Неудовлетворительное  состояние главных вентиляторов, вентиляционной сети, из-за нарушений схем вскрытия, недостаточного сечения выработок,что приводит к громадным внешним и внутренним потерям воздуха и не позволяет увеличить количество подаваемого в шахту воздуха. Чаще всего, в этом случае, расчеты необходимого количества воздуха подгоняются за счет различных коэффициентов к максимально возможной величине. Это относятся, к так называемой, категории шахт с неудовлетворительным проветриванием, вследствие недостаточной производительности вентиляторов. На некоторых шахтах, до их ликвидации производительность главных вентиляторов достигала 25-40 тыс.мі/мин., а подавалось в шахту 15 тыс.м.і/мин, при потребности 18-20- тыс.мі/мин. (шахта “Сокурская” и др. в Караганде).

     Скоплению взрывчатой концентрации метана в отдельных выработках способствует тепловая депрессия, в том числе возникающая при пожарах.

     Инженерные  ошибки в расчетах, замерах воздуха, в том числе при работе главных вентиляторов в различных режимах, на максимальное развитие горных работ.

     Неправильно выбранных режим проветривания  при ликвидации аварий, обрушений  завалов (наиболее часто при пожарах) в том числе согласно плана ликвидации аварий (взрывы на шахтах “Томская”, “Сокурская”, “Центральная” в Челябинске и др.)

     Неудовлетворительный контроль за проветриванием горных выработок. При оснащении шахт АГК, на некоторых на 70-80% сократили штат ВТБ и, даже раз в сутки не обеспечивается оперативный контроль службой вентиляции и техники безопасности за концентрацией метана в выработках и местах где нет датчиков АГК.

     Анализируя  и обобщая причины скопления, загазирования, взрывов метана с  позиции проветривания следует  заметить, что каждая из причин имеют  разновидности. Например, газодинамические явления имеют 11 выводов, в два  раза больше геологических, гидрогеологических и других причин дающих залповое увеличение выделения метана.

     Выделение причин и факторов скопления метана, классификация их в отдельные  группы выполнены несколько условно, с тем, чтобы показать их многообразие, на конкретных примерах рассмотреть ту или иную особенность инкубационного периода скопления, загазирования и взрыва метана, обратить внимание на сочетание неблагоприятных факторов, недооценку пылегазовой обстановки в процессе работы.

     Загазирования выработок, в том числе местные скопления метана чаще всего производят не по одной, а двум, трем и большему числу перечисленных выше причин. При расследовании взрывов определяется основная причина скопления метана, а косвенные, являющиеся не менее существенные упускаются. Более того, иногда причины скопления метана до взрывной концентрации не относят к разряду основных, так как все внимание при расследовании концентрируется на выявлении источника взрыва метана и угольной пыли. Это принципиальное неверное направление и ошибочное мнение. Если в выработке имеется систематическое превышение концентрации метана сверх норм ПБ источник воспламенения, как принято говорить, “всегда найдется”. 
Две третьих перечисленных факторов и причин являются характерными для многих шахт, примерно, половина из них присуща шахтам III категории и сверхкатегорийным опасным по выделению и взрыву метана. Практически на каждой шахте, как указывалось выше, имеется тенденция из года в год к повышению газовыделения за счет ряда факторов.

     Одновременно  с наличием аналогичных причин взрывов  метана и катастроф, есть десятки, сотни  различных сочетаний и неблагополучных  стечений обстоятельств, как с выделением метана, так и проветриванием. Каждый взрыв – это кто-то, чего-то неправильно оценил, спрогнозировал, принял ошибочное решение, неправильно действовал.

     Согласно  статистики данным ВостНИИ по наиболее метанообильным шахтам Куз басса  основным причинами загазирования  за 10 лет были следующие: 
отключение электроэнергии – 35%, в том числе так называемые плановые отключения для ремонта, ревизии электрооборудования – 11%. На плановые отключения электроэнергии и остановки ВМП по техническим причинам приходилось около 14% всех загазирований и 30% случаев загазирования из-за отключения электроэнергии и отказов ВМП; остановки ВМП по причинам, не связанным с отключением электроэнергии,-13%, в том числе плановым- 4%; 
нарушение целостности (отставание) вентиляционных трубопроводов от забоя- 9%; местное скопление метана –9%; прочие причины –21%. 

Опасности угольной пыли

     Первостепенное  значение в работе руководителей  и специалистов шахт по профилактике травматизма и аварийности в  условиях интенсивного ведения горных работ является борьба с угольной пылью как источником профессиональных заболеваний и взрывов большой разрушительной силы. 
К сожалению, коллективы трудящихся, инженерные службы многих шахт не готовы к этой борьбе ни технически, ни психологически, хотя бы на уровне представления и ощущения громадной потенциальной опасности от взрыва пыли. Борьба с метаном в шахтах осуществляется столетиями, накоплен опыт борьбы, каждый знает “гремучий газ” и чем он опасен.

