2.2.6 Метан (рудничный газ)

Из всех встречающихся в шахтной атмосфере газов наибольшую опасность представляет рудничный газ. Рудничный газ представляет собой чистый метан (СН4) с небольшой примесью углеводородов (этана и этилена), водорода, углекислого газа, азота и др.

Метан образовался одновременно с углем. Незначительная его часть в виде свободного газа заполняет трещины и пустоты в полезном ископаемом' и вмещающих породах. Большая же часть метана находится в виде связанного адсорбированного и абсорбированного газа. В первом случае метан сгущается на поверхности пористого угля или породы; при абсорбции — он проникает в массу угля. В период эксплуатации месторождений метан частично выделяется в шахтную атмосферу. По характеру его выделения различают: 1) обыкновенное или непрерывное выделение из невидимых наглаз пор в угле и породе; 2) суфлярное — из видимых на-глаз трещин и пустот, продолжающееся обычно в течение более или менее продолжительного времени; 3) внезапное — в значительных количествах, сопровождающееся выбросом больших масс угля или породы. Это последнее обычно происходит в течение относительно очень короткого времени Выделение метана возрастает с глубиной разработки.

Так как рудничный газ состоит главным образом из метана, то он и обладает всеми свойствами последнего Метан — бесцветный и неядовитый газ, не имеющий вкуса и

запаха. Удельный вес его 0,554, поэтому он собирается всегда у кровли, особенно в глухих забоях восстающих выработок, большие его скопления опасны тем, что при этом значительно уменьшается содержание кислорода в воздухе. Метан обладает способностью гореть.

В зависимости от количества содержащегося в атмосфере метана и кислорода горение может происходить с большей или меньшей интенсивностью. При содержании метана до 5% горение происходит только около источника высокой температуры; смесь 5,5—6% метана с воздухом становится взрывчатой. При содержании метана свыше 16% смесь снова перестает быть взрывчатой и не поддерживает горения. Наибольшей силы взрыв достигает при 9,5% метана, когда весь кислород воздуха соединяется со всем объемом метана. Если взрывчатую -смесь соответственно нагреть хотя бы в одной точке, то происшедший взрыв передается всей массе смеси, которая в этом случае может взорваться и при содержании метана, меньшем 5,5%. При соприкосновении метана с открытым огнем взрыв наступает не сразу, а с некоторым запозданием, определяющимся временем, необходимым для нагревания газа. Это время запаздывания взрыва в значительной степени зависит от температуры источника тепла. Так, например, при температуре 650° воспламенение происходит через 10 сек., а при 1200° запаздывание составляет всего лишь 0,01—0,02 сек., т. е. взрыв фактически происходит мгновенно. Взрыв газа представляет настолько большую опасность для людей и всей шахты в целом, что на шахтах, в которых наблюдается выделение метана, устанавливают специальный газовый режим, предусматривающий ряд мероприятий, направленных к увеличению безопасности работ.

Эти мероприятия в основном сводятся к уменьшению содержания метана в воздухе и к исключению возможности воспламенения газа. В шахты, опасные по газу (газовые шахты), подают значительно больше воздуха, чем в негазовые. Необходимо, чтобы содержание метана в общей исходящей струе не превосходило 0,75%, а в исходящей струе отдельных участков — 1 %.

При повышении содержания метана в выработке до 2% необходимо прекращать работы и удалять всех рабочих из забоя Для контроля за чистотой воздуха требуется периодическое

(не реже двух раз в смену) опробование воздуха на содержание метана.

Наиболее распространенными индикаторами на метан до последнего времени служили предохранительные бензинивые лампы.

В настоящее время разработан целый ряд переносных газоанализаторов и, в частности, прибор МакНИИ МС-2, В газовых шахтах применяют специальные предохранительные лампы, аккумуляторные электровозы и электродвигатели во взрывобезопасном исполнении. Кроме того, в газовых шахтах введены известные ограничения относительно взрывных работ (предохранительные взрывчатые вещества и т. д.), а в сильно

газовых шахтах с внезапным выделением метана взрывные работы по углю запрещены вовсе.

В настоящее время для снижения газообильности шахт применяют искусственную дегазацию пластов с отсасыванием метана через скважины на поверхность и использованием его для промышленных и бытовых целей. Особенно большое распространение такая дегазация получила на шахтах Рура (ФРГ) и во Франции.