a. Quỏ trỡnh chỏy nội sinh
Quỏ trỡnh chỏy nội sinh bao gồm 4 giai đoạn sau:
- Giai đoạn hấp thụ ụxi: ở giai đoạn này, nhiệt độ của than khụng tăng, quỏ trỡnh ụxi hoỏ diễn ra mạnh.
- Giai đoạn tự đốt núng: ở giai đoạn này, nhiệt độ của than và khụng khớ tăng lờn, hàm lượng ụxi trong khụng khớ giảm đi, độ ẩm và hàm lượng CO2, CO đều tăng.
- Giai đoạn làm khụ: ở giai đoạn này, độ ẩm của khụng khớ tăng, than chảy mồ hụi, xuất hiện mựi của hiđrụcỏcbua thơm và SO2, nhiệt độ của khụng khớ, nước, đất đỏ tăng.
- Giai đoạn tự chỏy và chỏy: ở giai đoạn này phỏt sinh khúi, hàm lượng CO, CO2 và hiđrrụcỏcbua cao. Do nhiệt độ tăng nờn sinh ra hạ ỏp nhiệt cú khả năng đảo chiều giú.
b. hậu quả của chỏy mỏ
1. Khớ chỏy.
Khớ chỏy là sản phẩm của quỏ trỡnh ụxi hoỏ trong tất cả cỏc giai đoạn: CO2 & O2; CO, H2S, H2, CH4 và nhiều hiđrụcỏcbua.
2. Nhiệt độ của cỏc khớ chỏy.
Nhiệt độ của cỏc khớ chỏy lớn hơn so với nhiệt độ của mụi trường xung quanh. ở trung tõm chỏy, nhiệt độ cú thể đạt tới 1000oC và giảm đi cựng với sự chuyển dịch của khụng khớ qua đường lũ hoặc qua khoảng đó khai thỏc và là kết quả của sự hỗn hợp khớ chỏy với hụng khớ sạch.
Ảnh hưởng của chỏy mỏ đối với vấn đề thụng giú giống như hoạt động của những quạt giú phụ ở đường lũ tương ứng. Hạ ỏp suất do chỏy mỏ gọi là hạ ỏp suất nhiệt.
Trờn cơ sở lý thuyết nhiệt động học của ỏp suất sinh ra do sự đốt núng xỏc lập bởi Budryd khi núi về ảnh hưởng của sự chỏy đối với thụng giú mỏ,, ta cú thể nhận định như sau:
- Sự xuất hiện chỏy mỏ cú thể do một sự hư hỏng đỏng kể của thụng giú. - Ảnh hưởng của chỏy mỏ thấy rừ trờn đường lũ mà khớ núng đi qua và tương đương với hoạt động của một loạt quạt cục bộ đặt ở đường lũ này.
- Hiệu số giữa cỏc độ cao từ điểm đầu và điểm cuối của lũ thụng giú và nhiệt độ khớ chỏy càng lớn bao nhiờu thỡ hạ ỏp suất nhiệt cục bộ càng lớn bấy nhiờu.
- Ở những lũ bằng, hạ ỏp suất nhiệt rất nhỏ, ở những đường lũ cú giú chuyển dịch đi lờn, hạ ỏp suất nhiệt sẽ cú giỏ trị dương, cũn ở những đường lũ cú giú chuyển dịch đi xuống thỡ hạ ỏp suất nhiệt cú giỏ trị õm.
- Độ lớn của hạ ỏp suất nhiệt cục bộ H cú thể xỏc định khỏ chớnh xỏc nhờ cụng thức sau:
H Z t
T g Z tT
. . . . . , N/m2. Trong đú:
Z- Hiệu số độ cao giữa điểm đầu và điểm cuối của đường lũ.
- trọng lượng riờng của khụng khớ, kg/m3.
- khối lượng riờng của khụng khớ, kg/m3.
T- nhiệt độ tuyệt đối của khụng khớ trước khi chỏy mỏ. g- gia tốc trọng trường, m/s2.
t- sự tăng nhiệt độ ở mỗi tiết diện ngang được nghiờn cứu sau khi chỏy. - Sự tăng nhiệt độ càng lớn khi càng nhiều khớ chỏy đi qua đường lũ và khi điểm nghiờn cứu càng gần tõm chỏy.
