналастыру т.бШахталарды газсыздандырудың əр түрлі тəсілдері ертеде болғанмен(XVIII гасыр), ең кең қолданылуы 1940-1945 ж.ж. басталған еді. Қазіргі уақытта газсыздандыруды барлық көмір бассейндері пəрменді пайдалануда.

Газсыздандыру əдістері:

-лездеме газсыздандыру - кенді блоктан, участкеден қазып алып жатқан мезетте;

-ертерек газсыздандыру - бұл алдын ала тазалау жұмысын бастамай тұрып жүргізіледі. Газсыздандырудың тиімділігі - газсыздану тиімділік коэффициентімен бағаланады, бұл

белгілі бір кезеңде газсыздандыру үдірісі кезінде алынған газдың көлемінің осы уақытта бөлініп шықкан газдың жалпы көлеміне қатынасын айтады. Газсыздандыру əдістерін қарастырайық.

I. Жақын орналасқан тақта тектес көмірлерді төтелмен газсыздандыру. Бұл барлық осындай жағдайға сəйкес шахталарда кеңінен қолданылады. Мұның мəнісі өндірілетін

18

шыңтас қазбасына (негізгі қуақаздан) жақын орналасқан тақталарға(пласт) бағытталған төтелдер бұрғыланады, оларға орнатылған құбырлар жəне вакуум-сормалардың көмегімен метан сорылады. Əрине өте тиімді газсыздандыру төтелдерді дұрыс орналастырғанда ғана мүмкін болады. Төтелдерді кенжарға жақындамай тұрғанда бұрғылау керек жəне төтелдер шапшаң құлайтын аймаққа орналаспауы керек. Егер бұл аймаққа төтел орналасса, онда төтелдің тұтастығы сақталмайды, осының салдарынан бұл аймақтағы метан-ауа қоспасынан метан аз мөлшерде сорылады, демек газсыздандыру тиімділігі төмендейді. Төтелдің бірбірінен ара қашықтығы 25-200 м шамасында, ал олардың диаметрі 100 мм-ден кем болмау керек. Төтелдің ауыз жағына(сағасына) темірден жасалған түтік орналастырылады, ол магистральды газ желісімен қосылады. Осы қосылған жерді қазбаның өзінен таза ауаны сормау үшін, төтел аузы қатайғыш затпен нығыздап бекітіледі. Бұл магистральды газ түтігіне

қысымынан босаған кезеңінде байқалады, осылай азая келіп, сосын бірнеше айдан кейін төтелдегі сорылатын газ таусылып азая бастайды. Ең тиімді уақыт 10 ай шамасында.. Бұл істің тиімді газсыздандыру коэффициенті (ТГК) 0,5-0,8 шамасында.

II. Жақын тақта көмірлерді қазбалармен газсыздандыру үшін жоғары орналасқан тақтада ондағы учаскедегі қазба жұмысы басталғанға дейін сору қазбаларын жүргізу керек. Бұл жүргізілген қазба өнім алынатын тақтамен өрлеме (гезенк) арқылы қосылады, сосын далдамен бекітіліп жабылады, өрлеме ішінде түтік құбыры жүргізіліп, ол вакуммсормаға қосылады. Сорма қазбалар арқылы газсыздандырудың тиімділігін арттыру үшін, осы қазбалар арқылы тағы да қосымша ұңғымалар (скважиналар) жүргізу керек. Сонда көмірде жұтылынған газ метан бос жағдайға душар болады да, ол сорма қазбалары арқылы вакумм-сормамен оңай сорылып алынады. Бұл əдіс егер жақын тақталар аралығы20-30 м болса өте тиімді болар еді, Тиімді газсыздандыру коэффициенті 0,6-0,75 тең.

қолданылады. Мұның мəнісі мынада: тазалау жұмысынан озық ұңғымалар бұрғыланып, оларды вакумм-сормаға алдын-ала қосады ,даметанды ұңғымадан (скважинадан) сорьш отырады. Ал төтел арақашықтықтары(орта сызығынан есептегенде) 10-20 м шамасында,

көмір шыңтасына қысыммен айдап кіргізіледі. Бұл əдісті зерттегенде ТГК= 0,45-0,6 аралықтарында болған. Келешегі зор жəне кенжардың онімділігін аса шектей қоймайды.

Кеніш шаңы. Шаң деп өте ұсақ органикалық жəне минералдардан пайда болған қатты заттардың жиынтығын (немесе қосындыларын) айтады. Қасиеті жағынан шаң қоймалжың (коллоиды) жүйелерге жатады. Осы жүйенің ережелерін алға ұстай отырып, егер бір зат бөлшектеніп жəне екінші үздіксіз бір заттың құрылым ішінде ірілі-ұсақты бөлшектермен бөлінсе, ондай жүйе түйіршікті (дисперлі) деп аталады.

Бөлшектенген зат - осы жүйенің дисперсиялық фазасы, ал үздіксіз құрылымы бар зат - дисперсиялық орта деп аталады.

