VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Опасность подземных работ в горнодобывающей промышленности общеизвестна. Статистика несчастных случаев в промышленности показывает, что для горнорабочего риск погибнуть, по крайней мере, в 4 раза выше риска рабочих других профессий. Подземные горные работы опасны еще в том отношении, что при них возможны массовые, катастрофического характера несчастные случаи такого масштаба, как ни в какой иной отрасли промышленного производства.

С катастрофами массового характера ведут борьбу по двум направлениям: мерами предупреждения и организованными горноспасательными работами. Основной целью данных видов работ остается спасение людей и имущества рудника или шахты при взрывах, пожарах и внезапных выделениях газов, а также содействие скорейшему приведению рудника в состояние, пригодное для нормального хода производственных работ [1].

Камеры-убежища предназначены для защиты горнорабочих от воздействия вредных газов и недостатка кислорода в случае возникновения каких-либо аварий под землей, таких как пожар, внезапный выброс породы и пр.

Обычно в подземных условиях применяют два типа специальных камер-убежищ (КУ): 1) передвижные КУ; 2) стационарные КУ.

Как передвижные, так и стационарные КУ различаются по конструкции и принципу защитного действия.

Передвижные камеры-убежища контейнерного типа (ПКУ) в основном производятся за рубежом. Они, как правило, могут быть демонтированы и вновь установлены на новом месте. При этом они транспортабельны: имеется возможность постоянно перемещать их вслед за горными работами [1].

Мировыми лидерами по производству и поставкам передвижных и стационарных камер-убежищ контейнерного типа на шахты многих стран мира являются Австралия, Германия, Канада и США. Фирмы этих стран производят различные по назначению камеры-убежища контейнерного типа: жестко-армированные, легко-армированные и надувные. На основании исследований, изложенных в работе[2] ниже приведены история создания и характеристики камер-убежищ основных фирм-производителей.

В 1985 году немецкая компания «Дрэгер Сэйфти» (Drager Safety) разработала передвижную камеру-убежище контейнерного типа. В экстремальных условиях внутрь камеры подается воздух для дыхания и генерируется избыточное давление. Камера-убежище, в зависимости от условий применения, оборудуется сидениями для горнорабочих. Доступен широкий диапазон дополнительных возможностей ПКУ, включая поглощение СО₂, СО и кондиционирование шахтного воздуха. При воздухообеспечении от регенерационной установки со сжатым или химически связанным кислородом требуется в любом случае исключить проникновение в ПКУ вредных газов, т.е. на входе должен быть устроен специальный шлюз.

В комплект технических средств оснащения ПКУ входят: изолирующие самоспасатели, респираторы, средства оказания первой помощи (перевязочный материал), телефонная и радиосвязь (в искробезопасном исполнении), газоопределитель химический (ГХ) с комплектом индикаторных трубок на СО и СО_2, средства освещения, химические осветительные стержни и др.

Размеры ПКУ рассчитываются на максимально возможное количество работающих в забое людей, (на одного человека в сидячем положении 0,5 м³, в лежачем – 1,3 м³). С тем, чтобы при опасной ситуации объем подаваемого воздуха был наименьшим, следует, по - возможности, не превышать данных значений и ограничивать высоту камеры 1,8-2,0м. Продолжительность пребывания людей в ПКУ от 8 до 96 часов (4 суток). Перемещение ПКУ по горным выработкам шахты осуществляется при помощи колесных пар, салазок и других приспособлений.

На ПКУ должны быть нанесены, хорошо распознаваемые обозначения (желательно светоотражающей краской). Рефлектизирующий указательный знак должен быть установлен поперек оси выработки. Следует предусматривать наружную сигнализацию, включаемую в то время, когда в ПКУ находятся люди (пневматический свисток или цветной электрический светильник, которые включаются автоматически при подаче воздуха в камеру для дыхания людей).

В настоящее времяодним из мировых лидеровпо производству и поставке передвижных и стационарных камер-убежищ контейнерного типа для угольных шахт является Австралийская фирма «MineARC Systems», основанная в 1999 году. Внутри стандартной камеры-убежища MineARC находится ряд жизненно важных систем жизнеобеспечения (СЖО), и в совокупности они создают безопасный и надежный текущий комфорт для людей, в том числе, обогащение кислорода, очистка от углекислого газа (СО₂) и окиси углерода (CO), искусственное охлаждение воздуха и цифровой газовый контроль. Компания «MineARC» производит и поставляет камеры-убежища на шахты более чем в 25 стран мира.Все камеры-убежища компании «MineARC» соответствуют самым высоким Международным стандартам [3].

Передвижная камера-убежище фирмы «MineARC Systems» выполнена из стально-листовой конструкции толщиной 5 мм, имеет 3 источника воздушного и кислородного обеспечения, систему очистки воздуха от СО₂ и СО, воздушное кондиционирование и влагопоглощение, жидкостные баллоны с минимальным 36 часовым жизнеобеспечением, обзорное окно, тыловой аварийный люк, жаростойкую конструкцию, эргономично спроектированное рассаживание людей, газовый контроль, поднимающие буксировочные крепления, нескользящий настил, туалет, внутренние и наружные огнетушители. Передвижение их по горным выработкам осуществляется на салазках.

