Пределы взрываемости газа в котельной. Предел взрываемости природного газа. Физические свойства газа. Парциальное давление, МПа

Газовоздушные смеси могут воспламеняться (взрываться) только тогда, когда содержание газа в смеси находится в определенных (для каждого газа) пределах. В связи с этим различаютнижний и верхний концентрационные пределы воспламеняемости. Нижний предел соответствует минимальному, а верхний — максимальному количеству газа в смеси, при котором происходят их воспламенение (при зажигании) и самопроизвольное (без притока тепла извне) распространение пламени (самовоспламенение). Эти же пределы соответствуют и условиям взрываемости газовоздушных смесей.

Таблица 8.8 . Степень диссоциации водяного пара H2O и диоксида углерода CO2 в зависимости от парциального давления

Температура,

Парциальное давление, МПа

Водяной пар H2O

Диоксид углерода CO2

Если содержание газа в газовоздушной смеси меньше нижнего предела воспламеняемости, такая смесь гореть и взрываться не может, поскольку выделяющейся вблизи источника зажигания теплоты для подогрева смеси до температуры воспламенения недостаточно. Если содержание газа в смеси находится между нижним и верхним пределами воспламеняемости, подожженная смесь воспламеняется и горит как вблизи источника зажигания, так и при удалении его. Такая смесь является взрывоопасной.

Чем шире будет диапазон пределов воспламеняемости (называемых также пределами взрываемости) и ниже нижний предел, тем более взрывоопасен газ. И наконец, если содержание газа в смеси превышает верхний предел воспламеняемости, то количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа.

Существование пределов воспламеняемости вызывается тепловыми потерями при горении. При разбавлении горючей смеси воздухом, кислородом или газом тепловые потери возрастают, скорость распространения пламени уменьшается, и горение прекращается после удаления источника зажигания.

Пределы воспламеняемости для распространенных газов в смесях с воздухом и кислородом приведены в табл. 8.11-8.9. С увеличением температуры смеси пределы воспламеняемости расширяются, а при температуре, превышающей температуру самовоспламенения, смеси газа с воздухом или кислородом горят при любом объемном соотношении.

Пределы воспламеняемости зависят не только от видов горючих газов, но и от условий проведения экспериментов (вместимости сосуда, тепловой мощности источника зажигания, температуры смеси, распространения пламени вверх, вниз, горизонтально и др.). Этим объясняются отличающиеся друг от друга значения этих пределов в различных литературных источниках. В табл. 8.11-8.12 приведены сравнительно достоверные данные, полученные при комнатной температуре и атмосферном давлении при распространении пламени снизу вверх в трубке диаметром 50 мм и более. При распространении пламени сверху вниз или горизонтально нижние пределы несколько возрастают, а верхние снижаются. Пределы воспламеняемости сложных горючих газов, не содержащих балластных примесей, определяются по правилу аддитивности:

L г = (r 1 + r 2 + … + r n)/(r 1 /l1 + r2 /l2 + … + rn/ln) (8.17)

где L г — нижний или верхний предел воспламеняемости сложного газа (8.17)

где 12 — нижний или верхний предел воспламеняемости сложного газа в газовоздушной или газокислородной смеси, об. %; r, r2 ,..., rn — содержание отдельных компонентов в сложном газе, об. %; r, + r2 + ... + rn = 100%; l, l2 ,..., ln — нижние или верхние пределы воспламеняемости отдельных компонентов в газовоздушной или газокислородной смеси по данным табл. 8.11 или 8.12, об. %.

При наличии в газе балластных примесей пределы воспламеняемости могут быть определены по формуле:

L6 = LJ 1 + Б/(1 - Б);00]/ (8.18)

где Lg — верхний и нижний пределы воспламеняемости смеси с балластными примесями, об. %; L2 — верхний и нижний пределы воспламеняемости горючей смеси, об. %; Б — количество балластных примесей, доли единицы.

