Самовозгорание

САМОВОЗГОРАНИЕ (а. spontaneous соmbustion; н. Selbstentzundung; ф. соmbustion spontanee, auto-inflammation; и. autoсоmbustion) — воспламенение горючего материала в результате его окисления кислородом воздуха независимо от притока тепла извне.

Самовозгорание возможно, если имеется скопление горючего материала, интенсивно окисляющегося кислородом, обеспечивается достаточный доступ кислорода к материалу и в процессе окисления образуется тепла больше, чем его рассеивается в окружающую среду. Из горных пород и полезных ископаемых самовозгораются бурые и каменные угли, горючие сланцы, торф, сульфидные руды, углистые аргиллиты, битуминозные породы и др. (см. Самовозгорание угля, Самовозгорание торфа).

В промышленных условиях самовозгорание углей, сланца, углистых пород, сульфидных руд и торфа является причиной возникновения эндогенных пожаров, наносящих большой материальный ущерб народному хозяйству и характеризующихся значительной длительностью ликвидации.

В естественных условиях пласты бурого и каменного углей и горючего сланца самовозгораются в местах выхода на поверхность. Возникающее от этого подземное горение может охватить большую площадь и продолжаться много лет. Подземное горение угля в урочище Кухи Малик в долине реки Ягноб на территории Таджикской CCP упоминается ещё в "Естественной истории" Плиния Старшего. В Эстонской CCP обнаружено самовозгорание диктионемового сланца на берегу моря и в береговых валах, а также у обнажения их пласта на глинте. Самовозгорание залежей торфа происходит летом в засушливые годы. Самовозгорание сульфидных руд на выходах жил не известны, но их самонагревание в этих условиях возможно, на это указывал Г. Агрикола в 1556 в книге "О горном деле и металлургии".

Наиболее часто самовозгорание происходит в угольных шахтах. Самовозгорание угля наблюдается и на складах при длительном хранении.

Эндогенные пожары в сланцевых шахтах неизвестны. Возможно самовозгорание сланцев при хранении на складах. Самовозгораются терриконники сланцевых шахт, а также отвалы вскрышных пород, содержащие до 38% диктионемовых сланцев. На торфоразработках часто происходит самонагревание и самовозгорание штабелей фрезерного торфа. Кусковой торф самовозгорается редко и только в очень больших штабелях. Известны пожары от самовозгорания рудных полезных ископаемых в России на Богословско-Башмаковском (1902) и Калатинском (1917) колчеданных рудниках. Высокую склонность к самовозгоранию имеют сульфидные медно-никелевые руды Талнахского месторождения (самонагревание в камерах рудников, на складах, в трюмах судов).

Научное изучение процесса самовозгорания в России начато в 1781 И. И. Георги. К началу 80-х гг. 20 в. трудами отечественных и зарубежных учёных изучен механизм самовозгорания углей и торфа, сульфидных руд и горючих сланцев. Факторы опасности самовозгорания разделяют на природные и горнотехнические. К природным относится химическая активность полезных ископаемых, горных пород и геологические особенности месторождения; к горнотехническим — факторы, связанные непосредственно с технологией ведения горных работ (наиболее опасные слоевые, камерные и щитовые системы разработки углей, а при разработке сульфидных руд — системы с магазинированием и массовым обрушением руды). Опасность самовозгорания увеличивается, если время отработки выемочного участка больше инкубационного периода самовозгорания полезных ископаемых; имеются утечки воздуха через выработанное пространство, раздавленные целики, скопления разрыхлённого угля, руды или горючих вмещающих пород и т.п. (особо опасны скопления измельчённого материала).

Трудность прогнозирования самовозгорание заключается в том, что различные факторы могут взаимно ослаблять или усиливать влияние друг друга на процесс самовозгорания, а предсказать это теоретически не всегда возможно. Профилактические меры против самовозгорания основаны на устранении или ослаблении действия отдельных факторов его возникновения.

Профилактические мероприятия от самовозгорания делятся на горнотехнические и специальные. К горнотехническим относятся такие, применение которых может исключить пожары: пожаробезопасные способы вскрытия и подготовки шахтных и выемочных полей и систем разработки (полевая подготовка, системы без магазинирования, с полной закладкой выработанного пространства и т.п.). Специальные мероприятия предусматривают уменьшение притока воздуха в выработанное пространство и целики, изоляцию целиков и выработанных пространств, профилактическое заиливание выработанных пространств, выравнивание давления воздуха и т.п. К специальным мероприятиям относятся также применение ингибиторов (антипирогенов) и заполнение выработанных пространств инертными газами и т.п. Важным мероприятием по выявлению самовозгорания является организация контроля за составом и температурой атмосферы в действующих горных выработках, в изолированном выработанном пространстве и за составом рудничных вод. Профилактика самовозгорания проводится и на складах полезных ископаемых (штабели укладываются на негорючее основание, сокращают сроки хранения, уменьшают углы откоса, укладывают зимой на ледяную подушку, сохраняют низкие температуры в них, применяют антипирогены, организуют контроль за температурным режимом штабелей и т.д.).