Надувная камера-убежище The Portable Fresh Air Bay, которая очень быстро разворачивается и обеспечивает свежий для дыхания воздух, укрывающимся горнякам под землей до 96 часов. Высокое давление сжатого воздуха надувает и заполняет бокс свежим воздухом. Кислородные баллоны и скруббер сохраняет свежий, пригодный для дыхания воздух внутри камеры. Она складывается и хранится во взрывоустойчивом контейнере из стали, названной The Strata Products Fresh Air Bay Skid. В The Portable Fresh Air Bay находятся газовые баллоны, скруббер и другие материалы, которые хранятся как единое целое внутри Strata Products Fresh Air Bay Skid, обеспечивающие простоту мобильности.

Камера-убежище изготовлена из прочной двухслойной специальной ткани. Внутри камеры находятся баллоны со сжатым воздухом (кислородом), отсек воздушной блокировки (переходной модуль для выравнивания давления при переходе из одной среды в другую) для минимизации при входе из агрессивной среды в бокс, активный, пневматический газоочиститель (газоочиститель использует химическое свойство извести, гашенной раствором едкого натрия), химреактивы, питьевая вода, продукты питания, медицинская сумка, спинодержатели с носилками, химические пакеты для экстренного охлаждения, портативный туалет и мешки для мусора, ручной насос, пакет для ремонта камеры. Стальной контейнер является взрывоупорным и пожаростойким, и используется для размещения и защиты всей системы. Стандартные размеры камеры: 1-16 чел.; 17-26 чел.; 27-36 чел. Для большей мобильности камера-убежище может быть сконструирована на базе салазок или колесных пар.

Стационарные камеры-убежища (СКУ) подразделяются на камеры-убежища контейнерного типа, устанавливаемые в горных выработках (комбинированная система) и камеры-убежища, оборудуемые в горных выработках.

СКУ могут быть установлены или оборудованы в выработках шахты, например, в тупиковых выработках или местах уширения штреков. Их размещение предпочтительнее в выработках с длительным сроком службы.

Американская компания Strata Products Worldwide, LLCвыпускает взрывоустойчивые блоки для сооружения стационарных камер-убежищ Strata 15 PSI Block Stopping, которые состоят из герметично-прилегающих металлических дверей, и высокопрочных бетонных блоков с распылением. Взрывоустойчивые блоки Strata 15 PSI Block Stopping монтируются и образуют, так называемую Strata Safe Room, являющуюся стационарной камерой-убежищем комбинированного типа. Эти конструкции имеют все свойства передвижных камер-убежищ, которые служат для укрытия от агрессивной среды при аварии и спасения людей горноспасателями[4].

Применение СКУ в шахтах является способом укрытия горнорабочих в длинных выработках без запасных выходов и может служить разным целям.

Технические функции и особенности:

- взрывоустойчивая дверь обеспечивает доступ в стационарную камеру-убежище;

- пригодный для дыхания воздух в основной камере может быть достигнут тремя способами:

1) через скважины с поверхности;

2) через общешахтную систему сжатого воздуха, которая при этом фильтруется;

3) через баллоны со сжатым воздухом и медицинским кислородом, подсоединенные к электрическому или пассивному газоочистителю СО₂, которые в свою очередь бывают активными и пассивными. Эти системы используют известь, гашенную раствором едкого натрия.

Количество размещающихся в ней людей может быть от 6 до 170 человек, продолжительность пребывания от 4 часов до 14 суток.

Основным элементом стационарной камеры-убежища является система жизнеобеспечения (СЖО).

Система предназначена для обеспечения пригодным для дыхания воздухом горняков и горноспасателей, которые находятся в случае аварии в стационарной камере-убежище; охлаждения (при необходимости) воздуха, который поступает в камеру- убежище; создания избыточного давления внутри камеры-убежища.

СЖО предназначена для эксплуатации при температуре окружающей среды от 5°С до 60°С, относительной влажности до 100% при температуре 25°С.Срок службы системы жизнеобеспечения - 5 лет.

Выводы. Достоинства стационарных камер-убежищ Strata Safe Room комбинированного типа перед передвижными камерами-убежищами:

1) возможность размещения большого числа людей;

2) дешевизна при строительстве и оснащении;

3) готовность к немедленному применению (использованию);

4) наибольшая практичность при оснащении скважин пробуренных с поверхности;

5) возможность подключения к общешахтной сети;

6) дополнительное оснащение резервными системами охлаждения

Для применения тех или иных видов коллективной защиты необходимо провести экономический анализ целесообразности их применения с учетом мощности рудника или шахты, количества подземного персонала и темпов развития горных работ.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Сравнительный анализ оптимизации спасательных камер[Электронный ресурс] - Режим доступа: URL:http://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-optimizatsii-spasatelnyh-kamer-podzemnyh-vyrabotok ( дата обращения 22,14,2014)

2. Cредства самоспасения горняков при авариях в шахтах [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: http://userdocs.ru/himiya/15786/index.html?page=3 ( дата обращения 22.12.2014).

3. Защитные аварийные убежища для подземных горных работ MineARC Systems [Электронный ресурс]. - Режим доступа:URL: http://ru.minearc.com.au/product/hard-rock-mines/4-hrm-wheels ( дата обращения 22.12.2014).

4. Сайт горноспасателей [Электронный ресурс] // Камеры-убежища.-Режим доступа : URL: http://www.gornospass.ru/ubezhische.html (дата обращения 22.12.2014).

Код для цитирования: Скопировать