Таблица 8.11. Пределы воспламеняемости газов в смеси с воздухом (при t = 20°C и p = 101,3 кПа)

					Максимальное давление взрыва, МПа	Коэффициент избытка воздуХа а при пределах воспламенения
	При пределах воспламеняемости		При стехиометрическом составе смеси	При составе смеси, дающем максимальное давление взрыва
	нижнем	верхнем				нижнем	верхнем
Оксид углерода
Изобутан
Пропилен
Ацетилен

Таблица 8.12. Пределы воспламеняемости газов в смеси с кислородом (при t = 20ºC и p =

При расчетах часто необходимо знать коэффициент избытка воздуха а при разных пределах воспламеняемости (см. табл. 8.11), а также давление, возникающее при взрыве газовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха, соответствующий верхнему или нижнему пределам воспламеняемости, можно определить по формуле

α = (100/L - 1) (1/VT) (8.19)

Давление, возникающее при взрыве газовоздушных смесей, можно определить с достаточным приближением по следующим формулам: для стехиометрического соотношения простого газа с воздухом:

Р вз = Рн(1 + β tк) (m/n) (8.20)

для любого соотношения сложного газа с воздухом:

Рвз = Рн(1 + βtк) Vвлпс /(1 + αV m) (8.21)

где Р вз — давление, возникающее при взрыве, МПа; рн — начальное давление (до взрыва), МПа; в — коэффициент объемного расширения газов, численно равный коэффициенту давления (1/273); tK — калориметрическая температура горения, °С; т — число молей после взрыва, определяемое по реакции горения газа в воздухе; п — число молей до взрыва, участвующих в реакции горения; V mn ,. — объем влажных продуктов сгорания на 1 м 3 газа, м 3 ; V„, — теоретический расход воздуха, м 3 /м 3 .

Давления взрыва, приведенные в табл. 8.13 или определенные по формулам, могут возникнуть только в том случае, если происходит полное сгорание газа внутри емкости и ее стенки рассчитаны на эти давления. В противном случае они ограничены прочностью стенок или их наиболее легко разрушающихся частей — импульсы давления распространяются по невоспламененному объему смеси со скоростью звука и достигают ограждения гораздо быстрее, чем фронт пламени.

Эта особенность — различие скоростей распространения пламени и импульсов давления (ударной волны) — широко используется на практике для защиты газовых устройств и помещений от разрушения при взрыве. Для этого в проемах стен и перекрытий устанавливаются легко открывающиеся или разрушающиеся фрамуги, рамы, панели, клапаны и т.д. Возникающее при взрыве давление зависит от особенностей конструкции устройств защиты и коэффициента сброса kc6, представляющего собой отношение площади защитных устройств к объему помещения.

Низшая теплота сгорания некоторых компонентов природного газа

Пределы взрываемости газовоздушных смесей

Пределы и интервал взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре 20 °с и давлении 0,1 мПа

1.2. Законы идеальных газов. Области их применения

Критические параметры некоторых веществ

1.3. Технологические характеристики природных газов и их компонентов

1.4. Термодинамическое обеспечение решения энерготехнологических задач трубопроводного транспорта природных газов

Значение коэффициента Джоуля-Томсона () для метана в зависимости от температуры и давления

Значения параметров природного газа с содержанием метана 97% в зависимости от температуры при среднем давлении 5 мПа

Глава 2 назначение и устройство компрессорных станций

2.1. Особенности дальнего транспорта природных газов

2.2. Назначение и описание компрессорной станции

2.3. Системы очистки технологического газа на кс

2.4. Технологические схемы компрессорных станций

2.5. Назначение запорной арматуры в технологических обвязках кс

2.6. Схемы технологической обвязки центробежного нагнетателя кс

2.7. Конструкции и назначения опор, люк-лазов и защитных решеток в обвязке гпа

2.8. Системы охлаждения транспортируемого газа на компрессорных станциях

2.9. Компоновка газоперекачивающих агрегатов на станции

2.10. Система импульсного газа

2.11. Система топливного и пускового газа на станции

2.12. Система маслоснабжения кс и гпа, маслоочистительные машины и аппараты воздушного охлаждения масла

2.13. Типы газоперекачивающих агрегатов, применяемых на кс

Уральский турбомоторный завод (узтм), г. Екатеринбург

Невский завод им. Ленина (нзл), г.Санкт-Петербург

Первый Бриенский завод (Чехия), г.Брно

Показатели злектроприводных агрегатов

Показатели газомотокомпрессоров

Структура парка гпа в системе оао "Газпром"

Показатели перспективных газотурбинных установок нового поколения

2.14. Нагнетатели природного газа. Их характеристики

2.34. Неполнонапорный одноступенчатый нагнетатель 370-18 агрегата гтк-10-4 производства нзл:

Характеристики центробежных нагнетателей для транспорта природных газов

2.15. Электроснабжение кс Электроснабжение газотурбинных кс и гпа

Электроснабжение гпа

Электроснабжение электроприводной кс

Резервные аварийные электростанции

Система питания постоянным током автоматики и аварийных насосов смазки гпа, автоматики зру-10 кВ, аварийного освещения

