Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 2 апреля 2013 г. № 132 “Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Инструкция по определению инкубационного периода самовозгорания угля” (не вступил в силу)

В соответствии с подпунктом 5.2.2.16(1) Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. № 401 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, № 32, ст. 3348; 2006, № 5, ст. 544; № 23, ст. 2527; № 52, ст. 5587; 2008, № 22, ст. 2581; № 46, ст. 5337; 2009, № 6, ст. 738; № 33, ст. 4081; № 49, ст. 5976; 2010, № 9, ст. 960; № 26, ст. 3350; № 38, ст. 4835; 2011, № 6, ст. 888; № 14, ст. 1935; № 41, ст. 5750; № 50, ст. 7385; 2012, № 29, ст. 4123; № 42, ст. 5726; 2013,№ 12, ст. 1343), приказываю:

утвердить прилагаемые Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по определению инкубационного периода самовозгорания угля»;

Руководитель

Н.Г. Кутьин

Зарегистрировано в Минюсте РФ 5 июля 2013 г.

Регистрационный № 28997

Федеральные нормы и правила
в области промышленной безопасности «Инструкция по определению инкубационного периода самовозгорания угля»
(утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 2 апреля 2013 г. № 132)

См. справку о правилах промышленной безопасности

I. Общие положения

1. Настоящие Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по определению инкубационного периода самовозгорания угля» (далее - Инструкция) разработаны в соответствии с Федеральным законом от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, № 30, ст. 3588; 2000, № 33, ст. 3348; 2003, № 2, ст. 167; 2004, № 35, ст. 3607; 2005, № 19, ст. 1752; 2006, № 52, ст. 5498; 2009, № 1, ст. 17, ст. 21; № 52, ст. 6450; 2010, № 30, ст. 4002; № 31, ст. 4195, ст. 4196; 2011, № 27, ст. 3880; № 30, ст. 4590, ст. 4591, ст. 4596; № 49, ст. 7015, ст. 7025; 2012, № 26, ст. 3446; 2013, № 9, ст. 874), Правилами безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03), утвержденными постановлением Госгортехнадзора России от 5 июня 2003 г. № 50 (зарегистрировано Министерством юстиции Российской Федерации 19 июня 2003 г., регистрационный № 4737; Российская газета, 2003, № 120/1; 2004, № 71), с изменениями, внесенными приказами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 20 декабря 2010 г. № 1158 (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 15 марта 2011 г., регистрационный № 20113; Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, 2011, № 16) и от 7 декабря 2012 г. № 708 (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 11 марта 2013 г., регистрационный № 27576; Российская газета, 2013, № 59).

2. Настоящая Инструкция предназначена для работников угледобывающих организаций, работников территориальных органов Федеральной службы по экологическому; технологическому и атомному надзору, работников военизированных горноспасательных частей.

3. Настоящая инструкция содержит порядок выполнения работ по определению инкубационного периода самовозгорания угля.

4. В зависимости от инкубационного периода самовозгорания уголь считается:

весьма склонным к самовозгоранию при инкубационном периоде самовозгорания менее 50 суток включительно;

склонным к самовозгоранию при инкубационном периоде от 50 и до 80 суток включительно;

не склонным к самовозгоранию при инкубационном периоде более 80 суток.

5. В настоящей Инструкции используются термины и их определения, а также условные обозначения, приведенные в приложениях № 1, 2 к настоящей Инструкции.

II. Порядок выполнения работ по определению инкубационного периода самовозгорания угля

Отбор проб угля из горных выработок шахт и на разрезах

6. Места отбора проб для определения инкубационного периода самовозгорания угля (далее - пробы) определяются техническим руководителем (главным инженером) шахты (разреза).

7. Пробы отбираются на каждом крыле шахтного поля на всех отрабатываемых пластах.

Пробы отбираются в забое проводимой подготовительной выработки и/или в действующем очистном забое. В каждой подготовительной выработке и/или в очистном забое пробы отбираются не менее чем в двух местах, расположенных на расстоянии 30-50 м друг от друга.

При отсутствии по пласту угля проводимых подготовительных выработок и/или действующих очистных забоев пробы отбираются в действующих горных выработках.

8. На угольных разрезах пробы отбираются на всех отрабатываемых пластах.

На каждом отрабатываемом пласте пробы отбираются в одном месте не более чем через 24 часа после обнажения угольного пласта в месте отбора пробы.

9. На угольных пластах, имеющих сложное строение, пробы отбираются из всех угольных пачек, угольных прослойков и пропластков углистого сланца. Пробы отбираются из угольных пластов, угольных прослойков и пропластков углистого сланца, залегающих в кровле разрабатываемого пласта в зоне обрушения пород, при неустойчивых вмещающих породах - в почве пласта.

