Датчики метана в угольной шахте: где устанавливаются и как задаются уставки

Стационарный датчик метана защищает людей только тогда, когда стоит в правильной точке. Прибор, смещенный на несколько метров от нормативного места, может показывать благополучную концентрацию, пока у забоя формируется взрывоопасное скопление. Требования к местам установки и уставкам срабатывания определены Правилами безопасности в угольных шахтах, утвержденными приказом Ростехнадзора от 08.12.2020 № 507, и проектом аэрогазового контроля конкретной шахты. Разберем принципы, по которым строится схема расстановки.

Почему места установки жестко регламентированы

Метан легче воздуха и скапливается у кровли выработок, в куполах, у мест внезапного расширения сечения. Газовыделение максимально там, где разрушается уголь: у комбайнов, в призабойных пространствах, на сопряжениях с выработанным пространством. Правила требуют контролировать именно те точки, где вероятность опасной концентрации наибольшая, а последствия воспламенения — самые тяжелые. Схема расстановки датчиков разрабатывается для каждой выработки с учетом категории шахты по газу и направления вентиляционных струй.

Основные места установки стационарных датчиков

• призабойные пространства подготовительных выработок, проводимых с применением электроэнергии;
• тупиковые выработки и зоны у вентиляторов местного проветривания;
• исходящие вентиляционные струи очистных забоев и выемочных участков;
• исходящие струи крыльев, панелей и шахты в целом;
• места установки электрооборудования и распределительных пунктов;
• выработки с признаками суфлярных выделений и зоны геологических нарушений — по решению технического руководителя.

Датчик размещается под кровлей выработки, где скапливается метан, на нормативном удалении от забоя, вентиляционных трубопроводов и источников местных возмущений воздушной струи — так, чтобы показания отражали реальную концентрацию, а не случайные завихрения.

Как задаются уставки срабатывания

Уставка — это пороговое значение концентрации, при достижении которого аппаратура формирует сигнал и автоматически отключает электрооборудование. Конкретные значения установлены правилами безопасности отдельно для каждого вида точек контроля: для поступающих и исходящих струй, призабойных пространств, тупиковых выработок они различаются. Логика едина: чем ближе точка к месту работы людей и электрооборудования, тем строже порог. Самовольное изменение уставок недопустимо — они закладываются в аппаратуру по утвержденной документации и проверяются при обслуживании.

Кроме аварийной уставки, при которой снимается напряжение, аппаратура формирует и предупредительные сигналы при меньших концентрациях. Их назначение — дать диспетчеру и персоналу время отреагировать до остановки: усилить проветривание, проверить вентиляционные сооружения, снизить нагрузку на забой. Грамотная работа с предупредительным уровнем сокращает число аварийных отключений, а значит, и соблазн вмешаться в работу защит.

Не только метан

Система аэрогазового контроля измеряет не одну величину: наряду с метаном контролируются оксид углерода как ранний признак пожара, скорость и расход воздуха, работа вентиляторов местного проветривания. Датчики этих параметров имеют собственные схемы расстановки, и оценивать газовую обстановку следует комплексно: нормальный метан при растущем оксиде углерода — не благополучие, а сигнал о другом виде опасности.

Что происходит при срабатывании

При достижении уставки система снимает напряжение с защищаемого электрооборудования, выдает диспетчеру аварийный сигнал с указанием точки контроля, а на месте включается сигнализация. Работы в выработке прекращаются, люди выводятся на свежую струю, возобновление возможно после снижения концентрации и выяснения причин. Каждое срабатывание регистрируется и разбирается: единичный выброс, ухудшение проветривания и неисправность датчика требуют разных мер.

Переносные приборы: дополнение, а не замена

Стационарная сеть не охватывает каждую точку выработки, поэтому лица сменного надзора, бригадиры и работники в газоопасных местах используют переносные метанометры. Ими контролируют местные скопления у кровли, в куполах, у изолирующих перемычек, перед началом работ в удаленных зонах. Существенное расхождение показаний переносного прибора со стационарным датчиком — основание немедленно сообщить диспетчеру и инициировать проверку аппаратуры.

Кто отвечает за схему расстановки

Расстановка датчиков закрепляется в проекте аэрогазового контроля, который утверждает технический руководитель шахты. Проект пересматривается при изменении схемы проветривания, вводе новых выработок, изменении категории шахты по газу и по результатам расследования инцидентов. Текущее сопровождение ведет служба аэрогазового контроля совместно с участком вентиляции и техники безопасности: перенос датчиков за подвиганием забоя, проверка и калибровка аппаратуры, актуализация схем. Любое перемещение датчика — не решение машиниста или бригадира, а исполнение утвержденной документации; самовольный перенос прибора в «удобное» место лишает защиту смысла.

Типичные нарушения при эксплуатации

1. Датчик не переносится вслед за подвиганием забоя и оказывается дальше нормативного расстояния.
2. Чувствительный элемент загрязнен угольной пылью, калибровка просрочена.
3. Датчик экранирован оборудованием или вентиляционным ставом и измеряет «чужую» струю.
4. Схема на бумаге не совпадает с фактической расстановкой после перемонтажа оборудования.
5. Блокировки шунтируются ради непрерывности добычи — самое опасное нарушение, прямой путь к аварии.

Каждое из этих нарушений обнаруживается простой проверкой: обход выработок со схемой расстановки в руках и контрольные замеры переносным прибором рядом со стационарными датчиками. Такие обходы стоит включать в графики производственного контроля, не дожидаясь предписаний инспектора.

Соответствие схемы газового контроля проекту и правилам проверяется при обследованиях и экспертизе объектов шахты. Подобрать аттестованную экспертную организацию удобно на площадке «Ресурс-Плюс»: оставьте заявку на странице экспертизы промышленной безопасности и сравните предложения исполнителей.

Официальные источники

• Ростехнадзор: надзор в угольной промышленности.
• Ростехнадзор: руководства по безопасности.