- Phương phỏp hiệu quả nhất để giảm hạ ỏp suất nhiệt cục bộ trờn đường khớ chỏy đi qua là giảm lượng khụng khớ đi vào tõm chỏy bằng cỏch xõy thành chắn trong đường lũ giú sạch qua.
- Để cú thể xỏc định nơi xảy ra sự hư hỏng trong hệ thống thụng giú, cần phải vẽ sơ đồ tớnh toỏn thụng giú, vẽ đường giú đi lờn, đi xuống trong mạng thụng giú và ghi lại những đường lũ trong đú hạ ỏp suất nhiệt cao.
5.2.3. Ngăn ngừa và phũng chống chỏy mỏ
a. Khỏi niệm.
- Ngăn ngừa chỏy: Cỏc cụng tỏc nhằm đề phũng phỏt sinh chỏy mỏ. - Phũng chỏy: Cỏc cụng tỏc chuẩn bị cho việc chữa chỏy.
- Phũng chống hay chữa chỏy: Cỏc cụng tỏc dập tắt đỏm chỏy mỏ. b. Ngăn ngừa chỏy mỏ.
+Ngăn ngừa chỏy nội sinh:
Thực tế cho thấy ở những đường lũ này ớt xảy ra chỏy. Tuy nhiờn ở một số trường hợp đó xảy ra chỏy do khụng thực hiện đỳng những quy định an toàn. Vỡ vậy trong thiết kế thi cụng và sử dụng những đường lũ trờn cần phải lưu ý đến những quy định về ngăn ngừa chỏy. Những quy định đú là:
- Đối với những vỉa chia khu khai thỏc thỡ chiều dài của mỗi khu khai thỏc lớn nhất là 400một để cú thể đúng kớn và cỏch ly độc lập giữa cỏc khu.
- Ở những vỉa dày và trung bỡnh, đường lũ mở vỉa và chuẩn bị phải đào trong đỏ.
- Lũ xuyờn vỉa ở những vỉa cú tớnh tự chỏy cần phải đổ bờtụng trờn toàn bộ đoạn lũ đi qua chiều dày nằm ngang của vỉa và cả phần than kẹp đỏ và cộng thờm đoạn lũ đổ bờtụng ớt nhất là 3một về phớa vỏch và trụ vỉa
- Để cú thể đúng kớn một khu khai thỏc khi cú chỏy mỏ, tất cả những đường lũ xuyờn vỉa nờn cú những khung thành chắn, nhưng khụng được cản trở đến việc vận tải và thụng giú.
- Gúc tạo thành giữa đường lũ và những vỉa than cũng như của hai đường lũ cắt nhau đào trong than cần phải lớn hơn 60o để loại trừ sự nứt nẻ của khối than giữa chỳng.
- Cầu giú khụng được đào trong những vỉa cú khả năng tự chỏy, nếu điều này khụng loại trừ được thỡ phải đổ bờtụng cả hai phớa của đường lũ trờn một đoạn ớt nhất là 10 một kể từ giao điểm.
- Mọi buồng hầm chỉ nờn đào trong đỏ.
- Nếu ở một đoạn lũ đào trong vỉa than cú tớnh tự chỏy khi bị sập cần phải dọn ngay than vụn, cũn lỗ hổng tạo thành phải chốn đỏ và chống thờm ở hai đầu đoạn lũ sập một đoạn dài 3 một.
- Những đường lũ đào trong than khụng được dừng lại ở khoảng thời gian lớn hơn 3 thỏng.
2) Ngăn ngừa chỏy mỏ khi khai thỏc.
Bất kể phương phỏp khai thỏc sử dụng là gỡ, nhưng để ngăn ngừa chỏy mỏ, cần thực hiện những biện phỏp chung sau:
- Thứ tự khai thỏc cỏc vỉa cần phải tiến hành từ vỏch đến trụ để loại trừ sự sụp lở.
- Khi khai thỏc đồng thời nhiều vỉa ở cựng một mức, để loại trừ sự sụp lở cần phải khai thỏc vỉa ở vỏch trước một khoảng cỏch ớt nhất là 2 lần bước sập lở.
- Trong cựng một vỉa phải khai thỏc từ trờn xuống dưới.
- Nờn khai thỏc bằng phương phỏp khấu dật trong phạm vi một khu cũng như trong phạm vi một khoảnh.