10. Для отбора проб по всей мощности угольного пласта перпендикулярно напластованию горных пород выбирается штроба. В забое проводимой подготовительной выработки и/или в действующем очистном забое штроба выбирается шириной не менее 0,5 м и глубиной не менее 0,2 м. В действующих горных выработках штроба выбирается в борту выработки шириной не менее 0,5 м и глубиной не менее 1,0 м.

11. Пробы отбираются в местах, удаленных не менее чем на 20 м от участков угольного пласта, на котором было проведено нагнетание воды в пласт, от дегазационных и разведочных скважин, от зон тектонических нарушений.

12. Пробы отбираются способом квартования.

13. Пробы помещаются в герметичные емкости или в пакеты (мешки) из воздухонепроницаемых материалов. При использовании полиэтиленовых пакетов (мешков) каждая проба упаковывается в двойной пакет. Каждый полиэтиленовый пакет (мешок) герметизируется. Перед герметизацией пакета (мешка) воздух из него удаляется.

14. Пробы отбираются массой не менее 4 кг, размер кусков угля в пробе 30-50 мм.

15. В мешок с пробой вкладывается лист бумаги с информацией о дате и времени отбора пробы, месте отбора, угольной пачке (угольном прослойке или пропластке углистого сланца) из которой этапробабылаотобрана

16. Отбор проб оформляется актом отбора проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания угля в соответствии с рекомендуемым образцом, приведенным в приложении № 3 к настоящей Инструкции.

Отбор проб при колонковом бурении скважин

17. Для проб используется керн, отобранный из скважин при их колонковом бурении. Пробы отбираются из керна выходом не менее 80%.

18. Скважины, из которых отбирается керн, располагаются таким образом, чтобы расстояние между ними было не более 1000 м по простиранию и/или по падению пласта, и на 1 * было не менее двух скважин.

19. Пробы из керна отбираются в угольных прослойках и пропластках углистого сланца мощностью более 0,2 м, расположенных в кровле пласта на расстоянии его трехкратной мощности. На пластах крутого залегания дополнительно отбираются пробы в угольных прослойках и пропластках углистого сланца мощностью более 0,2 м, залегающих в лежачем боку (почве) на расстоянии не более одной мощности пласта.

20. Пробы из керна отбираются и упаковываются в соответствии с пунктами 12-15 настоящей Инструкции.

21. Отбор проб оформляется актом отбора керновых проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания угля в соответствии с рекомендуемым образцом, приведенным в приложении № 4 к настоящей Инструкции.

Определение инкубационного периода самовозгорания угля

22. Для определения инкубационного периода самовозгорания угля техническим руководителем (главным инженером) шахты (разреза) организуется подготовка исходных данных в виде:

проб угля и актов отбора проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания угля;

планов горных работ с нанесением на них мест отбора проб, мест возникновения эндогенных пожаров и тектонических нарушений;

горно-геологической характеристики пласта в пределах шахтного поля с описанием условий его залегания;

технического анализа угля или сертификата качества;

справки о случаях самовозгорания угля с указанием места и даты возникновения пожара;

справки о естественной температуре угля в районе ведения горных работ.

23. Инкубационный период самовозгорания угля определяется по результатам исследований свойств угля, проводимых согласно приложению № 5 к настоящей Инструкции.

В зависимости от инкубационного периода самовозгорания угля в соответствии с пунктом 4 настоящей Инструкции устанавливается склонность угля к самовозгоранию.

Приложение № 1
к Федеральным нормам и правилам в области
промышленной безопасности «Инструкция
по определению инкубационного периода
самовозгорания угля»,
утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 2 апреля 2013 г. № 132

Термины и их определения

Газоносность - количество (объем) газа (метана), содержащегося в массовой или объемной единице полезного ископаемого и горной породы в свободном и связанном состоянии *, *.

Инкубационный период самовозгорания угля - время нарастания температуры от естественной до критической.

Квартование - способ отбора проб угля, при котором отбитый уголь измельчается на куски размером 40-60 мм, затем проба перемещается два раза на конус и сплющивается путем надавливая металлической плитой сверху. Полученный слой угля разделяется на четыре равных сектора и из противоположных секторов отбирается по одинаковой порции угля до необходимой массы пробы.

Относительная влажность воздуха - отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.

Стадия самонагревания - ранняя стадия эндогенного пожара, которая характеризуется малой скоростью протекания реакции окисления угля и медленным нарастанием его температуры от естественной до критической, равной для каменных углей 90-130°С.

Скорость дезактивации угля - скорость изменения способности угля сорбировать кислород воздуха с течением времени.

