Физико-химические свойства метана. Действие на организм человека. Средства защиты.

    bf229453ad0025559c26cdb04654c55f

    Физико-химические свойства метана. Действие на организм человека. Средства защиты.

    Физико-химические свойства метана. Действие на организм человека. Средства защиты.

    Зачем контролировать метан или природный газ?

    Природный газ — это смесь газов, основную часть которой составляет метан (CH4) — до 98 %. Как известно, метан не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому при использовании в быту, промышленности в него обычно добавляют одоранты (вещество на основе серы, имеющее резкий специфический запах). Кроме того, метан почти в 2 раза легче воздуха и мало растворим в воде. Сам по себе метан является наиболее взрывоопасным газом из углеводородов (CxHy). Ни для кого не секрет, что за последнее время количество взрывов природного газа в жилых домах, а также в ресторанах резко возросло. В первую очередь, это связано с износом газораспределительных сетей и газоиспользующего оборудования. В связи с этим, специально для предупреждения об опасности утечки и своевременного перекрытия природного или сжиженного газа на объектах коммунально-бытового сектора с газоиспользующими приборами устанавливаются сигнализаторы газа или газоанализаторы, которые позволяют предотвратить аварию и избежать последствий взрыва газа.

    Метан СН4

    Изолирующие противогазы

    Изолирующие противогазы — у которых вдыхаемый воздух изолирован от воздуха рабочей зоны. Подразделяются на шланговые, кислородные и воздушные дыхательные аппараты (ВДА).

    Условия эксплуатации: любые, т.к. воздух поступает из незагазованной зоны.

    Шланговые противогазы ПШ-1, ПШ – 2.

    Состав комплектаПШ-1ПШ-2
    Маски с соединительными трубками
    Пояс для крепления шланга
    Фильтрующая коробка
    Сигнально-спасательн. веревка 25 м.
    Металлический штырь
    Воздуходувка со шнуром 10 м
    ШлангиПо 10м 2 шт.По 20м 2 шт.
    Рукоятка для вращения воздуходувки (40 оборотов в минуту).

    ПШ-1 самовсасывающий: 1 работает + 2 на веревке

    ПШ-2 принудительная подача воздуха: 2 работают в маске +2 на веревке +1 на воздуходувке + 1 дублер с комплектом ПШ-1.

    Работать не более 30 минут, отдых не менее 1 5 минут, должно быть оговорено в наряде.

    7.3 Сероводород H2S. (гидрид серы).

    Сильно токсичный, взрывоопасный и корозионноактивный бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц, сладковатым запахом при малых концентрациях. При больших концентрациях запах не чувствуется. Горит синеватым пламенем с выделением сернистого газа (S02) и воды (Н20). Хорошо растворяется в воде. В водном растворе является слабой кислотой и при попадании па кожу человека вызывает покраснение и экзему. Относится к сильному нервно-паралитическому яду, вызывающему смерть в результате остановки дыхания. Температура воспламенен. 246°С. Плотность-1,54 кт/м по отношению к воздуху -1,19, скапливается в низинах, траншеях, ямах.

    ПДК: — 3 мг/м 3 — в смеси с углеводородами; (С1 – С5) (0,0002% )

    — 10 мг/м — в чистом виде; (0,00066%)

    — 1,4 мг/м’ 1 — порог чувствительности;

    — 0,008 мг/м — норма для населенного пункта. (СанПиН-22.1/21.1.567-96).

    НПВ = 4,3 % . (60000 мг/м 3 ).

    ВПВ = 45,5 %. (640000 мг/м 3 ). Действие при различных концентрациях:

    1. 150 мг/м 3 — легкое отравление (появляется насморк, затем кашель).

    2. 250 мг/м 3 — среднее отравление (жжение и боль в глазах, светобоязнь, металлический вкус во рту, головная боль, тошнота, потеря сознания).

    3. 750 мг/м 3 — тяжелое отравление (через 15-20 мин. смерть).

    4. 1000 мг/м 3 — смерть. Оказание помощи:

    1. Обезопасить себя (надеть противогаз с соответствующей коробкой).