2.16. Водоснабжение и канализация кс

Теплоснабжение кс

2.17. Организация связи на компрессорных станциях

2.18. Электрохимзащита компрессорной станции

2.19. Грозозащита компрессорной станции

Глава 3 эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом

3.1. Организация эксплуатации цехов с газотурбинным приводом

3.2. Схемы и принцип работы газотурбинных установок

3.3. Подготовка гпа к пуску

3.4. Проверка защиты и сигнализации гпа

Защита по давлению масла смазки

Защита по погасанию факела

Защита по осевому сдвигу роторов

Защита по перепаду между маслом уплотнения и газом в полости нагнетателя (защита "масло-газ")

Защита от превышения температуры газа

Защита по превышению частоты вращения роторов твд, тнд и турбодетандера

Защита по температуре подшипников

Система защиты от вибрации

3.6. Обслуживание агрегата и систем кс в процессе работы

3.7. Подготовка циклового воздуха для гту

3.8. Очистка осевого компрессора в процессе эксплуатации

3.9. Устройство для подогрева всасывающего циклового воздуха. Антиобледенительная система

3.10. Противопомпажная защита цбн

1’’’ - Режим работы нагнетателя с малыми возмущениями. I - линия контроля помпажа;

3.11. Работа компрессорной станции при приеме и запуске очистных устройств

3.12. Особенности эксплуатации гпа при отрицательных температурах

3.13. Система пожаротушения гпа и ее эксплуатация

3.14. Вибрация, виброзащита и вибромониторинг гпа

3.15. Нормальная и аварийная остановка агрегатов

3.16. Остановка компрессорной станции ключом аварийной остановки станции (каос)

Глава 4 эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с электроприводом

4.1. Характеристика приводов, основные типы эгпа и их устройство

Техническая характеристика гпа с электроприводом

4.2. Системы избыточного давления и охлаждения статора и ротора электродвигателя

4.3. Системы масло-смазки и масло-уплотнения эгпа, их отличие от систем гту

4.4. Редукторы - мультипликаторы, применяемые на электроприводных гпа

4.5. Особенности подготовки к пуску и пуск гпа

4.6. Обслуживание эгпа во время работы

4.7. Регулирование режима работы гпа с электроприводом

4.8. Применение на кс электроприводных гпа с регулируемой частотой вращения

4.9. Эксплуатация вспомогательного оборудования и систем компрессорного цеха

4.10. Совместная работа электроприводного и газотурбинного компрессорных цехов

Глава 1. Характеристики природных газов

Глава 2. Назначение и устройство компрессорных станций

Глава 3. Эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом

Глава 4. Эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с электроприводом

Пределы взрываемости газовоздушных смесей

Исключение образования взрывоопасных газовоздушных концентраций, а также появление источников воспламенения этой смеси (пламени, искр) всегда является основной задачей обслуживающего персонала компрессорных станций. При взрыве газовоздушной смеси резко повышается давление в зоне взрыва, приводящее к разрушению строительных конструкций, а скорость распространения пламени достигает сотни метров в секунду. Например, температура самовоспламенения метановоздушной смеси находится на уровне 700 °С, а метан является основным компонентом природного газа. Его содержание в газовых месторождениях колеблется в диапазоне 92-98%.

При взрыве газовоздушной смеси, находящейся под давлением 0,1 МПа, развивается давление около 0,80 МПа. Газовоздушная смесь взрывается, если в ней содержится 5-15 % метана; 2-10 % пропана; 2-9 % бутана и т.д. При повышении давления газовоздушной смеси пределы взрываемости сужаются. Следует отметить, что примесь кислорода в газе увеличивает опасность взрыва.

Пределы и интервал взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре 20 °С и давлении 0,1 МПа приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Пределы и интервал взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре 20 °с и давлении 0,1 мПа

	Пределы взрываемости, % по объему		Интервал взрываемости, % по объему
Ацетилен
Нефтепромысл. газ
Оксид углерода
Природный газ
Пропилен

1.2. Законы идеальных газов. Области их применения

Идеальными газами принято считать газы, подчиняющиеся уравнению Клапейрона (). Одновременно под идеальными подразумеваются газы, в которых отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия, а объем самих молекул равен нулю. В настоящее время можно утверждать, что ни один из реальных газов не подчиняется этим газовым законам. Тем не менее эти специфические газовые законы достаточно широко используются в технических расчетах. Эти законы просты и достаточно хорошо характеризуют поведение реальных газов при невысоких давлениях и не очень низких температурах, вдали от областей насыщения и критических точек вещества. Наибольшее практическое распространение получили законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро и на их основе полученное уравнение Клапейрона-Менделеева.

