Газовыделение

ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕ (а. gas emission, gas evolution, gas liberation; н. Gasentwicklung, Gasausscheidung; ф. liberation de gaz; и. emision de gas) — выделение газов в атмосферу шахты или карьера в результате ведения горных работ. В карьерах основные источники газовыделения: вмещающие породы и полезные ископаемые, горное оборудование и взрывные работы.

Газовыделение из полезных ископаемых и вмещающих пород связано в основном с окислительными процессами, особенно при разработке месторождений сульфидных (в т.ч. колчеданных) руд и углей. При этом в атмосферу поступают углекислый и сернистый газы, сероводород, иногда метан и др. Для предотвращения этих процессов вскрытые участки изолируют от доступа окислителей; производят химическое ингибирование, интенсификацию выемки окисляющихся участков полезных ископаемых.

При работе горного оборудования с двигателями внутреннего сгорания в атмосферу карьера поступают выхлопные газы, содержащие более 200 наименований органических и неорганических соединений. Из них наиболее токсичные: окись углерода, окислы азота, акролеин, альдегиды, углеводороды и сажа. Такие же токсичные газы выделяются при работе станков огневого бурения. Основные способы снижения токсичности выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания: создание "чистого" двигателя; улучшение процесса сгорания; очистка выхлопных газов на выпуске; комбинированные способы. Для борьбы с токсичными газами при бурении скважин станками огневого бурения необходимы правильный выбор компонентов горючей смеси, разжижение газов, поступающих в атмосферу, использование нейтрализаторов.

Взрывные работы в карьерах сопровождаются выделением значительного объёма газов. Из них токсичны: окись углерода, окислы азота, сероводород, сернистый газ. Максимальное количество токсичных газов образуется при применении тротила, минимальное — зерногранулита. Объём газовыделения при взрывных работах можно уменьшить применением взрывчатых веществ с нулевым или близким к нему кислородным балансом, использованием гидропаст в качестве забоечного материала или внешней водяной забойки скважин, увеличением высоты взрываемых уступов, многорядным взрыванием скважин, рациональной конструкцией зарядов взрывчатых веществ.

В угольных шахтах источники газовыделения: разрабатываемые, а также смежные подрабатываемые или надрабатываемые пласты угля и пропластки, вмещающие породы. Выделяются газы (в основном метан и углекислый) через свободную поверхность пласта и из отбитого угля. Различают газовыделение: обыкновенное — происходящее медленно, но непрерывно из трещин и пор в угле и породах; суфлярное — местное концентрированное выделение газа из природных или эксплуатационных трещин с дебитом 1 м3/мин и более на участке выработки протяжённостью до 20 м (см. суфляр); внезапное — местное выделение больших объёмов газа, сопровождающееся разрушением призабойной части угольного пласта (см. внезапный выброс). Прогноз ожидаемого газовыделения осуществляется расчётным методом по природной газоносности пластов с учётом принятой системы разработки и порядка отработки пластов в свите. При шахтной разработке рудных, соляных, серных и нефтяных месторождений происходит выделение газов, содержащих взрывоопасные углеводородные компоненты (метан и его гомологи, водород, пары бензина), а также вредных и ядовитых газов (углекислого, сероводорода, окиси углерода, окислов азота, акролеина). Источники выделения углеводородных газов (до 2000-3000 м3/сутки) — осадочные породы, вредных и ядовитых — горное оборудование с двигателями внутреннего сгорания, взрывные работы.

Для сернорудных шахт специфично выделение сероводорода (из пустот, пор в породах и подземных вод) и сернистого газа (главным образом при взрывных работах и взрывах серной пыли), иногда также метана, этана и углекислого газа; для нефтяных шахт — метана, этана, бутана, пропана и др. Определение уровня газовыделения в рудных, соляных, серных и нефтяных шахтах производится по фактическим замерам в действующих выработках. Борьба с газовыделением в шахтах осуществляется вентиляцией и дегазацией.