Актуальная проблема эндогенных возгораний на фоне бесконечно растущих терриконов техногенных отходов, для решения которой Компания ООО «Никас» предлагает предотвращение очагов возгорания новым способом и составами.
О ПРОБЛЕМЕ: Эндогенное самовозгорание — это самопроизвольное возгорание горных пород в отвалах и насыпях, происходящее без внешнего источника огня в результате их внутренних физико-химических процессов. Данная проблема является одной из основных проблем хранения и транспортировки сырья в угольной промышленности. При ведении горных работ открытым способом очаги самовозгорания возникают в нарушенных пластах, скоплениях угля, угольных складах и породных отвалах, содержащих горючие компоненты. Уголь адсорбирует кислород из воздуха, что запускает экзотермические реакции. Стадия самонагрева и возгорания происходит от 30 до 120 дней, в зависимости от активности угля, его влажности и температуры окружающей среды. Отвалы, формирующиеся в процессе добычи, содержат до 20% угля в смеси с породой, их высота достигает >20 м, которые еще сильнее нагреваются из-за адиабатического эффекта. Эндогенная пожароопасность при добыче – это совокупность природных свойств угля и углесодержащих пород, геологических и горнотехнических условий, а также климатических факторов. Высокие температуры, сильные ветра, взрывные работы и вибрация при перевозке измельчает уголь, усиливая его окисление и сокращают срок самовозгорания. Последствия эндогенных пожаров несут за собой большой экономический урон из-за потерь кондиционного угля, ресурсов и затрат на ликвидации аварий, а также экологические угрозы здоровью жизни сотрудников от воздействия образующихся токсичных газов и высокой температуры, и негативные последствия для здоровья всех жителей региона близ месторождения добычи. Борьба с уже возникшим пожаром крайне сложна в локализации и дорогостоящая, поэтому основные силы отраслевых предприятий направлены на предотвращение данной опасности.
К профилактическим мерам относятся:
· формирование отвалов с пологими склонами для уменьшения площади контакта с кислородом и их уплотнение;
· создание непроницаемых экранов из глинистых или инертных пород для ограничения доступа кислорода и дополнительно обработка антипиренами;
· систематический мониторинг с установкой датчиков температуры внутри отвалов и регулярные тепловизионные съемки с БПЛА (дронов) или спутников для выявления очагов на ранней стадии.
Для тушения возгораний часто используются химические вещества (ингибиторы), замедляющие окислительные процессы в углях, но даже после тушения часто остается вероятность повторных рецидивов. Основной причиной возрождения процесса самовозгорания является большая активность ранее прогретого угля по отношению к кислороду. При глубоком залегании очага, когда вскрытие не целесообразно и опасно, очаг изолируется от доступа кислорода песчано-глинистыми насыпными барьерами с их последующей трамбовкой и\или закачкой через скважины пенно-гелевых, зольно-водных суспензий. В участках локализации очагов инъекционным способом возможно образование непрочных линз.
Особенности рельефов, возникновение и расположение очагов эндогенных возгораний на угольных разрезах вызывают необходимость разработки новых эффективных методов и рациональных средств предотвращения и ликвидации самовозгорания. Рынок современных компонентов позволяет наделить уже существующие составы более продуктивными свойствами и функциональными особенностями.
Одним из рациональных способов поверхностной изоляции и крепления горных выработок является «торкрет–бетонирование», который предусматривает нанесение слоя бетонной или иной, доработанной, смеси на поверхность, путем сухого или мокрого напыления под давлением. Развитие этого способа в разных отраслях неслучайно, так как он обладает внушительным рядом преимуществ:
· Возможность разработки новых составов под отраслевую задачу, с технологией «Самозалечивание трещин», с применением «Газоблокаторов» - специальных добавок, активно применяемых в нефтегазовой промышленности для предотвращения миграции газа, с применением термостабильной добавки «ОНИКАС», на основе углерода и многих других добавок.
· Создаваемая конструкция может быть использована в качестве временной и постоянной крепи (самостоятельно или в сочетании с анкерами и сеткой);
· Некоторые составы в единой системе с породой могут наделять конструкцию высокой грузонесущей способности;
· Предохраняет горные породы от разрушения внешними агентами, в данном случае от кислорода, в результате чего породы сохраняют свои свойства неизмененными на длительный срок;
· При наличии в угле глубоких трещин с небольшим раскрытием, уменьшает приток воздуха в приконтурной зоне уступа;
· Не разрушается длительное время под действием солнечных лучей, атмосферных осадков и низких температур;
· Составы могут быть легкими или наделяться характеристиками тяжелого бетона. Особое уплотнение его структуры при укладке и работе «живого отвала» обеспечивает под давлением высокие показатели водонепроницаемости. В зависимости от условий эксплуатации конструкции составы корректируются марками прочности и морозостойкости при испытаниях, как в пресной воде, так и в соленом растворе.
· Возможность разработать состав с применением местных инертных, в том числе пород самих отвалов или зольных отходов генерирующих компаний региона.
· В состав смеси входят доступные материалы, а технология приготовления и применения отличается простотой и может быть механизирована за счет использования высокопроизводительных установок силами разрезов или с привлечением сил сторонних организаций.
Компания «Никас» предлагает разработку новых составов или доработку действующих, с технологией «Самозалечивание трещин», с применением «Газоблокаторов» - специальных добавок, активно применяемых в нефтегазовой промышленности для предотвращения миграции газа, с применением термостабильной добавки «ОНИКАС». А также испытание новых инъекционных составов для локализации действующих эндогенных возгораний, на основе введения эмульсии, с содержанием расширяющих прочностных компонентов, жидкого стекла и новых термостабильных армирующих добавок «ОНИКАС».
Доработка действующих материалов, изучение новых компонентов и их испытания необходимы как отраслевым предприятиям для повышения их безопасности, так и Государственным службам, принимающим участие в ликвидации возгораний! Это бесценный вклад в предотвращение и локализацию эндогенных катастроф, экологию нашей природы и здоровья людей!