Закон Бойля-Мариотга утверждает, что при постоянной температуре (= const) произведение абсолютного давления и удельного объема идеального газа сохраняет постоянную величину (
= const), т.е. произведение абсолютного давления и удельного объема зависит только от температуры. Откуда при = const имеем:

. (1.27)

Закон Гей-Люссака утверждает, что при постоянном давлении (= const) объем идеального газа изменяется прямо пропорционально повышению температуры:

, (1.28)

где - удельный объем газа при температуре °С и давлении
- удельный объем газа при температуре = 0 °С и том же давлении ; - температурный коэффициент объемного расширения идеальных газов при 0 °С, сохраняющий одно и то же значение при всех давлениях и одинаковый для всех идеальных газов:

. (1.29)

Таким образом, содержание закона Гей-Люссака сводится к следующему утверждению: объемное расширение идеальных газов при изменении температуры и при = const имеет линейный характер, а температурный коэффициент объемного расширения является универсальной постоянной идеальных газов.

Сопоставление законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака приводит к уравнению состояния идеальных газов:

, (1.30)

где - удельный объем газа; - абсолютное давление газа; - удельная газовая постоянная идеального газа; - абсолютная температура идеального газа:

. (1.31)

Физический смысл удельной газовой постоянной - это удельная работа в процессе = const при изменении температуры на один градус.

Закон Авогадро утверждает, что объем одного моля идеального газа не зависит от природы газа и вполне определяется давлением и температурой вещества (
). На этом основании утверждается, что объемы молей разных газов, взятых при одинаковых давлениях и температурах, равны между собой. Если - удельный объем газа, а - мольная масса, то объем моля (мольный объем) равен
. При равных давлениях и температурах для разных газов имеем:

Так как удельный мольный объем газа зависит в общем случае только от давления и температуры, то произведение
в уравнении (1.32) - есть величина одинаковая для всех газов и поэтому называется универсальной газовой постоянной:

, Дж/кмоль·К. (1.33)

Из уравнения (1.33) следует, что удельные газовые постоянные отдельных газов определяются через их мольные массы. Например, для азота (
) удельная газовая постоянная будет

= 8314/28 = 297 Дж/(кг·К). (1.34)

Для кг газа с учетом того, что
, уравнение Клапейрона записывается в виде:

, (1.35)

где - количество вещества в молях
. Для 1 кмоля газа:

. (1.36)

Последнее уравнение, полученное русским ученым Д.И. Менделеевым, часто называют уравнением Клапейрона-Менделеева.

Значение мольного объема идеальных газов в нормальных физических условиях (= 0 °С и = 101,1 кПа) составит:

= 22,4 м/кмоль. (1.37)

Уравнение состояния реальных газов часто записывают на основе уравнения Клапейрона с введением в него поправки , учитывающей отклонение реального газа от идеального

, (1.38)

где - коэффициент сжимаемости, определяемый по специальным номограммам или из соответствующих таблиц. На рис. 1.1 приведена номограмма для определения численных значений величины природного газа в зависимости от давления , относительной плотности газа по воздуху и его температуры . В научной литературе коэффициент сжимаемости обычно определяется в зависимости от так называемых приведенных параметров (давление и температура) газа:

;
, (1.39)

где , и
- соответственно приведенное, абсолютное и критическое давление газа; , и - соответственно приведенная, абсолютная и критическая температура газа.

Рис. 1.1. Номограмма расчёта в зависимости от , ,

Критическим давлением называется такое давление, при котором и выше которого никаким повышением температуры жидкость уже не может быть превращена в пар.

Критической температурой называется такая температура, при которой и выше которой ни при каком повышении давления нельзя сконденсировать пар.

Численные значения критических параметров для некоторых газов приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

1. Газ – без цвета, вкуса и запаха. Неядовит, нетоксичен. Обладает удушающим действием, т.е. при утечках вытесняет кислород из объёма помещений.

2. Пожаровзрывоопасен.

3. Примерно в два раза легче воздуха, поэтому при утечках скапливается в верхних слоях помещений.

Плотность воздуха: r возд .=1,29 кг/м 3 .

Плотность газа: r газа .=0,72 кг/м 3 .

