Местные скопления метана в горных выработках: где искать, как контролировать и устранять

Метан легче воздуха и способен накапливаться под кровлей, в куполах, нишах, за крепью и возле плохо проветриваемого оборудования. Поэтому измерение в одной удобной точке не всегда характеризует безопасность всей выработки. Опасная ситуация возникает, когда общая вентиляционная струя выглядит нормальной, а локальная геометрия создаёт застойную зону с высокой концентрацией газа.

Ниже — ответы на вопросы, которые чаще всего задают горные мастера, газомерщики и руководители участков: где ищут скопления, как строить маршрут замеров, что делать при обнаружении метана и почему нельзя просто «дать больше воздуха».

Почему средняя концентрация метана не гарантирует безопасность?

Показание стационарного датчика или замер в центре сечения описывает ту точку, где стоит прибор. Метан же, будучи лёгким, расслаивается: у кровли его больше, у почвы меньше. При слабом движении воздуха такой слой не размывается и может сохраняться, пока общий расход воздуха формально соответствует расчётному. Кроме того, газ выделяется неравномерно: вблизи нарушений, скважин и обрушенных пород поступление выше, чем в среднем по выработке. Поэтому безопасность оценивают по распределению концентрации в сечении и по длине, а не по одной цифре.

Где чаще всего образуются местные скопления?

Скопления вероятны там, где воздух движется медленно или вовсе не проходит. Типичные места:

• У кровли в местах изменения высоты и сечения выработки.
• В куполах после вывалов породы и за элементами крепи.
• В тупиках, нишах, камерах и неиспользуемых ответвлениях.
• Около буровых скважин, дегазационных трубопроводов и нарушений массива.
• За крупногабаритным оборудованием, которое препятствует движению воздуха.
• В верхней части очистного пространства и на сопряжениях выработок.

Как построить маршрут газового контроля?

Маршрут задают не только перечнем выработок, но и конкретными точками по высоте и сечению. Работник должен понимать, где расположить заборное устройство и сколько времени прибору нужно для устойчивого показания. Перед сменой проверяют заряд, самоконтроль и срок поверки газоанализатора. Результаты, отличающиеся от данных стационарного датчика, требуют проверки, а не выбора более удобного значения.

Что делать, если метан обнаружен?

Порядок действий должен быть отработан заранее, чтобы в смене не приходилось его придумывать. Типовая последовательность:

1. Остановите работы и отключите потенциальные источники воспламенения согласно установленному порядку.
2. Выведите людей из опасной зоны и сообщите горному диспетчеру.
3. Определите границы скопления, не допуская в него неподготовленный персонал.
4. Проверьте состояние проветривания, вентиляционных устройств и дегазации.
5. Организуйте устранение скопления и повторные измерения.
6. Возобновляйте работы только после устойчивой нормализации и разрешения ответственного лица.

Почему нельзя просто усилить струю воздуха?

Неподготовленное изменение вентиляции может переместить газ в выработки с работающим электрооборудованием или нарушить режим соседнего участка. Решение принимают с учётом всей вентиляционной сети. Иногда требуется направляющая перемычка, изменение положения трубопровода, изоляция пустоты или корректировка дегазации, а не простое увеличение подачи вентилятора. Если скопление находится в нише или куполе, воздух мимо неё проходит, не вымывая газ, и поможет только организация движения струи именно в этом месте.

Какими способами устраняют скопления?

Выбор способа зависит от места и причины скопления, и универсального решения нет. Чаще всего применяют несколько мер одновременно:

• Направление воздушной струи. Лёгкие перегородки, экраны и перемычки направляют воздух в застойную зону и вымывают газ.
• Изменение положения вентиляционного трубопровода. Конец трубы подводят ближе к месту скопления или меняют направление выхода воздуха.
• Дегазация. Отвод метана из массива и из выработанного пространства снижает поступление газа в выработку.
• Изоляция пустот. Купол или полость, в которой газ накапливается постоянно, закрывают или заполняют.
• Дополнительные точки контроля. В месте с повторяющимися скоплениями ставят стационарный датчик, чтобы видеть картину непрерывно.

Любое из этих решений согласуют с ответственным за проветривание и оформляют записью: что сделано, кем и как подтверждена эффективность. Если после мероприятия концентрация снова вырастает, значит, причина понята неверно, и разбор нужно повторить, а не ограничиваться очередным проветриванием.

Важно и то, как проверяют результат. Один замер сразу после мероприятия мало что доказывает: газ мог просто сместиться. Убедительное подтверждение — серия измерений в нескольких точках по сечению и длине, повторённая через заданное время и при разных режимах работы вентиляции и оборудования.

Как анализировать повторяющиеся случаи?

Каждое повторное скопление показывает, что причина не устранена. В анализ включают геологию, темп продвижения забоя, состояние кровли, фактические расходы воздуха, работу дегазации и расположение датчиков. По результатам корректируют схему вентиляции и маршрут контроля. Фиксировать только факт снижения концентрации недостаточно: без выяснения причины ситуация вернётся при следующем изменении режима.

Надзорная практика показывает, к чему приводит недооценка проветривания тупиковых выработок: Печорское управление Ростехнадзора приостанавливало ведение горных работ и эксплуатацию технических устройств на угольной шахте, подробности есть в сообщении Печорского управления Ростехнадзора от 19.09.2024. Нарушения аэрологической безопасности и их причины подробно разбирают ежегодные отчёты Ростехнадзора. Общие требования к безопасности опасных производственных объектов закреплены в Федеральном законе № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», а обязательные требования для угольных шахт перечислены в перечне нормативных актов Средне-Поволжского управления Ростехнадзора.

Как не пропустить скопление: что сделать на участке

Начните с проверки маршрутов газового контроля: сопоставьте их с фактической геометрией выработок и убедитесь, что в них входят купола, ниши и сопряжения. Проверьте, что у каждого газомерщика есть исправный прибор с действующей поверкой, а порядок действий при обнаружении метана размещён на участке и известен всей смене. Просмотрите журналы за последние месяцы: места, где скопления фиксировались не раз, требуют инженерного решения, а не повторных замеров.

Если нужен независимый аудит аэрологической безопасности участка, пересмотр схемы вентиляции или оценка газового режима, разместите бесплатную заявку на площадке-агрегаторе «Ресурс-Плюс» — на главной странице платформы. Площадка работ не выполняет: специалисты откликаются с ценой и сроками, договор заключается напрямую, без комиссии. Опишите задачу в форме ниже.