    2. Вынести пострадавшего на свежий воздух.

    3. Определить состояние пострадавшего.

    4. Оказать первую медицинскую помощь. Средства защиты:

    1. Фильтрующий противогаз с коробкой БКФ (зеленый), КД (серый).В(жёлт.)

    2. Изолирующий противогаз (шланговый, кислородный).

    3. Воздушный дыхательный аппарат (ВДА).

    Газ без цвета, запаха и вкуса. Плотность по воздуху 0,55. Обладает большой летучестью, испаряемостью. Хорошо горит на воздухе почти бесцветным пламенем. Полностью сгорая, образует углекислый газ (двуокись углерода). ПДК-300 мг/м 3 (0,042%). НПВ-5%(33000 мг/м 3 ). ВПВ-15%( 100000 мг/м 3 ).

    При наличии в воздухе 10% — недостаток кислорода, а при 25-30% — наступает удушье.

    1. Изолирующий противогаз (шланговый, кислородный).

    2. Воздушный дыхательный аппарат (ВДА).

    PS. Одоранты — спец. жидкости (этил меркаптан) вводят столько, чтобы запах газа в помещении чувствовался при 1% концентрации.

    9.3. Окись углерода СО (угарный газ, оксид углерода).

    Газ без цвета, запаха и вкуса. Плотность по воздуху 0,97. Горит синеватым пламенем. Почти не поглощается активированным углем. Образуется при неполном сгорании топлива. Взрывооопасеи, слабо растворим в воде. Чрезвычайно токсичный газ. Действие на организм человека заключается в том, что СО в 200-300 раз быстрее соединяется с гемоглобином крови, вытесняя из неё кислород, образуя карбокс и гемоглобин (понижается гемоглобин), вызывая кислородное голодание, вследствие чего наступает удушье. Способен накапливаться в организме.

    ПДК — 20 мг/м 3 (0,0016 % ). НПВ — 12,5 % (156000 мг/м 3 ). ВПВ — 75 % . Действие при различных концентрациях:

    1. 125 мг/м 3 — через несколько часов, заметного воздействия на организм нет.

    2. 1250 мг/м 3 — через час головная боль, тошнота, недомогание, учащенное сердцебиение.

    3. 6250 мг/м 3 — через 20-30 минут наступает смерть.

    4. 12500 мг/м 3 -смерть.

    PS. При содержании в воздухе 0,04% СО примерно 30% гемоглобина крови вступает в химическое соединение с СО, при 0,1% — 50%, при 0,4% -более 80%. В помещении, воздух которого содержит 0,2%СО в течении 1 часа вредно для организма, а при содержании 0,5%СО, даже в течении 5 минут находится в помещении опасно для жизни. Оказание помощи:

    Читайте так же  Эпиретинальный фиброз: лечение, операция, профилактика

    1. Обезопасить себяи далее как и при отравлении сероводородом. Если есть возможность, дать медицинскую кислородную подушку. Средства защиты:

    1. Фильтрующий противогаз с коробкой СО (белой).

    2. Изолирующий противогаз (шланговый, кислородный).

    3. Воздушный дыхательный аппарат (ВДА).

    Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

    Источник

    Влияние метана на организм человека

    Метан, как таковой, не является токсичным веществом. Газ метан практически не реагирует и не влияет на органы и системы человека. Однако отравиться метаном (природным газом) можно, только вытеснив весь воздух из помещения, и даже в этом случае можно погибнуть не от отравления природным газом, а от отсутствия в окружающей среде кислорода (O2). Это все равно, что одеть пластиковый пакет либо мешок на голову.

    Тем не менее, есть данные из разных источников, что метан — вредное токсичное вещество, которое действует на центральную нервную систему

    Профилактика отравления метаном

    Исключить попадание метана в организм не является столь сложной задачей, если строго придерживаться общепринятых правил безопасности на производстве, применяя индивидуальные средства защиты. Бытовые газовые приборы (баллоны, краны, печи, колонки) должны быть в полной исправности и подвергаться систематическому государственному газовому надзору.