     Угольная  пыль по многим параметрам является более  опасным веществом на шахте, чем метан, а именно:

     Участие пыли в газовоздушной метановой  среде снижает нижний порог взрываемости метана до 3-4%. За счет участия пыли во взрыве метана повышается сила взрыва, часто на порядок по сравнению  со взрывом только метановоздушной смеси.

     При взрыве пыли или участии ее во взрыве метана, как правило, часть пыли частично сгорает, поэтому образуется большой  объем оксидов углерода и других токсичных газов высокой концентрации, что при взрывах не менее опасно для находящихся в шахте людей, чем ударная волна и фронт пламени. Число погибших от отравления бывает значительно больше, чем непосредственно от взрыва.

     Характерной особенностью взрывов метана и угольной пыли с катастрофическими последствиями  и гибелью людей является то обстоятельство, что взрывная ударная волна воздуха, фронт пламени по ходу движения поднимают все дополнительные объемы пыли, взрывая или поджигая ее. В этом случае взрыв распространяется до 8 – 10 км от эпицентра, а продуктов его бывает достаточно, чтобы заполнить все выработки крыла, горизонта шахты. Известны случаи, при которых ударная волна громадной разрушительной силы достигала стволов и поверхности, разрушая надшахтные здания и другие сооружения (взрывы метана и пыли на шахтах “Колмогоровская”, “Распадская”, им. Шевякова, на двух шахтах в Остраво-Карвинском бассейне в Чехословакии).

     С увеличением глубины разработки влажность углей уменьшается, а  пылеобразование, как и метан увеличивается.

     С применением комбайнов с производительностью 8-12 т в минуту и в связи с  интенсивным проветриванием возрос объем пыли до 1,2-1,5 кг на 1 т отбитого угля, резко увеличилось пылеобразование по всему очистному забою и распространение пыли далеко за пределы очистного забоя и даже выемочного участка.

     Применение  сплошной конвейеризации для доставки горной массы, увеличение скорости воздушной струи по выработкам способствует распространению пыли, практически по всей шахте. 
Несовершенные методы борьбы с пылью, отсутствие инструментального контроля, экспресс-анализа и других инженерных, эффективных мер.

     Борьба  с метаном значительно легче  по критериям определения опасной  концентрации газа в атмосфере (при  наличии многочисленных приборов замера, защиты), а процесс устранения опасных  скоплений метана весьма прост и  относительно нетрудоемкий (достаточно увеличить количество подаваемого в забой выработки воздуха и содержание метана приходит в норму). Труднее во многом осуществлять меры по борьбе с пылью. Во-первых, отсутствуют четкие количественные критерии определения взрывчатой концентрации пыли в выработке (на почве, на бортах выработки, за креплением). Во-вторых, не существует аппаратуры замера и контроля запыленности. В-третьих, вентиляционной струей со скоростью 4-6 м/с пыль, выносится (распространяется) практически по всем выработкам шахты, где она должна убираться, смываться водой или путем сланцевания приводить ее во взрывобезопасное состояние. Таким образом, трудоемкость мер по борьбе с пылью практически на порядок более высокая, чем с метаном.

     Ослабление  контроля за соблюдением пылевого режима в определенной степени проявляется при “мокром” способе борьбы. При уборке пыли – с помощью воды, мы лишились даже примитивного определения состояния взрывоопасности выработки по сланцевой пыли. Как известно, достаточно осланцованная (белая) выработка считалась безопасной, черная – запыленная взрывоопасной (имелась норма расхода пыли на 1м²). При мокром способе все выработки черные, вода при высокой температуре на большой глубине быстро испаряется, а пыль также быстро накапливается.

     Отстали в этой области и научные исследования по определению параметров – периодичности выполнения мер по уборке и локализации угольной пыли в зависимости от производительности добычных машин, скорости воздушной струи, опасности пыли по взрываемости. Из практики известны многочисленные случаи, в том числе аварии (шахта “Сокурсная” и др.), когда зона ежедневной уборки и смыва угольной пыли по выработке устанавливается в 50-100 м от забоя, а пыль сильной вентиляционной струей выносится на 150-200 м и более. Периодичность выполнения противопылевых профилактических мер устанавливается раз в сутки, в неделю, а контрольные почасовые пылевые съемки (или суточные) показывают, что взрывчатая концентрация пыли в выработке при высокой производительности добычного комбайна до 1000 т в смену образуется за 5-7 часов.

     Определение параметров и периодичности выполнения мер трудно регламентировать требованиями инструкций и ПБ производства работ. Хотя руководители технической, пылевентиляционной и других служб шахт, ВГСЧ при  желании могут и делают соответствующие замеры, расчетным или опытным путе, применительно к местным конкретным горногеологическим условиям.