4. При температуре –162 О С и атмосферном давлении (760 мм Hg . ст.) природный газ переходит в жидкое состояние.

5. Температура, развиваемая при сгорании газа от +1600 до +2000 О С.

6. Температура воспламенения +645 О С.

7. При сгорании одного кубометра газа выделяется 8500 Ккал тепла (Теплотворная способность природного газа).

8. Пределы взрываемости газа: от 5% до 15% по объёму.

При концентрации газа в воздухе помещений менее 5% или более 15% взрыва не будет. Будет пожар или возгорание. Когда меньше 5% - будет недостаток газа и меньше теплоты, которая поддерживает горение.

Во втором случае (концентрация более 15%) будет мало воздуха, т.е. окислителя, и малое количество тепла для поддержания горения.

Под взрывом понимают явление, связанное с выделением большого количества энергии в ограниченном объёме за очень короткий промежуток времени. И если в сосуде воспламенилась горючая газовая смесь, но сосуд выдержал образовавшееся вследствие этого давление, то - это не взрыв, а простое сгорание газов. Если же сосуд разорвался - это взрыв.

Более того - взрыв, даже если в сосуде не было горючей смеси, а он разорвался, например, вследствие превышения давления воздуха или даже без превышения расчетного давления, или например вследствие потери прочности сосуда в результате коррозии его стенок.

Если представить шкалу загазованности какого-либо объёма (помещения, сосуда и т.д.) в объёмных процентах от 0% до 100%, то получится, что при загазованности СН4:

От 0% до 1% - горение невозможно, так как газа, по отношению к воздуху, слишком мало;

От 1% до 5% - горение возможно, но не устойчиво (концентрация газа небольшая);

От 5% до 15% (1 вариант) - горение возможно от источника зажигания, и (2 вариант) – горение возможно без источника зажигания (нагрев газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения);

От 15% до 100% - горение возможно, и устойчиво.

Сам процесс горения может происходить двумя способами:

От источника зажигания - в данном случае газовоздушная смесь воспламеняется в «точке вноса» источника зажигания. Далее по цепной реакции, газовоздушная смесь поджигает сама себя, образуя «фронт распространения пламени», с направлением движения от источника зажигания;

Без источника зажигания – в данном случае газовоздушная смесь воспламеняется одновременно (мгновенно) во всех точках загазованного объёма. Отсюда произошли такие понятия как нижний и верхний концентрационные пределы взрываемости газа, так как такое воспламенение (взрыв) возможно только в пределах загазованности от 5% до 15% объёмных.

Условия, при выполнении которых произойдёт взрыв газа:

Концентрация газа (загазованность) в газовоздушной смеси от 5% до 15%;

Закрытый объём;

Внесение открытого огня или предмета с температурой воспламенения газа (нагрев газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения);

Нижний концентрационный предел самовоспламенения горючих газов (НКПР) - это минимальное содержание газа в газовоздушной смеси, при котором горение происходит без источника зажигания (самопроизвольно). При условии подогрева газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения. У метана это примерно 5%, а у пропано-бутановой смеси это примерно 2% газа от объёма помещения.

Верхний концентрационный предел самовоспламенения горючих газов (ВКПР) - это такое содержание газа в газовоздушной смеси, выше которого смесь становится негорючей без открытого источника зажигания. У метана это примерно 15%, а у пропано-бутановой смеси примерно 9% газа от объёма помещения.

Процентное отношение НКПР и ВКПР указано при нормальных условиях (Т = 0°С и Р = 101325 Па).

Сигнальная норма - это 1/5 от НКПР. У метана это 1%, а у пропано-бутановой смеси это 0,4% газа от объёма помещения. Все газосигнализаторы, газоанализаторы и газоиндикаторы до взрывных концентраций настроены на эту сигнальную норму. При обнаружении сигнальной нормы (согласно ПЛА) объявляется АВАРИЯ-ГАЗ. Производятся соответствующие мероприятия. 20% от НКПР берётся для того, чтобы у работников был некоторый запас времени на устранение аварии, либо на эвакуацию. Также указанная сигнальная норма является «точкой» окончания продувки газопроводов газом или воздухом, после проведения различных эксплуатационных работ.

Климатические условия в шахтах. Их отличия от климатических условий на поверхности.

Климатические условия (тепловой режим) горных предприятий оказывают большое влияние на самочувствие человека, его производительность труда, на уровень травматизма. Кроме того, они оказывают влияние на работу оборудования, поддержание выработок, состояние вентиляционных сооружений.

