Газ рудничный

gaz rud 0ГАЗ РУДНИЧНЫЙ, газ, образовавшийся при процессе обугливания органической массы растительных остатков и выделяющийся в подземных выработках из пластов каменного угля или из трещин в породах, прилегающих к этим пластам. Главная составная часть газа рудничного - метан. Наряду с метаном в процессе углеобразования выделяется и углекислота С02, но этот газ при дальнейших геохимических процессах частью расходуется на образование карбонатов, а частью растворяется в воде, покрывающей толщу растительных остатков, из которых образуется уголь, тогда как метан, нерастворимый в воде, остается в пласте угля и в соприкасающихся с ним породах. При дальнейших геологических процессах часть метана улетучилась, но значительная часть осталась в угле и окружающих породах. Количество оставшегося в угле метана зависит от характера окружающих его пород и условий их залегания: с увеличением глубины залегания угольного пласта увеличивается и количество содержащегося в нем метана; содержание метана доходит до 1,5 л и выше на 100 г угля. Наибольшие скопления метана обычно встречаются в коксующихся углях, но иногда и в антрацитах.

Метан в угле может находиться: 1) в свободном состоянии в пустотах, трещинах и порах самого угля и окружающих его пород (свободный метан); 2) в сгущенном и растворенном виде (окклюдированное состояние) на поверхности угольных частиц или в виде твердого молекулярного раствора в угле. Процессы выделения метана из угля различны, в зависимости от характера распределения его в угле, а также от физических свойств и геологических условий залегания последнего. При выемке угля метан может выделяться из трещин угольного пласта или пород сосредоточенной струей под некоторым избыточным давлением с отчетливо слышным шумом (суфляры); такое выделение может продолжаться иногда в течение ряда лет. Кроме того метан может выделяться постепенно со всей площади забоя, стенок выработок, проведенных в целиках угля, и с поверхности уже отбитого угля. Иногда замечается усиленное выделение метана в момент отбойки угля (особенно при твердых углях), сопровождающееся характерным потрескиванием. При значительных скоплениях в угле под большим давлением, метан часто внезапно выделяется в больших объемах, при этом выделение сопровождается сильным разрыхлением и выбрасыванием значительных масс угля. Выделяющийся из угля метан содержит всегда некоторое количество примесей в виде углекислоты, свободного азота, кислорода и иногда в небольших количествах - водорода, этана и тяжелых углеводородов (этилен).

Смесь метана с воздухом обладает способностью взрываться. Взрывчатые свойства такой смеси проявляются при содержании метана в воздухе не ниже 5,5% (нижний предел) и не выше 14% (верхний предел), достигая максимума при 8—9%. В присутствии этана нижний предел взрываемости смеси понижается. Температура воспламенения взрывчатой смеси 650°С, но для взрыва при этой температуре смесь требует предварительного подогревания в течение 10 сек. (в присутствии же этана запаздывание взрыва значительно меньше); при 1300°С взрыв происходит почти мгновенно. Взрыв может произойти, если смесь нагреется до опасной температуры даже в каком-либо одном месте; в этом случае он распространяется по всей остальной массе рудничного воздуха, хотя бы содержание метана в нем и не достигало 5,5%. Если воздух содержит 12% кислорода или более 19% углекислоты, то взрыв не происходит. Воспламенение смеси может произойти: от открытого огня, раскаленного тела, вольтовой дуги и электрической искры. Эти взрывы сопровождаются гибелью рабочих и механическими разрушениями.

Борьба с опасностью взрывов является довольно сложным делом. Единственным средством против скоплений метана в подземных выработках является усиленная их вентиляция. Во всех газовых рудниках запрещено пользоваться открытым огнем. Освещение в них производится исключительно предохранительными лампами -  пламенными или электрическими аккумуляторными. Все электрические приборы и машины должны быть так устроены, чтобы была исключена возможность соприкосновения взрывчатой смеси с могущей появиться вольтовой дугой или электрической искрой. Последняя особенно опасна при токе высокого напряжения. Электромоторы, применяемые в атмосфере, насыщенной рудничным газом, защищаются непроницаемым кожухом, через который пламя взрыва газа не может проникнуть наружу. Особые предосторожности соблюдаются в газовых рудниках при производстве взрывных работ.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 4 - 1928 г.