Р УД Н И Ч Н И   П О Ж А Р И
              1.ВЪЗНИКВАНЕ НА РУДНИЧНИТЕ ПОЖАРИ
                           1.1.Рудничен пожар

  е всяко неконтролирано/произволно/ горене в минните

изработки,в иззетите пространства или на повърхността близо до входа на рудника,когато
пожарните газове могат да се включат в състава на рудничния входящ вентилационен поток.
              

1.2.Рудничните пожари могат да протичат:

               а/ във вид на тлеене­при ограничен достъп на кислород, в иззетите пространства и в
масива;
               б/ във вид на пламъчно горене, с обилно отделяне на газове и дим.
              

1.3.Според причината на запалване,

рудничните пожари биват:

а/ ендогенни

­ от самозапалване на горивни материали/въглища,сулфидни руди, сяра;

б/   екзогенни­    

от външен запалителен източник­ел.искра,интензивно триене,

пламъчна лампа,експлозия и др.
               

1.4.Според мястото на запалване

,различаваме 4 вида пожари:

                а/ на повърхността на рудника,когато пожарните газове самостоятелно или под
въздействието   на   вентилационния   поток,проникват   в   минните   изработки.Настъпва   за­
мърсяване на цялата мрежа от минни изработки и много голям риск за хората.Горенето  може
да   се   пренесе   в   самата   шахта   и   да   увреди   важни   съоръжения   и   инсталации­
кабели,тръбопроводи,подемни въжета и др.;
               б/ във въздухоподаващите шахти/вертикални или наклонени/ , щолни.Горенето  може
да бъде пренесено отвън или да е възникнало самостоятелно,като в руддворовете  е особено
опасно.Нанясяйки повреди на рудничните съоръжения и инсталации,пожарът  блокира пътя за
извеждане   на   хората.В   световната   минна   практика   са   известни     такива   пожари   с
катастрофални последици.На места горенето протича  много интензивно,по­   ради високата
скорост на въздушното течение,както  и вследствие  на голямата концентрация  на горивни
материали.Възможно   и   обратното   развитие­от   рудничните   изходи   пожарът   да   премине   в
надшахтовите сгради;
               в/ в наклонени изработки­уклони,бремсберги и др.Тук пожарите са особено  трудни
за ликвидиране.Трудността произтича от възникването на пожарна тяга и прак­   тическата
невъзможност да се достигне до пожара от към горните хоризонти,откъдето   се доставят
средствата за гасенето му;
               г/ в добивните забои­Възникващите проблеми тук са свързани с намиращата се  там
механизация   и  крепежни  материали,както   и  с   недоброто,в   редица  случаи,  състоя­   ние  на
вторите   изходи.Интензивният   скален   натиск   също   допринася   за   утежняване   на
обстановката,когато горенето е обхванало крепежните конструкции.
              Пожарите в иззетите пространства са недостъпни и тяхното директно атакуване   е
невъзможно.Загубите   на   полезно   изкопаемо   и   крепежен   материал,   а   в   газовите   рудници­
наличието на метан,осугуряват достатъчно количество горивна маса.Близостта на добиния
забой,с   неговите   експлоатационни   особености,представлява   още   една   затрудняваща
предпоставка.
              

1.5.Рудничните пожари причиняват големи материални загуби

,свързани със:

               а/ загуби на полезно изкопаемо в пожарните участъци и противопожарните це­  лици;

Руднични пожари

1

               б/ разходи за воденето на борбата с пожарите,в т.ч.

­ за профилактични мероприятия;
­ за гасене;

                 в/ разходи за възстановяване на минните изработки и съоръженията в тях след
ликвидирането на пожара;
               г/ косвени загуби като:
                 ­намаляване на добива на полезно изкопаемо,поради спиране или съкращаване на
забойната линия;
                 ­спиране или дезорганизация на добивния процес в рудника или в отделни   негови
участъци по време на пожари и др.п.
                

2.ЕНДОГЕННИ  ПОЖАРИ

                2.1.Място на проявление.