Химическая активность угля (константа скорости сорбции кислорода воздуха углем) - способность угля сорбировать молекулы кислорода воздуха с выделением тепла, характеризуется объемом сорбированного кислорода единицей массы угля в единицу времени.

Приложение № 2
к Федеральным нормам и правилам в области
промышленной безопасности «Инструкция
по определению инкубационного периода
самовозгорания угля»,
утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 2 апреля 2013 г. № 132

Условные обозначения

В настоящей Инструкции использованы следующие условные обозначения:

* - конечная концентрация кислорода в воздухе над углем, %;

* - начальная концентрация кислорода в воздухе над углем, %;

* - концентрация кислорода на входе в угольное скопление, доли единицы;

* - теплоемкость воздуха, *;

* - теплоемкость угля, кал/(г К) или *;

Е - энергия активации, Дж/моль;

* - давление паров воды над водой, *;

* - давление паров воды над водой при температуре 0°С, *;

* - давление паров воды над углем, *;

* - скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла воздухом, °С/с;

* - скорость изменения температуры очага за счет генерации тепла при взаимодействии кислорода с углем, °С/с;

* - скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла испарением, °С/с;

R - универсальная газовая постоянная;

* - начальная температура скопления угля, °С;

* - критическая температура самовозгорания угля, °С;

* - начальная температура подаваемого воздуха, °С;

* - изменение температуры скопления угля временных интервалов *, °С;

* - температура термостата, К;

* - температура термостата, К;

К - константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, *;

* - начальная константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, *;

* - константа скорости сорбции при температуре * *;

* - константа скорости сорбции при температуре *, *;

V - объем воздуха в реакционном сосуде, *;

* - объем угля, *;

W - влажность исследуемой пробы угля, %;

* - начальная влажность угля, %;

* - природная метаноносность, мл/г;

П - пористость угля, доли единицы;

r - теплота испарения воды, *;

* - показатель активации константы скорости реакции при критической влажности, доли единицы;

m - масса навески угля, кг;

* - масса навески угля, доведенного до равновесного состояния в эксикаторе, г;

* - масса навески пробы с бюксой после выдерживания в эксикаторе, г;

* - масса навески с бюксой после сушки, г;

v - объемная пожароопасная скорость воздуха, *;

q - тепловой эффект окисления угля, *;

* - удельная теплота десорбции метана, кал/мл;

* - удельная теплота сорбции кислорода воздуха углем, кал/мл;

* - коэффициент усвоения кислорода воздуха;

* - молекулярный вес воды, кг/моль;

* - влажность подаваемого воздуха, доли единицы;

* - изменение температуры скопления угля за единицу времени, кал/г;

* - плотность скопления угля, *;

*  - время контакта воздуха с углем, сут;

* - инкубационный период самовозгорания угля, сут;

* - временной интервал, с;

* - плотность воздуха, *.

Приложение № 3
к Федеральным нормам и правилам в области
промышленной безопасности «Инструкция
по определению инкубационного периода
самовозгорания угля»,
утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 2 апреля 2013 г. № 132

(рекомендуемый образец)

                                   АКТ

 отбора проб углей для определения инкубационного периода самовозгорания

                                  угля

     Угледобывающая организация ________ пласт _____ марка угля _________

     Место отбора проб __________________________________________________

     Дата отбора ________________

№ п/п	Строение пласта и боковых пород	Мощность, м	Номер пробы	Состав боковых пород и породных прослойков	Характеристика боковых пород и породных прослойков пласта
1.	Основная кровля
2.	Непосредственная кровля
3.	Угольный пласт: уголь породный прослоек уголь
4.	Почва пласта

     Подписи:                Технический руководитель

                             (главный инженер) шахты (разреза)

                             Главный геолог

                             __________________________

Приложение № 4
к Федеральным нормам и правилам в области
промышленной безопасности «Инструкция
по определению инкубационного периода
самовозгорания угля»,
утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 2 апреля 2013 г. № 132

(рекомендуемый образец)

                                  АКТ

    отбора керновых проб углей для определения инкубационного периода

                          самовозгорания угля

Угледобывающая организация ______________________________________________

Наименование участка ____________________________________________________

Пласт ___________________________________________________________________

Марка угля и данные его технического анализа ____________________________

Дата отбора керна _______________________________________________________

Номер мешка (сосуда) с пробой	Наименование пробы	Мощность по нормали, м	Выход керна, м	Структурная колонка пласта
	уголь (верхняя пачка) углистый сланец (прослоек) уголь (нижняя пачка)

     Подписи:                Технический руководитель

                             (главный инженер) шахты (разреза)

                             Главный геолог

                             __________________________

Приложение № 5
к Федеральным нормам и правилам в области
промышленной безопасности «Инструкция
по определению инкубационного периода
самовозгорания угля»,
утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 2 апреля 2013 г. № 132

(рекомендуемый образец)

Порядок
определения инкубационного периода самовозгорания угля

Инкубационный период самовозгорания угля определяется расчетом и/или с использование электронных вычислительных машин.