- Ở những vỉa dày và trung bỡnh, khụng được để lại trụ bảo vệ bằng than với mục đớch cục bộ, trừ những trường hợp đặc biệt, khi đú cỏc trụ bảo vệ hợp với vỏch một gúc lớn nhất là 70o.
- Đối với những vỉa dày và mỏng, trước khi rời bỏ khoảng đó khai thỏc, phải khoan những lỗ khoan sõu 3một và cỏch nhau 4một vào vỏch vỉa để thăm dũ những nhỏnh than cũn sút lại, khi phỏt hiện ra phải khai thỏc ngay. ở những vỉa cú gúc dốc lớn hoặc uốn nếp nhiều phải tiến hành thăm dũ than cũn sút lại như trờn ở cả trụ của vỉa.
- Nờn lấp lỗ hổng sau khi khai thỏc bằng cỏch chốn lũ và khi chốn phải thi cụng thận trọng, cũn vật liệu chốn khụng được chứa chất chỏy.
- Khi lấp khoảng trống đó khai thỏc bằng cỏch phỏ hoả, cần phải chỳ ý tới những biện phỏp chống chỏy (quột sạch than và đỏ phiến ở lũ chợ, thi cụng tốt việc làm sàn, phỏ hoả toàn bộ, ...).
- Khi chọn phương phỏp khai thỏc cần phải loại trừ những vựng cú ỏp suất lớn ở lũ chợ, thụng qua việc đảm bảo tiến độ lũ chợ một cỏch bỡnh thường và số lũ chuẩn bị nhỏ, việc khấu và bốc toàn bộ than cũng như đỏ phiến, đồng thời đảm bảo tốc độ khai thỏc lớn.
3) Chế độ thụng giú phự hợp.
Cần cung cấp lưu lượng (Q) lớn, cũn hạ ỏp (h) nhỏ, thực hiện mạng giú đơn giản, độc lập.
- đề phũng hai luồng giú cú sự chờnh lệch lớn về hạ ỏp giữa hai luồng gần nhau. Cần trỏnh thụng giú nối tiếp cho cỏc khu vực cỏch xa nhau.
- Khụng cho phộp h>200 mmH2O ở mỏ cú nguy cơ chỏy nội sinh. b. Ngăn ngừa chỏy ngoại sinh.
- Trỏnh dựng vật liệu dễ chỏy ở gần chỗ để mụtơ, cỏc trạm điện cũng như giếng giú.
- Xõy dựng những trạm riờng để chứa những vật liệu dễ chỏy.
- Cú mạng điện cố định và dễ kiểm tra để phũng quỏ tải và ngắn mạch. - Kiểm tra những nơi cú ma sỏt nguy hiểm: nhà trục, puli, phanh, ... c. Phũng chỏy.
- Cỏc xớ nghiệp mỏ cần phải theo dừi những hiện tượng tự đốt núng và tự chỏy của than và quặng.
- Việc quan sỏt sự tiến triển của những chỉ số về tự chỏy khụng tham gia chống chỏy ra khỏi vựng nguy hiểm.
+ Sử lý kịp thời chỏy mỏ bằng phương phỏp chống chỏy tớch cực. + Ngăn ngừa cỏc vụ nổ.
+ Loại trừ sự tràn ngập khớ chỏy trong mỏ.
+ Thỏo đường dõy điện và ống dẫn khớ nộn ở vựng nguy hiểm.
+ Sử dụng những biện phỏp thụng giú đặc biệt, những biện phỏp bắt buộc trong trường hợp sử dụng biện phỏp chống chỏy khụng tớch cực.
Vựng nguy hiểm khi xảy ra chỏy mỏ bao gồm tất cả những đường lũ bắt đầu từ nơi xảy ra chỏy đến nơi mà trong suốt thời gian chữa chỏy, khớ chỏy chuyển dịch qua hoặc cú thể chuyển dịch qua.
Việc di chuyển của khớ chỏy cú thể cho đi qua cỏc đường lũ hoặc giỏn tiếp qua khoảng đó khai thỏc.
Việc đưa mọi người ra khỏi vựng nguy hiểm trực tiếp cần tiến hành ngay tức khắc, cũn đối với những cụng nhõn ở vựng nguy hiểm giỏn tiếp thỡ phải bỏo động khi phỏt hiện ra nơi khớ chỏy.