Рудничная атмосфера

Нормальные и безопасные условия труда работников в шахтах и карьерах зависят от чистоты воздуха в выработках, температуры и скорости его движения по выработкам.
Атмосферный воздух представляет собой смесь газов и паров, окружающих земную поверхность. Газовый состав атмосферного воздуха практически постоянен; на уровне моря атмосферный воздух содержит, %: азота — 78,08; кислорода — 20,95; аргона — 0,93; углекислого газа — 0,03; гелия, неона, криптона, озона, родона, водорода, аммиака, йода — суммарно 0,01. Поступив в горные выработки и перемещаясь по ним, атмосферный воздух претерпевает изменения газового состава, влажности, температуры, содержания пыли.
Смесь атмосферного воздуха, заполнившего горные выработки, и других газов, образующихся в выработках или выделяющихся из горных пород, называют рудничным воздухом.
Рудничный воздух, состав которого мало отличается от состава атмосферного, называется свежим или чистым, а если он существенно отличается от атмосферного, то это загрязненный или отработанный рудничный воздух. Температура его не должна выходить за пределы 2-26°С.
Горные выработки, по которым поступает чистый воздух, называют воздухоподающими, а по которым удаляют загрязненный воздух — вентиляционными.
Содержание газов в рудничном воздухе характеризуют концентрацией, равной отношению количества газа к общему количеству воздуха, %. Концентрацию газа выражают отношением его массы к объему воздуха, мг/л. Эти показатели взаимосвязаны:
См = 0,446 МСоб.
где См — концентрация газа по массе; М — относительная молекулярная масса; Соб — концентрация газа по объему, %.
Источниками загрязнения воздуха в горных выработках могут быть взрывные работы, двигатели внутреннего сгорания, взрывы природного газа метана и угольной пыли, подземные пожары, массивы горных пород и горная масса, содержащие природные газы, пыль.
Количество газов, выделяющихся в горных выработках, характеризуется абсолютной и относительной газообильностью шахты, рудника, карьера.
Абсолютная газообильность шахты Qа, м3/сут, — количество газа, выделяющегося в единицу времени во всех горных выработках шахты:
Qа = 14,4 Qш (Ск - Сн), (5.1)
где Qш — количество воздуха, поступающего в шахту, м /мин; Сн — содержание газа в поступающем в шахту воздухе, %; Ск — содержание газа в исходящей струе, %. Если Сн = О, то
Qа = 14,4 QшСк.
Относительная газообильность шахты Qот, м3/т, — количество газа, приходящееся на 1 т добываемого полезного ископаемого:
Qот = Qа/А
где А — производительность шахты, т/сут.
На угольных шахтах абсолютная газообильность достигает 200 м3/мин, а относительная — 250 м3/т. Газообильность шахты зависит от газоносности горных пород.
Газоносность горных пород — количество газа, м3, содержащегося в 1 т или 1 м3 массива в природных условиях. Различные горные породы в зависимости от их генезиса и состава могут содержать метан, водород, азот, углекислый газ, сероводород, сернистый газ, аммиак и другие газы. Концентрация газов в горных породах может быть очень высокой, например в каменных углях до 50 м /м.
Концентрации, мг/м3, и содержания, %, различных компонентов в рудничной атмосфере регламентированы «Правилами безопасности...» и не должны превышать предельно допустимых величин (ПДК).

---