В рудници,където полезното изкопаемо е склонно  към

самозапалване/въглища,сулфидни руди и др./, като:
               ­ 80 % от тези пожари са в иззети минни пространства;
               ­10 % ­ в пукнатини на целиците;
               ­10 % ­ непосредствено зад крепежа в минните изработки.
               

2.2.Самозапалване на въглищата

                             2.2.1.Същност на хемосорбцията.

Това е процес на сорбиране/проникване/ на

кислородни   молекули   в   микропорите   на   въглищата,довеждащо   до   образуване   на   неста­
билни   съединения,които   в   определен   момент   се   разпадат   и   отделят   енергия,подържаща
окислителния   процес.Поради   това   самоокислението   се   явява   главен   фактор   за   прогре­
сивното самозагряване, довеждащо до самозапалване.
               

2.2.2.Основните групи фактори,довеждащи до самозапалването са:

                а/естествените свойства на въглищата да се самоокисляват при ниска темпера­  тура;
                б/притокът на достатъчно количество въздух/кислород/ до мястото за осисляване;
                в/условия за акумулиране на образуваната при окислението топлина.
              

2.2.3.Фази на самозапалването.

              Фазите на самозапалването са представени на 

фиг.1.

Руднични пожари

2

Те са:
              

а/ І фаза­подготвителен период.

Въглищата сорбират кислород и се подготвят  за

самоокисление.Трае   от   20­30   дни   за   кафявите   въглища   и     60­70   дни   –за   антрацитните
въглища.В   края   на   фазата   не   се   забелязва   чувствително   изменение   на   температурата   на
въглищата.
                

б/ І І фаза –самонагряване и достигане на критичната температура от 60­80

°С.

Продължителността й зависи от топлообмена между окислените въглища и окол­   ната

среда.В   тази   фаза   въглищата   отделят   водни   пари,   въглероден   диоксид   и   малко
въглеводородни газове;
               

в/ І І І фаза­запалване на въглищата.

Продължителността й зависи от:

                ­типа на въглищата /250°С­при кафяви въглища,300­350 °С­при черни въгли­  ща,400
° С –при антрацитни въглища/;
                ­степента на надробяване на въглищата като колкото тя е по­голяма,толкова по­
лесно запалими са въглищата;
                ­топлообмена с окръжаващата среда.
                 В тази фаза става интензивно отделяне на водород,метан и др.въглеводороди в
резултат на сухата дестилация,както и значителни количества въглероден оксид и въглероден
диоксид.След запалването температурата нараства до 1200 – 1500 °С.
              

2.2.4.Определяне на склонността на въглищата към самозпалване.

Определянето става :

              а/ по 

1

2

c

t

t t

D = -

където: 

1

t

 ­ температура на запалване на неокислени въглища ,°С;

2

t

 ­ температура на запалване на окислените въглища, °С.

         Когато : 

c

t

D

< 10 ° C –въглищата не са склонни към самозапалване;

c

t

D

= 10 – 20 °С – въглищата са слабо склонни към самозапаване;

Руднични пожари

3

c

t

D

> 25 ° C –въглищата имат голяма склонност към самозапалване;

                б/ според петрографския състав на въглищата;
                в/според естествената влажност,улеснявяща в определена степен самозапал­  ването;
                               г/ според пепелното съдържание,порьозността,трошливостта,тектоничната на­
пуканост;
                д/по природните фактори,като мощност на пласта и ъгъл на западане;
                 е/ по минно­техническите фактори /разкриване на рудника,ред на изземване на
пластовете, система на разработване,скорост на придвижване на забойната линия в добивните
фронтове,управлението на горнището и загубите на въглища в целиците/.
              

2.2.5. Влияние на рудничнта вентилация.