    Во избежание утечки газа нельзя допускать к пользованию газовыми приборами детей, а также лиц преклонного возраста с когнитивными нарушениями нервной системы, что довольно часто случается в быту.

    Всю бытовую газовую технику нужно приобретать в специальных магазинах с гарантийным талоном, подвергать периодическому контролю на исправность. Помещение, где установлены газовые приборы, необходимо постоянно проветривать, независимо от времени года.

    Соблюдение всех этих несложных мер предупредит утечку метана и связанные с ней проблемы. Если же обнаружен запах газа, необходимо срочно покинуть помещение и вызвать газовую службу.

    Контроль воздуха рабочей зоны и обнаружение метана: переносные газоанализаторы метана

    Основное назначение переносных газоанализаторов метана, рассчитанных на измерение параметров воздуха рабочей зоны — обследование замкнутых помещений и подземных сооружений для обнаружения опасных концентраций метана (CH4) при оформлении допуска персонала для производства работ. Другой аспект использования переносных газоанализаторов метана — контроль опасных факторов непосредственно в месте нахождения человека, что необходимо для персонала, выполняющего работы в помещениях и на территориях с потенциальной возможностью воздействия опасных концентраций горючих газов, в том числе и метана. Возможно взрывобезопасное исполнение газоанализаторов и сигнализаторов метана, которое допускает их использование для контроля состава воздуха рабочей зоны в помещениях с повышенной взрывоопасностью и пожароопасностью. В большинстве случаев у таких приборов для контроля метана предусмотрена цифровая индикация результатов измерений, световая и звуковая сигнализация опасной загазованности горючим газом метаном.

    Контроль воздуха рабочей зоны и обнаружение метана: стационарные газоанализаторы метана

    Основным назначением стационарных газоанализаторов метана (CH4), рассчитанных на измерение параметров воздуха рабочей зоны, является обеспечение непрерывного контроля концентраций метана в помещениях с постоянным либо периодическим пребыванием персонала. Стационарные газоанализаторы метана, как правило, оснащаются средствами сигнализации о превышении установленных значений концентрации, интерфейсом для передачи данных на внешние устройства и средствами управления (включения / выключения) исполнительными устройствами. Для стационарных газоанализаторов, в том числе метана, габариты и масса, как правило, не критичны, зато предъявляются высокие требования к стабильности и надёжности работы.

    Способы защиты рабочих от внезапных выбросов угля и метана

    Внезапные выбросы больших объёмов метана и разрушенного угля из массива пласта в призабойное пространство горной выработки приводят к материальным и людским потерям. Для защиты рабочих во время проведения выработок применяют региональные и локальные способы предотвращения внезапных выбросов. Считается, что выбросы можно предотвратить, дегазируя пласт и уменьшив опорное горное давление на пласт впереди забоя. Региональный способ, заключающийся в подработке или надработке опасного пласта, применяют для частичной дегазации пласта за счёт увеличения его газопроницаемости и уменьшения в нём давления метана. Локальные способы должны дегазировать призабойную часть массива пласта за счёт бурения передовых скважин, гидровымывания длинных полостей или образования комбайном пазов в пласте впереди забоя выработки. Производственный опыт шахт Донбасса, Кузбасса и Воркутского месторождения показал, что эти способы, во-первых, не всегда обеспечивают защиту работающих во время выполнения рабочих процессов в забое, и, во-вторых, не обеспечивают их защиту при выполнении противовыбросных мероприятий. Существующие способы предотвращения газодинамических проявлений разработаны в соответствии с энергетической и энергетически-силовой теорией внезапных выбросов. Угольный пласт рассматривается как однородный материал, имеющий постоянные структурно-механические свойства: прочность, упругость, пластичность, трещиноватость. Предпосылки разрушения пласта при внезапном выбросе рассматриваются с позиций механики сплошных сред.

