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.