Проявява се чрез:

              а/ схемата на проветряване,допускаща или не просмуквания на въздух;
              б/ режима на движение на рудничните потоци,като при малки скорости на дви­  жение
на   въздушните   потоци   се   създават   отлични   условия   за   проникването   на   кислород     във
въглищата и самозапалването им,тъй като ниските скорости не могат да охладят   местата на
активно окисление;
                           в/ просмукването на въздух,зависещо от разпределението на депресиите във
вентилационната мрежа.Колкото по­голяма е общорудничната депресия,толкова по­голяма е
опесността от пожар.Опасните просмуквания могат да бъдат намалени чрез   намаляване на
депресията   в   даден   участък/изработка/   и   чрез   увеличаване   плътността   на     зоната   на
просмукване,т.е.чрез технология,недовеждаща до образуване на пукнатини и  натрошаване на
въглищата;
              г/ резките колебания на брометричното налягане и нарастването на топлинната  тяга
увеличават   вероятността   от   ендогенни   пожари,поради   интензивното   просмукване     през
пожаропасните места.
              Ако приемем,че вентилационният поток в галерията има турболентен характер,а  в
пукнатините на целиците­смесен/турболентен и ламинарен/­ 

фиг2,

то:
                               

2

n

RQ

rq

=

 където : R и r – аеродинамичните съпротивления на участъка от галерията/ А­ В/ и учас
                тъка от пукнатините /А­В/ ;
               Q, q – дебитите на теченията в галерията и в пукнатините;
               

AB

h

­ пълната депресия в участъка А­В, показан на фиг.2.

               Опасното просмукване  

q 

 може да бъде ограничено чрез:

               ­намаляване на депресията  

AB

h

,

                             ­увеличаване плътността на зоната на просмукване, т. увеличване на аероди­
намичното съпротивление 

r 

.

Руднични пожари

4

                Когато скоростта на вентилационния поток в галерията е под 0,5 m/s,открити­  ят
пожар се движи срещу течението на въздуха.При скорост на вентилационния поток  0,5  до 1,7
m/s­ пожарът се развива и в двете посоки , а при V > 1,7 m/s огънят се разпал­  ва по посока на
въздушния поток.
               

2.2.6.Изводи. 

Прегледът на фаторите за самозапалването на въглищата позво­  лява

да бъдат направени следните изводи:
                           а/ в различните пластове,въглищната маса притежава различна склонност към
самозапалване;
              б/минно­техническите условия в определени места в рудника често благоприятстват
възникването на ендогенни пожари /т.н. пожароопасни места/;
              в/ благоприятното съчетание на естествената среда и минно­техническите фактори,
открива възможност за реализиране на склонността към самозапалване,т.е за   увеличаване
честотата на ендогенните пожари и определат степента на пожароопасност на рудника.
             

2.3.Самозапалване на сулфидни руди.

2.3.1.

Сулфидните руди склонни към самозапалване са : пирит, халкопирит,хал­

козин,ковелин и др.
                         

2.3.2.

Фазите на самозапалване са както при въглищата,като температурата на

самозапалване варира от 325 до 472 °С.
             

2.3.3.

Проявява се в обрушовки или в силно разрушени целици.Завършва с отде­  ляне

на големи количества топлина и 

2

4

H SO

.

2.3.4.

Пожарите в сулфидни находища най­често се срещат при рудни тела с мощност

над 10 метра /77 %/,и само 23 %­при мощност на рудното тяло под 10 метра.
             

2.3.5.

Други фактори оказващи влияние върху самозапалването са:

               а/ дървеният материал от рудничния крепеж останал в иззетото пространство, силно
хидполизиран   от   киселите   руднични   води,способстващ   за   образуване   на   съединения   с
понижена температура на самозапалване от 50 до 60 °С;
                 б/ наличието на сулфиден ситнеж;
                 в/ триенето при източване на рудата.Поради това не се препоръчва използва­  нето
на системи със слоево или етажно обрушаване;

Руднични пожари

5

                 г/ съдържанието на сулфиди в находището.Склонни към самозапалване са ру­ ди със
сулфидно съдържание над 80­95 %,на което отговаря съдържание на сяра не по­ малко от 40­
45 %.
               