     Выполняется это участком вентиляции и техники  безопасности экспериментальным путем  по аналогии как определяется время, в течение которого содержание метана в выработке при остановке вентилятора местного проветривания достигнет 2%. Для своевременного выполнения противопылевых мер в особо запыленной выработке, достаточно произвести серию замеров величины отложившейся пыли (до опасной взрывной концентрации). Так, например, на вентиляционном штреке в 50-100-150-200 м от лавы в течение 1-2-3 смен производят замеры пылеотложения при наиболее распространенном режиме работы и максимальной производительности комбайна. В зависимости от данных, полученных при замерах, разрабатываются меры борьбы с опасными скоплениями угольной пыли, периодичность их выполнения и контроля. 
Причиной – местом скопления угольной пыли опасной для взрыва является пространство между крепью и стенками выработок. У многих выработок контур по периметру за крепью не ровный, особенно при буровзрывном способе отбойки горной массы и имеет площадь значительно большую, чем периметр выработки в свету, пространство между крепью и горным массивом редко бывает забученным полностью. В этом пространстве и по периметру массива происходит накапливание метана и угольной пыли, особенно в сухих выработках. При тщательном выполнении мер по уборке угольной пыли водой, часть пыли из-за крепления может смываться или увлажняться” при осланцевании же сланцевая пыль за борта крепи выработки попадает в незначительном количестве. Хотя это не говорит о том, что метод борьбы с пылью, основанный на применении воды, является более эффективным. Скорее, по мнению специалистов наоборот. Таким образом, выработка после выполнения противопылевых мероприятий может выглядеть удовлетворительной, на самом деле иметь значительное количество пыли за крепью. Этим можно объяснить реакцию руководителей участков и шахты перед взрывом посетивших горные выработки, которые, утверждали, что называется, "отдают голову на отсечение", что пыли в выработке перед взрывом не было.

     Одной из основных причин опасного скопления  пыли является отсутствие постоянных рабочих по осланцеванию, смыванию, уборке пыли как в подготовительных выработках, так и в выработках примыкающих к очистному забою.

     Хотелось  обратить внимание еще на одну причину  взрывов угольной пыли, появившуюся  с внедрением высокопроизводительных комбайнов, не похожую на описанную  выше. Известно, что угольная пыль, как  и другие виды пыли, взрывается только когда находиться в воздухе во взвешенном состоянии.

     Источником  перехода пыли из статического во взвешенное состояние и взрыва ее, чаще всего  является вспышка или взрыв метана. Действительно такое представление  в целом правильное, но недостаточно полное и не мобилизует рабочих и ИТР негазовых шахт на борьбу с угольной пылью (и сланцевой пылью). Многие шахтеры, руководители, ИТР даже с большим стажем работы в угольной промышленности не могут припомнить случая взрыва угольной пыли без участия метана. Более того, на многих негазовых и газовых шахтах, где практически нет метана, в выработках очень высокая влажность, капеж, большие притоки воды, что приводит к тому, что меры борьбы с угольной или сланцевой пылью практически не осуществляются, и в ряде случаев в этом нет необходимости. Но на практике пыль даже в таких условиях при определенных обстоятельствах взрывается, причем без наличия следов метана в пласте, рудничной атмосфере и при высокой влажности горных выработок. 
Источником образования пыли, который удерживает ее во взвешенном состоянии и взрывает, чаще всего является взрывчатое вещество при производстве буровзрывных работ, применяемое с нарушением правил безопасности.

     Взрывы  из-за нарушения пылевого режима и  особенности при производстве буровзрывных работ в очистных и подготовительных забоях при отсутствии метана неоднократно имели место на газовых шахтах (шахта им.7 Ноября в Кузбассе и др.).

Основные направления и меры по снижению взрывоопасности шахт

     Извлечение  метана, дегазация угольных пластов и горного массива с поверхности в региональном масштабе месторождений для подготовки запасов угля к высокоэффективной и безопасной работе пока не осуществляется, хотя научные наработки и практические предложения ученых Московского государственного горного университета, Института горного дела им. А.А. Скочинского и других имеются. Подземный способ дегазации пластов, спутников их, горного массива применяется в недостаточных объемах, чаще всего на тех шахтах (или пластах), где средствами вентиляции невозможно снизить содержание метана в горных выработках до норм, определенных ПБ, а не как профилактическая мера, повышающая безопасность, исключающая взрыв метана. Таким образом, метан как и прежде продолжает оставаться одним из самых опасных спутников шахтеров, особенно при проведении выработок и очистной выемки угля, создавая дополнительные трудности и экономические проблемы при разработке многих угольных месторождений. Основным направлением снижения взрывоопасности следует считать дегазацию в ее классическом виде.