    Не вызывает ни у кого сомнения зональность внезапных выбросов. Однако пока нет достоверных методов прогнозирования выбросоопасных зон в пределах опасного пласта. Поэтому противовыбросные мероприятия выполняются на неопасных участках пласта. В результате повышаются затраты и снижается скорость проведения горных выработок.

    Предлагаемые принципы и способы защиты рабочих в забоях подготовительных выработок от внезапных выбросов газа и угля основаны на знании природных закономерностей формирования и физико-химической структуры локальных объёмов угольного вещества, в пределах которых возможны газодинамические проявления в результате техногенного образования пустот в массиве и перераспределения горного давления (рис. 1).

    В соответствии с генетической теорией [1] местоположение выбросоопасных зон может быть установлено на этапе геологических изысканий по результатам анализа слоевых отложений пласта на участках начала его расщепления во время геотектонических ритмов. Выбросоопасные зоны представляют собой линзообразные локальные участки малозольного угля. Физико-химические процессы формирования угольного вещества на этих участках отличались от процессов, происходивших на соседних участках. По нашему мнению, выбросоопасная зона – это генетически обособленный участок угольного слоя или пласта, в границах которого угольное вещество имеет аномальную молекулярную структуру, высокую пористость и метаноёмкость. Анализ показал, что в Воркутском месторождении серии внезапных выбросов метана и разрушенного угля произошли в области расщепления пластов «Мощный», «Тройной» и «Пятый», в Кузбассе произошли при расщеплении пластов «Владимировский» и «Кемеровский», а в Восточном Донбассе – пласта К2Н «Лисий».

    Читайте так же  Как правильно подобрать контактные линзы для глаз? Инструкция подбора линз без врача, самостоятельно, а также ночных и детских

    При разработке локальных способов защиты рабочих от внезапных выбросов необходимо учитывать зональность и неравномерность накопления газа в пласте. Эти скопления газа отделены один от другого менее метаноёмкими, но более прочными и зольными слоями угля. На микроуровне, по данным А.Т. Айруни [2], угольное вещество имеет ячеистую структуру, в которой межагрегатное и межмолекулярное пространство заполнено газом (рис.2).

    Неравномерность газонакопления в угольном пласте была установлена во время проведения штреков на пласте «Мощный». Выбросоопасным является средний слой пласта мощностью 0.2–0.25 м. Верхний и нижний слои невыбросоопасные и более прочные. На метаноносных пластах Воркутского месторождения и Кузбасса при комбайновой проходке выработок большое распространение получил способ, основанный на вымывании впереди забоя серии веерообразно расположенных длинных полостей водяной струёй под большим давлением. При внезапных выбросах выделялся большой объём газа, который, судя по размерам полостей выброса, находился в пласте перед выбросом под большим давлением. Высота полостей в пласте, образовавшихся после выброса разрушенного угля, часто была меньше мощности пласта. Граница полостей выброса располагалась на расстоянии 6–7 м от забоя выработки. Иногда полости выброса были расположены в целике между вымытыми полостями, которые должны были дегазировать призабойный массив пласта.

    На рис. 3 представлены результаты одного из замеров, которые показали, что впереди забоя имеется некоторая область дегазированного пласта. Во время вымывания полостей граница начала интенсивного выделения газа проходит по линии а-б-в-г-д-е-ж. После последующих вымываний полостей конфигурация линии и расстояние её до забоя сильно не отличаются. За этой областью при вымывании полостей происходят удары в массиве, микровыбросы, наблюдается повышенная интенсивность выделения газа. Анализ результатов измерений и расчётов показал, что количество выделяющегося метана из угольных слоёв в пласте неодинаково.

    Удары и микровыбросы происходили в среднем через 1,8 м по длине полости. Если считать, что количество выделившегося метана из разрушаемого угля во время гидровымывания и работы комбайна примерно равно метаноёмкости этих слоёв, то можно констатировать, что метаноёмкость слоёв на каждом участке обработки пласта неодинакова. В выбросоопасной пачке метаноёмкость изменялась от 4.9 до 103.5 м3/т угля, а в невыбросоопасных слоях – от 1.6 до 39.3 м3/т угля. Внезапные выбросы происходили на пласте «Мощный» при метаноёмкости выбросоопасного слоя более 50 м3/т угля.