Температура и влажность воздуха в подземных выработках зависят от таковых на поверхности.

При движении воздуха по подземным выработкам его температура и влажность изменяются.

Зимой воздух, поступающий в шахту, охлаждает стенки воздухо-подающих выработок, а сам нагревается. Летом воздух нагревает стенки выработок, а сам охлаждается. Теплообмен происходит наиболее интенсивно в воздухоподающих выработках и на некотором расстоянии от их устья затухает, а температура воздуха становится близкой к температуре пород.

Основными факторами, определяющими температуру воздуха в подземных горных выработках, являются:

1. Тепло- и массообмен с горными породами.

2. Естественное сжатие воздуха при его движении вниз по вертикальным или наклонным выработкам.

3. Окисление горных пород и материалов крепи.

4. Охлаждение горной массы при ее транспортировании по выработкам.

5. Процессы массообмена между воздухом и водой.

6. Тепловыделение при работе машин и механизмов.

7. Тепловыделение людей, охлаждение электрических кабелей, трубопроводов, горение светильников и пр.

Максимально допустимая скорость движения воздуха в различных выработках колеблется от 4 м/с (в призабойных пространствах) до 15 м/с (в вентиляционных стволах, не оборудованных подъемом).

Воздух, подаваемый в подземные выработки в зимнее время, должен подогреваться до температуры +2 о С (в 5 м от сопряжения канала калорифера со стволом).

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений (в т.ч. и обогатительных фабрик) приведены в ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН – 2.2.4.548-96.

Оптимальные микроклиматические условия – такие сочетания метеорологических параметров, которые обеспечивают ощущение теплового комфорта.

Допустимые – такие сочетания метеорологических параметров, при которых не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья.

Так, допустимый диапазон температур в холодный период года для работ I категории тяжести составляет 19-25 о С; II категории – 15-23 о С; III категории – 13-21 о С.

В теплый период года эти диапазоны составляют соответственно 20-28 о С; 16-27 о С; 15-26 о С.

Концентрационные пределы воспламеняемости и взрываемости метана. Факторы, влияющие на интенсивность воспламеняемости и взрываемости

Метан (СН 4) – газ без цвета, запаха и вкуса, при обычных условиях весьма инертен. Его относительная плотность 0,5539, вследствие чего он скапливается в верхних частях выработок и помещений.

Метан образует с воздухом горючие и взрывчатые смеси, горит бледным голубоватым пламенем. В подземных выработках горение метана происходит в условиях недостатка кислорода, что приводит к образованию оксида углерода и водорода.

При содержании метана в воздухе до 5-6% (при нормальном содержании кислорода) он горит около источника тепла (открытого огня), от 5-6% до 14-16% взрывается, свыше 14-16% не взрывается, но может гореть при притоке кислорода извне. Сила взрыва зависит от абсолютного количества участвующего в нем метана. Наибольшей силы взрыв достигает при содержании в воздухе 9,5% СН 4 .

Температура воспламенения метана 650-750 о С; температура продуктов взрыва в неограниченном объеме достигает 1875 о С, а внутри замкнутого объема 2150-2650 о С.

Метан образовался в результате разложения клетчатки органической массы под влиянием сложных химических процессов без доступа кислорода. Существенную роль при этом играет жизнедеятельность микроорганизмов (анаэробных бактерий).

В породах метан находится в свободном (заполняет поровое пространство) и связанном состоянии. Количество метана, содержащегося в единице массы угля (породы) в естественных условиях, называется газоносностью.

Различают три вида выделения метана в горные выработки угольных шахт: обыкновенное, суфлярное, внезапные выбросы.

Основной мерой предотвращения опасных скоплений метана является вентиляция выработок, обеспечивающая поддержание допустимых концентраций газа. По правилам безопасности содержание метана в шахтном воздухе не должно превышать значений, приведенных в табл. 1.3.

Допустимое содержание метана в горных выработках

При невозможности обеспечить допустимое содержание метана средствами вентиляции применяется дегазация шахт.

Для предупреждения воспламенения метана запрещается применение в горных выработках открытого огня, курение. Электрооборудование, применяемое в опасных по газу выработках, должно иметь взрывобезопасное исполнение. Для ведения взрывных работ должны применяться только предохранительные взрывчатые вещества и средства взрывания.

Основные меры по ограничению вредных последствий взрыва: разделение шахты на независимо проветриваемые участки; четкая организация спасательной службы; ознакомление всех работников со свойствами метана и мерами предосторожности.