Определение инкубационного периода самовозгорания угля расчетом

Определение инкубационного периода самовозгорания угля, *, сут, расчетом проводится по следующей формуле:

*,

(1)

где * - теплоемкость угля, *;

* - критическая температура самовозгорания угля, °С;

* - начальная температура скопления угля, °С;

* - изменение температуры скопления угля за единицу времени, кал/г;

* - начальная влажность угля, %, определятся:

*,

(2)

здесь * - масса навески пробы с бюксой после выдерживания в эксикаторе, г;

* - масса навески с бюксой после сушки, г;

* - масса навески угля, доведенного до равновесного состояния в эксикаторе, г;

Для определения начальной влажности угдя используются две пробы угля фракцией 0,2 мм, которые помещаются в эксикаторы. В первом эксикаторе поддерживается 98% относительная влажность воздуха над углем, во втором - 100%.

* - удельная теплота десорбции метана, кал/мл;

* - природная метаноносность, мл/г;

* - коэффициент усвоения кислорода воздуха;

К - константа скорости сорбции кислорода углем, *, определяется в следующем порядке:

в сорбционные сосуды при температуре 18 - 20°С загружается исследуемый уголь фракции 1 - 3 мм, массой от 50 до 120 г;.

в сорбционных сосудах замеряется начальная концентрация кислорода в воздухе над углем;

сорбционные сосуды герметично закрываются и помещаются в термостат при температуре 10 - 20°С;

через сутки, три и пять суток в сорбционных сосудах замеряется конечная концентрация кислорода в воздухе над углем. По результатам замеров определяется константа скорости сорбции кислорода углем:

*,

(3)

здесь V - объем воздуха в реакционном сосуде, *;

m - масса навески угля, кг;

*  - время контакта воздуха с углем, сут;

* - начальная концентрации кислорода в воздухе над углем, %;

* - конечная концентрации кислорода в воздухе над углем, %;

* - концентрация кислорода на входе в угольное скопление, доли единицы;

* - удельная теплота сорбции кислорода воздуха углем, кал/мл.

Определение инкубационного периода самовозгорания угля с использованием электронных вычислительных машин

Определение инкубационного периода самовозгорания угля с использованием электронных вычислительных машин проводится по следующей формуле:

*,

(4)

где * - временной интервал, с.

Инкубационный период самовозгорания угля равен суммарной продолжительности временных интервалов *, за которые суммарное изменение температуры достигает критического значения самовозгорания угля:

*,

(5)

где *  - критическая температура самовозгорания угля, °С, (* = 90 - 130°С);

* - изменение температуры скопления угля за временных интервалов *, °С.

Суммарная продолжительность временных интервалов определяется:

*,

(6)

где * - скорость изменения температуры очага за счет генерации тепла при взаимодействии кислорода с углем, °С/с, определяется:

*,

(7)

здесь * - объем угля, *;

* - плотность скопления угля, *;

П - пористость угля, доли единицы;

q - тепловой эффект окисления угля, *;

v - объемная пожароопасная скорость воздуха, *;

* - теплоемкость угля, *;

К - константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, *, определяется:

*,

(8)

здесь * - начальная константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, *;

Е - энергия активации, Дж/моль, определяется:

*,

(9)

здесь R - универсальная газовая постоянная;

* - константа скорости сорбции при температуре * *;

* - константа скорости сорбции при температуре *, *;

* - температура термостата, К, (* = 283 - 293 К);

* - температура термостата, К, (* = 313 - 333 К);

h - показатель скорости дезактивации угля во времени, доли единицы, определяется:

*,

(10)

f(w) - показатель активации константы скорости реакции при критической влажности, доли единицы, определяется:

*,

(11)

здесь W - влажность исследуемой пробы угля, высушенной при температуре 105°С в течение 2 часов, %;

* - скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла воздухом, °С/с, определяется:

*,

(12)

здесь * - теплоемкость воздуха, *;

* - плотность воздуха, *;

* - начальная температура подаваемого воздуха, °С;

* - скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла испарением, °С/с, определяется:

*,

(13)

здесь r - теплота испарения воды, *;

* - молекулярный вес воды, кг/моль;

* - давление паров воды над углем, *

* - влажность подаваемого воздуха, доли единиц;

* - давление паров воды над водой, *.