    На основании экспериментальных данных можно представить усреднённую схему расположения локальных скоплений газа в выбросоопасном слое (рис. 4).

    Степень опасности, создаваемой локальными скоплениями, зависит от их размеров и давления газа.

    Основным принципом защиты рабочих во время проходческих работ в связи с неравномерным распространением метана в пласте является создание дегазированной и разрушенной защитной (буферной) полосы впереди забоя выработки. При веерном расположении вымываемых полостей между ними остаются целики, ширина которых увеличивается от забоя в сторону массива. В целиках между полостями изменяются напряжения. У забоя целик находится в условиях одноосного сжатия, а в конце полостей – в условиях объёмного сжатия. Соответственно изменяется и прочность целика на раздавливание. Под тяжестью вышележащих слоёв породы целик будет раздавлен и дегазирован на расстоянии Lр от забоя при напряжении s больше критической величины sкр (рис. 5).

    В качестве критерия эффективности дегазации необходимо принимать неснижаемое опережение разрушенных целиков, которые остаются между вымытыми полостями или выбуренными скважинами. В результате теоретических расчётов определено, что ширина разрушенной полосы впереди забоя выработки равна 7.3 – 10 м в зависимости от прочности выбросоопасного пласта, длины и диаметра вымываемых полостей. Чем больше диаметр полостей, тем меньше будет ширина целиков. Тем легче будут разрушаться эти целики в результате горного давления и шире будет полоса разрушенного и дегазированного выбросоопасного пласта. Однако с увеличением диаметра вымываемой полости увеличивается объём одновременно разрушаемого угля, увеличивается интенсивность выделения и увеличивается опасность внезапного выброса. С учётом неоднородности распределения метана в пласте диаметр вымываемой полости должен быть 20–30 см.

    Как показали замеры на пласте «Мощный», газ начинал выделяться в забой вновь вымываемой полости из целиков при расстоянии 1.8–2.0 м между центрами полостей предыдущей серии. Это соответствовало расстоянию от забоя 10–11 м. Подвигание забоя выработки не должно превышать ширины разрушенной полосы. В результате экспериментов и расчётов было установлено, что подвигание забоя не должно превышать 50–60% ширины разрушенной полосы (рис. 6). Таким образом, после каждого вымывания для повышения безопасности рабочих необходимо оставлять неснижаемое опережение разрушенной полосы не менее 40–50% от дегазированной защитной полосы.

    В настоящее время в качестве показателя эффективности обработки пласта впереди выработки применяется критерий ВостНИИ, основанный на сравнении измеренного объёма выделившегося метана с объёмом, заключённого метана в пласте. Однако из-за отсутствия достоверных данных о природной метаноносности пласта и невозможности определения границ дегазированного пространства такое сравнение не может являться критерием обеспечения безопасных условий в выбросоопасной зоне.

    Читайте так же  Глазные капли «Опатанол»: инструкция по применению, показания, состав, аналоги, отзывы

    Наиболее незащищёнными являются рабочие, выполняющие бурение или вымывание скважин впереди забоя в недегазированной зоне. При вскрытии локальных скоплений газа повышается интенсивность его выделения или происходят микровыбросы пыли и газа. Рабочие, привыкая к частым микровыбросам, не успевают уйти из забоя при мощных выбросах. На шахтах для защиты этих рабочих скорость бурения скважин и вымывания полостей в соответствии с «Временной инструкцией…» [3] не должна превышать 0.5 м/мин. Однако для контроля скорости нет технических средств, и рабочие выбросоопасную ситуацию определяют по стукам в массиве, зажатию штанги, повышению концентрации метана в забое. Получается, что, обеспечивая безопасность проходчиков, рабочие во время выполнения профилактических работ сами остаются без должной защиты.