2.4.Разпознаване възникването на ендогенен  пожар

2.4.1.Признаци за зараждането на пожара

Най­важните признаци за зараждането на един ендогенен пожар са:

                а/ повишена температура на въздуха,рудничните води и скалния масив;
                б/увеличено влагосъдържание на вентилационния поток,в резултат на усиле­  ното
изпаряване на влагата/ изпотяване на скалите или образуване на мъгла/;
                в/ появата на пожарни газове в рудничния въздух като 

2

,

СО илиСО

както и поя­ва на

миризми,в късния период на развитие на самозапалването;
                             г/ в сулфидните рудници – увеличената киселинност на рудничните води,уве­
личеното количество 

2

,

СО илиСО

и съдържание на Cu, Fe и др.метали в тях.

2.5.Профилактика на ендогенните пожари

Противопожарната профилактика представлява комплекс от технически мето­ди и

средства,с които се цели:

­ недопускане възникването на пожари;
­ улесняване спасяването на хората по време на пожар;
­ създаване условия за бързо ликвидиране на възникналия пожар.

                 Профилактичните мероприятия се поделят на 5 групи:

­ ограничаване зараждането и развитието на ендогенните пожари;
­ недопускане на възникването им;
­ създаване на условия за спасяването на хората в рудника;
­ създаване на условия за бързо гасене на огъня;
­ методична и организационна готовност за управление на вентилаци­

онната система при пожар.
                Свързана е с прилагането на :
                 

2.5.1.Невентилационни мероприятия

Включват: 

а/изземване   на   добивното   поле,   без     големи   загуби   на   полезно

изкопаемо/въглища,сулфидни руди/ и особено на  загуби в целиците;
                  б/бързо предвижване на добивната забойна линия,непозволяващо самозагря­  ване, а
дори и при възникването на такова в някой целик,той ще изостане в плътната част на иззетото
пространство,където няма достатъчно кислород;
                  в/подготвяне и иземване на добивните полета на отделни участъци,които ле­сно
могат да бъдат изолирани помежду си,при възникване на пожарна опасност;
                  г/прилагане на обратен ред на изземване;
                   д/минимално предварително разсичане на подготвените за изземване стълбо­ве
/хоризонти/;
                   е/правилно оразмеряване на целиците около шахтите и др.минни изработки и
запазване на целостта им;

Руднични пожари

6

                  ж/ прилагане на много плътно запълнение или на пълно обрушаване на горнището,за
да се ограничи свободното проникване на въздух в иззетите пространства
                 

2.5.2.Вентилационни мероприятия

                  Вентилационните мероприятия включват:
                                 2.5.2.1.Организиране на вентилационна схема с минимална възможност за
просмукване   на   въздух,   като   се   избягват   късите   съединения   през   целици   и   иззети
пространства и се подържа ниска депресия през тези потенциално опасни пожарни места;
                  2.5.2.2.Механично изолиране на пожароопасните просмуквания.Прилага се при
ограничено   преминаване   на   въздух   през   иззети   минни   пространства   или   непровет­рявани
минни изработки.Осъществява се чрез вентилационни прегради.
                                 2.5.2.3.Физикохимично изолиране на просмукванията,чрез уплътняване на
напуканите целици с помощта на различни разтвори на свързващи вещества.
                                 2.5.2.4.Вентилационно изолиране на пожароопасните места и просмуквания.
Осъществява се чрез:
                   /1/Намаляване загубата на налягане между входа и изхода на предполагае­  мото
просмукване чрез монтиране на вентилационен прозорец – 

фиг.3.

:

                     а/ При монтиране на вентилационния прозорец в зоната на напукване
                                    

1 2

из

пр

W

W

W

-

=

+

,с което се увеличава депресията на клона.

                          Ето защо е необходимо вентилационният прозорец да се изнесе извън на­
пуканата   зона,в   клона   3­1   или   2­4   на   фиг.3.От   чисто   вентилационни   съображения,   е   по­
удачно   разполагането   му   в   клона   3­1,тъй   като   при   евентуален   пожар   по   пътя   1­2­4,про­
зорецът няма да задържа пожарни газове.
                     б/При просмукване от иззети пространства положението е подобно.
                      Чрез вентилационен прозорец и в двата сучая се намалява количеството  въздух
по пътя 3­1 или 2­4 и едновременно и депресията в участъка 1­2,което е много  благоприятно

Руднични пожари

7