Егер осы анықтаманы (тұжырымды) шаң тұрғысынан қарасақ, онда шаңдар жүйенің дисперсиялық фазасы (ал ауа, оның ағымында шаңдар бар) дисперсиялық орта болып шығады. Дисперсиялық жүйе, егер дисперсиялық фаза өлшемдері10-5-10-7 см бөлшектерден құралса, онда ол күл деп аталады. Егер дисперсиялық орта ауа болса, онда бұл дисперсиялық жүйе аэрозоль деп аталады. Шаң, тұман жəне түтін аэрозолға жатады. Мөлшері 10-3 см

19

дəрежесінен үлкен бөлшектер ауадан ажыратылады. Ашық беттерге (қабырғаға, төбеге, табанға, кентіректер бетіне) отырып қалған шаңдарды аэрогель деп атайды.

Өзінің ірілі-ұсақты бөлшектеріне байланысты шаңдар төмендегідей жіктеледі: а) макроскопиялы шаң, диаметрі d >10 μкм;

б) микроскопиялы шаң, диаметрі d= 10 — 0,25 μкм;

в) ультрамикроскопиялы шаң, диаметрі d= 0,25 — 0,001 μкм; г) субмикроскопиялы шаң, диаметрі d< 0,001 μкм.

Соңғы екі шаңның түрі газдың орталық молекулярымен үнемі тұрақты қақтығыста болғандықтан олар броундық қозғалыста болып іс жүзінде, ауада қалықтап, отырмайды. Шаңның кейбір қасиеттерін бағалауда(өрт қаупі, жарылысқа ұшырауы, ауруға шалдықтыруы, өкпе ауруы (силикоз) оның дисперлі құрамы маңызды орын алады.

Шаң қоспаларының жану жəне жарылу қасиеттері мен себепкер факторлар. Ауада жерге қонбай қалықтап ұшып жүрген шаңдар жану, жарылу жəне апатқа ұшырататындай аса қауіпті. Газ бен қатты заттың арасындағы химиялық реакция қатты заттың бетінде (үстіңгі жағында) өтеді. Мұндай химиялык, реакцияның жылдамдығы реакцияға қатысты заттардың

аралықта (Uж≤ 300 м/с) дефлаграция (тұтану) жəне жарылыс (U ≥ 300 м/с) болып бөлінеді. Шаңның тұтануы үшін екі жағдай қажет:

- оттегінің жеткілікті мөлшерде болуы жəне көмір талшықтарын(күлдерін) белгілі бір қызуға дейін қыздыру.

Жанатын заттың газдық фазасын(сипатын) жəне қыш-қылдануын ескере отырып, жанудың үш түрін айырады:

-газ тектес жанатын заттардың жануы немесе ұқсастық жануы (газ - газ жүйесі);

-қатты жəне жанатын сұйық заттардың жануы немесе əр түрлі заттардың жануы(қатты дене немесе газ, немесе сұйық жəне газ жүйелері);

-жарылғыш заттардың жануы (конденсациялық жүйе).

Ауалық-метанды қоспасының тұтану температурасы 650°-750°С, ал көмір шаңынікі - 700800°С. Ғылыми зерттеу жұмыстарының нəтижесі төмендегідей жағдайды анықтады:

- шаң ауа қоспасында метан тіптен болмағанның өзінде жарылуы , мүмкіналаз мөлшердегі жарылған метанды жарылыс күшінің ең үлкен деңгейде болуына себепкер бола алады;

- ауадағы өте ұсақ жəне құрғақ көмір шаңдары метан-ауа қоспасыныңтөменгі

- егер жарылыс кезінде көмір шаңдары да қатысса, онда жарылыс заттарында өте көп мөлшерде көміртегі қышқылдары болатындықтан адамдардың өліміне себепкер де болады.

Егер көмір шаңдары жарылса, онда өте көп мөлшерде көміртегі қышқылы пайда болады, ал метан жарылса, көбіне (көп мөлшерде) көмір қышқыл газ (СО2) пайда болады,

Аттыру жұмыстарын жүргізгенде шаңның жарылуын болдыртпау үшін судан тосқауылдар (водяные завесы) пайда-ланылады. Полиэтиленді қапшықтарға (көлемі 20-25 л жəне 40-50 л су сиятын) құйылып ілініп қойылған суларды арнайы аттырғыш заттарды жару арқылы шашыратады, себелейді. Қапшықтарды қазбаның төбесіне іліп қояды, ал A3 қазба табанына орналастырады. Жару үшін СП-1 оқтамасын немесе Э-6 угленитін қолданады.

- метанның төменгі шектелген шегі.

Шахтадағы көмір шаңдарының атылысына қарсы күресудің негізгі шаралары

I.Шаң жəне шаң тұманын болдырмау шаралары:

-көмір өндіретін өте аз шаң болдыратын машиналарды пайдалану;

-көмір тақталарын алдын-ала ылғалдау;

-отырған шаңды жəне шаң пайда болатын орындарды сулау (дымқылдау);

-қазбаларды тиімді желдету;

-тасымалдау жəне желдеткіш қазбаларын белгілі бір кезеңде (период) шаңнан тазарту;

20