    Основным принципом защиты рабочих во время внедрения в газоносный массив пласта является их вывод из забоя на безопасное расстояние и выполнение всех операций при помощи автоматических манипуляторов с дистанционной или интерактивной системой управления. Гидровымывание полостей осуществляется специальной насадкой, которая одновременно служит рабочим органом и датчиком интенсивности выделения метана в забой полости [4]. Контроль выделения метана осуществляется в результате формирования вакуумной зоны, создаваемой эжекцией рабочей струи воды. Применение гидромониторной насадки с кольцевым рабочим отверстием обеспечивает непрерывный контроль давления метана в полости возле насадки и передачу соответствующего сигнала в любую точку вне забоя для визуального наблюдения и формирования сигнала управления на продолжение, замедление или полное прекращение операции гидровымывания. Предлагаемый способ контроля давления метана и дегазации пласта позволяет автоматизировать весь процесс вымывания передовых полостей и вывести людей из забоя на безопасное расстояние при работе в выбросоопасной зоне. В забоях выработки наиболее целесообразно применять автоматические манипуляторы с дистанционной или интерактивной системой управления (рис. 7).

    Таким образом, основные элементы автоматизации гидровымывания передовых полостей – рабочий орган и датчик для управления манипулятором — разработаны и опробованы в производственных условиях. До разработки конструкции автоматического агрегата для гидровымывания полостей рекомендуется применять насадку с вакуумманометром. Это позволит во время нахождения рабочих в забое непрерывно контролировать газовыделение и предотвращать внезапные выбросы.

    Выводы

    В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что основными принципами защиты рабочих в забоях подготовительных выработок в выбросоопасных зонах являются:

    • создание буферной полосы (подвигание забоя выработки производить в пределах неснижаемой разрушенной и дегазированной полосы);
    • непрерывный контроль интенсивности выделения метана из дегазируемого массива и регулирование подачи рабочего органа;
    • применение манипуляторов с дистанционной или интерактивной системой управления для автоматизации управления газовым состоянием угольного массива и вывод людей на безопасное расстояние во время выполнения профилактических мероприятий.

    Литература:

    1. Колесниченко Е.А. Генетическая теория формирования и прогнозирования выбросоопасных зон в угольных пластах. – Уголь. 2000. № 9. – С. 51 – 53.

    2. Айруни А.Т. Прогнозирование и предотвращение газодинамических явлений в угольных шахтах. М.: Наука, 1987. 310 с.

    3. Временная инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля,

    породы и газа. МУП СССР. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1983. 236 с.

    4. Колесниченко Е.А. Геологические условия формирования выбросоопасной зоны в угольных пластах и основные принципы предотвращения внезапных выбросов. – Горная промышленность, 2000, № 1. – С. 18 – 21.

    Журнал «Горная Промышленность» №2 2001

    Критерии выбора газоанализатора или сигнализатора метана

    Для того, чтобы правильно выбрать газоанализатор по контролю метана, необходимо сделать следующее: — чётко и по возможности подробно сформулировать аналитическую задачу, указав область применения газоанализатора метана; — сообщить тип прибора: переносной или стационарный; — при переносном варианте газоанализатора, нужно указывать вид датчика: встроенный или выносной датчик метана. Возможен другой вариант, например, с использованием штанги; — указывать тип подачи пробы для переносного и стационарного газоанализатора метана: диффузионная или принудительная; — указать вариант исполнения газоанализатора метана: общепромышленный или взрывозащищённый; — при стационарном варианте газоанализатора метана нужно указывать канальность прибора, то есть количество датчиков метана, исходя из того, что один датчик CH4 устанавливается на площадь 100 м2, но не менее одного датчика метана на помещение.

    Из наиболее популярных газоанализаторов для измерения метана (CH4) в воздухе можно выделить стационарные газоанализаторы Хоббит-Т, Сигнал-03, Сигма-1М, ЭССА, а также переносные модели газоанализаторов метана, как ГНОМ-1, ОКА-М, СГГ-20. Кроме того, в нашем номенклатурном перечне имеются другие, отвечающие самым строгим требованиям, газоанализаторы по контролю метана.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *