Новая технология мисис поможет спасти жизни шахтеров

Метан и его применение

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространённые в природе.

Образуется при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

История открытия метана

В ноябре 1776 года итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил метан в болотах озера Лаго-Маджоре на границе Италии и Швейцарии. На изучение болотного газа его вдохновила статья Бенджамина Франклина о горючем воздухе. Вольта собирал газ, выделяемый со дна болота, и в 1778 году выделил чистый метан. Также он продемонстрировал зажигание газа от электрической искры.

Сэр Гемфри Дэви в 1813 году изучал рудничный газ и показал, что он является смесью метана с небольшими количествами азота N2 и углекислого газа CO2 — то есть, что он качественно тождествен по составу болотному газу.

Применение метана

Во многих городах метан подаётся в дома для отопления и приготовления пищи. При этом его обычно называют природным газом, содержание энергии в котором составляет 39 МДж/м3. Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой преимущественно метан (CH4), сжижаемый для удобства хранения и/или транспортировки.

Метан используется в качестве сырья в органическом синтезе, в том числе для производства метанола.

Получение метана

Возможно получение метана за счет реакции Сабатье, за счет взаимодействия углекислого газа и водорода в присутствии катализатора при повышенной температуре и давлении:

∆H = −165.0 кДж/моль

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и гидроксида кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой:

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия:

или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства метана

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения — галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и других, но обладает меньшей реакционной способностью по сравнению с другими алканами.

Для метана специфична реакция с парами воды — реакция парового риформинга, для которой в промышленности в качестве катализатора применяется никель, нанесённый на оксиде алюминия (Ni/Al2O3) при 800—900 °C или без применения катализатора при 1400—1600 °C. Образующийся в результате реакции синтез-газ может быть использован для последующих синтезов метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов, это основной экономичный способ производства водорода.

## Сжигание метана

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 33,066 МДж на 1 м³ метана, взятого при нормальных условиях. Реакция горения метана в кислороде или воздухе:

+ 891 кДж.

### Реакции метана с галогенами

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно-радикальному механизму (реакция металепсии)? Например, реакции последовательного хлорирования до четырёххлористого углерода.

### Разложение метана
Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисление метана
Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:


![](https://scientificrussia.ru/images/a/35qa-large.jpg)  

## Новая технология безопасной добычи горючих газов

Устройство для оперативного выпуска горючих газов из горных пород без взрывов и химикатов создали ученые университета МИСиС. Технология поможет повысить безопасность добывающих работ в шахтах. Инновация успешно прошла первые испытания.

## Разработка и испытания

Новый прибор, разработанный Владиславом Лейзером, помогает избавиться от высокого напряжения в стенках скважин, контролируемо высвобождая из горных пород горючие газы, способные спровоцировать взрыв в шахте.

Перед добычей пробуренная скважина проверяется на наличие расколов, после чего в нее на нужную глубину помещается инновационное устройство. Далее прибор при помощи рабочей жидкости под давлением и распорных плит точечно воздействует на породу, расширяя существующие трещины и создавая новые. Через открытые отверстия и высвобождаются опасные газы.

## Финансирование и перспективы

Запрос на создание технологии поступил в университет от горнодобывающих компаний. Инновация получила финансирование по программе Старт федерального проекта Взлет — от стартапа до IPO Минэкономразвития России. Благодаря этой поддержке был создан первый промышленный образец устройства и прошли стендовые испытания технологии.

## Физиологические особенности метана

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки удушья (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, характерные для горной болезни.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому случаи гибели людей от удушья при вдыхании смеси метана с воздухом весьма редки.

Первая помощь при тяжёлом удушье: удаление пострадавшего из вредной атмосферы

При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазосердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за очень слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

У этого термина существуют и другие значения, см. Метан (значения).

Традиционные названия метан, рудничный газ

• Вспышки 85,1 K, −188 °C
• Температура 190,56 K, −82,6 °C
• Предельная концентрация 7000 мг/м³
• Токсичность Класс опасности по ГОСТ 12.1.007: 4-й

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Практика использования канареек в шахтах

В глубоких пещерах и шахтах, где свет едва проникает, а воздух может быть наполнен угарным газом, казалось бы, нет места живым созданиям. Однако, еще в древние времена шахтеры обнаружили способ сделать свою работу безопаснее — с помощью канареек.

Эти небольшие, крикливые птицы играли важную роль в предупреждении о потенциальных опасностях. Но для чего же шахтеры брали канареек с собой в шахту?

Практика использования канареек в шахтах восходит к XIX веку. В то время добыча угля стала более интенсивной, и это привело к частым взрывам газов, таких как метан, который чрезвычайно быстро воспламеняется в смеси с кислородом. Одним из способов обнаружения наличия опасных газов было использование канареек.

Канарейки, как известно, чрезвычайно чувствительны к газам, таким как метан и угарный газ, которые могли скапливаться в шахте из газовых карманов. Когда уровень этих газов становился опасно высоким, птицы начинали испытывать дискомфорт и теряли сознание, что служило предупреждением для шахтеров.

Если канарейка потеряла сознание или умерла, это был сигнал для шахтеров покинуть шахту немедленно, прежде чем опасные газы достигнут смертельного уровня для людей.

Почему именно канарейки?

Выбор канареек

Выбор канареек для этой роли был обусловлен несколькими факторами.

Размер и легкость

Во-первых, они относительно маленькие и легкие, что делало их удобными для транспортировки и содержания в условиях шахты.

Быстрый метаболизм

Во-вторых, их метаболизм был достаточно быстрым, чтобы они реагировали на изменения в составе воздуха быстрее, чем это могли бы делать люди.

Доступность и низкая стоимость

И, наконец, канарейки дешевы в уходе и легко доступны, что делало их идеальным выбором для шахтных компаний.

Использование канареек

Хотя с тех пор технологии и стандарты безопасности в горнодобывающей промышленности существенно усовершенствовались, использование канареек в качестве индикаторов опасных газов остается ярким примером того, как простые идеи могут спасать жизни.

Эти маленькие птицы, несмотря на свою скромность, играли важную роль в обеспечении безопасности шахтеров и напоминали им о том, что под землей скрыты невидимые, но всегда присутствующие опасности.

Признаки и симптомы

При содержании 0,08 % СО во вдыхаемом воздухе человек чувствует головную боль и удушье. При повышении концентрации СО до 0,32 % возникает паралич и лень (смерть наступает через 30 минут). При концентрации выше 1,2 % человек впадает в кому после двух—трёх вдохов, умирает менее чем через 3 минуты.

Таблица

Часто отмечаются тяжёлые осложнения:

Боитесь темноты? Есть такие места, где находиться совершенно не хочется. В глубоких шахтах и так очень страшно, но если узнать о них побольше, то станет совсем жутко! Шахта Рингвуд в Нью-Джерси на первый взгляд кажется совершенно обычной. Когда-то это она процветала и была крупнейшим производством чугуна в мире. В начале двадцатого она была заброшена, но ее все еще посещают любопытные туристы. Во времена расцвета каждый день на ней трудились тысячи рабочих в невероятно опасных условиях — в шахте часто случались обвалы и регулярно происходили несчастные случаи. Людям серьезно недоплачивали несмотря на тяжелые условия и опасности. Представьте, каково это — получать меньше доллара в день за то, чтобы большую часть дня проводить на большой глубине, в грязи и без солнечного света.

Но в наши дни людей пугает совсем иное. Говорят, на этой шахте происходит какая-то паранормальная активность. Местные жители утверждают, что из шахты доносились звуки шагов и голоса даже спустя годы после того, как ее закрыли. Кто-то видел странные силуэты, которые проходили по ночам мимо их домов с фонариками — как это раньше делали рабочие с шахты. Кто-то слышал странные звуки, но доказательств того, что это было что-то паранормальное, нет. В те времена, между концом восьмисотых и началом девятисотых годов, не существовало никаких мер предосторожности для обеспечения безопасности и здоровья. Людям нужно было работать, и это был быстрый способ заработать деньги. Поэтому про опасность старались не думать. Представьте, что вы один из тех рабочих, которые заканчивают смену, и ваш фонарь вдруг начинает гаснуть. Вы берете спички и пытаетесь снова его зажечь, но безуспешно. Вскоре вы понимаете, что рядом никого нет, и вы находитесь в шахте в полном одиночестве.

В Вэст-Райдинге, Англия, память о Дубовой шахте до сих пор вселяет ужас в местное сообщество. Жители Барнсли помнят, что двенадцатого декабря тысяча восемьсот шестьдесят шестого года в этом месте произошла одна из крупнейших катастроф в истории Великобритании. Газы в шахте стали причиной сильнейшего взрыва. Вспыхнувший пожар бушевал несколько дней, уничтожив все оборудование и деревянные опоры. Наконец, в шахту обрушилось более ста тонн угля, которые запечатали ее навсегда. А недавно в этих местах люди начали замечать нечто странное. Команда специалистов по паранормальным явлениям решила исследовать это место, чтобы выяснить, что же там происходит. В поисках необычного они обошли всю округу. В конце концов команда пришла к выводу, что это место и правда очень странное, но она так и не нашла доказательств того, что там есть привидения.

В начале девятисотых годов на Аляске, в западной части гор Врангеля, началась серебряная лихорадка. Горнодобывающий район Тонопа, который сейчас является музеем, был частью парка, в котором находилось много зданий, кузница и больница. И хотя эта история не сильно похожа на предыдущие, говорят, что в этой шахте водятся привидения. Одни думают, что это древние духи, а другие, что это души старателей, которые раньше работали на шахте. Если у вас хватит смелости, можете заказать экскурсию по окрестностям с гидом. А самые бесстрашные могут это сделать в ночное время.

Добыча полезных ископаемых всегда была частью нашей истории. Первыми металлами, которые стали добывать, были золото и медь. Ученые даже находили медные трубы возрастом более пяти тысяч лет. Медь была необходима для нового этапа развития человечества — для самозащиты и торговли. Вы когда-нибудь слышали выражение «ирландская удача»? Оно появилось во время золотой и серебряной лихорадки в Западной Америке. Ирландцы работы не боялись, поэтому им достаточно часто «везло». В тысяча восемьсот шестьдесят третьем году рудник Стервятника в Аризоне процветал из-за огромного количества золота на нем, и жуткое название не отпугивало искателей удачи. Золото там добывалось до тысяча девятьсот сорок шестого года, но периодически шахта на некоторое время закрывалась. Исследователи решили ее осмотреть, чтобы выяснить, не происходит ли там что-то странное. Говорили, там слышали необычные звуки. Но местные жители не любили чужаков и запретили им приближаться к шахте.

Угольная шахта Атлас в Альберте, Канада, была открыта в тысяча девятьсот тридцать шестом году, а в семьдесят девятом уже закрылась. Уголь там добывался для производства электроэнергии и отопления. Шахта состояла из двух стволов, которые у основания соединялись туннелем. Владельцы рудника начали строить дома для своих рабочих и их семей прямо рядом с шахтой. Затем там появилась школа, больница и библиотека. Но в семьдесят девятом году из-за аварии шахта закрылась, и шахтерский городок был заброшен. Многие говорили, что в домах горит свет, несмотря на то, что в них никто не жил. А еще оттуда доносились странные звуки. Периодически в шахтах находят нечто весьма примечательное. Например, огромный скелет титанобоа. Эта гигантская змея жила примерно пятьдесят восемь миллионов лет назад, была более двенадцати метров в длину и весила как современный носорог. Рабочие в Колумбии добывали уголь, когда вдруг наткнулись на окаменелость титанобоа. Сначала они подумали, что это анаконда, но она была намного больше. Какая удивительная находка!

Представьте, что вы идете по шахте и натыкаетесь на старые автомобили тысяча девятьсот тридцатых годов. В две тысячи шестнадцатом году один бельгийский учитель, исследуя французскую шахту, обнаружил туннели, которые привели его к машинам. Считается, что коллекция автомобилей была спрятана во время войны. Машины заржавели, но в цене не упали. Если хотите посетить крупнейший в мире курорт для дайвинга с пресной водой, отправляйтесь на свинцовую шахту в Бонн-Терре, штат Миссури. Эта шахта функционировала до тысяча девятьсот шестьдесят второго года. А затем компания, которая ее эксплуатировала, отключила все, включая и водяные насосы. Вода начала заполнять шахту, и в семидесятых три уровня были полностью затоплены. Это место стало известно как крупнейшее в мире подземное пресноводное озеро. Большая часть оборудования для добычи полезных ископаемых все еще находится под водой, и вам предстоит исследовать десятки километров. Звучит круто!

https://youtube.com/watch?v=hNXUeaXr2cw%3Fstart%3D0%26controls%3D1%26rel%3D0%26showinfo%3D0

Симптомы и первая помощь

Отравление угарным газом – это серьезная патология, которая возникает на фоне вдыхания дыма или воздуха, содержащего монооксид углерода.

Явление сопровождается нарушением работы ЦНС. У пострадавшего наблюдается поражение дыхательной и сердечно-сосудистой систем, вызывающее недостаточность. Отравление угарным газом провоцирует выраженное покраснение кожных поверхностей.

Причины

Отравление ядовитым газом формируется, когда превышено его содержание в воздухе, которым дышит человек. Степень поражения определяется количеством опасного газообразного соединения в воздухе и временем его воздействия. Обычно для тяжелой формы отравления человеку достаточно 30 минут вдыхания 3-5 мг/л окиси углерода. Летальный исход пострадавшего возникает при вдыхании 14 мг/л токсического вещества. Поражение угарным газом одно из наиболее часто встречающихся среди других видов отравлений, может произойти в бытовых или производственных условиях.

Основной причиной отравления угарным газом считается образование окиси углерода в ходе неполного сгорания органических веществ. В основном химический процесс свойствен пожару. Особую угрозу монооксид углерода представляет для детей, беременных и лиц с хроническими патологиями сердечно-сосудистых органов.

Основными факторами, влияющими на образование чрезмерно допустимого количества угарного газа в воздухе, являются:

Классификация

Согласно МКБ отравление угарным газом числится под кодами T58 и Х47.

Принято выделять следующие степени тяжести отравления угарным газом:

В процессе вдыхания газообразного соединения наступает кислородное голодание, что провоцирует запуск неврологических проявлений. Симптомом отравления угарным газом легкой степени является головная боль давящего характера в области лба и висков. К другим жалобам относят головокружение, шум в ушах, тошноту, рвоту, изменение зрения. У пострадавшего нарушается походка, замедляется скорость реакций.

Когда опасное соединение продолжает воздействовать на организм человека, возникают повышение температуры тела, тонические и клонические спазмы мышц, потеря сознания, наступление комы. Признаками отравления угарным газом со стороны сердечно-сосудистой системы могут быть нарушение сердечного ритма и его проводимости, тахикардия. У пациента отмечают сильные сдавливающие боли в левой части груди и за грудиной. Одышка, сухой кашель, высокая температура возникают на фоне развития бронхита или токсической пневмонии.

Психомоторное возбуждение свойственно поражению эйфорического характера. Среди нарушений возникают приподнятое настроение, переходящее в бредовые и галлюциногенные состояния. При синкопальной форме отравления отмечают резкое падение артериального давления. На фоне молниеносного варианта патологии наблюдаются потеря сознания и летальный исход, которые резко сменяют кратковременный судорожный синдром. Особенности пороховой формы поражения заключаются в повреждении слизистых поверхностей носоглотки, глаз, трахеи и бронхов.

Нередки случаи хронического течения отравления опасным веществом. В таком случае человек испытывает постоянную слабость, вялость, головные боли, головокружения, раздражительность. На фоне аномалии у пациента снижается иммунная защита, выпадают волосы, снижается вес, ухудшаются зрение и слух.

Осложнения

Необходимо как можно быстрее покинуть место, где возник очаг ядовитого газа, тем самым это позволит снизить риски развития серьезных осложнений. Легкая степень отравления окисью углерода протекает без серьезных поражений организма человека.

При отравлении угарным газом средней и тяжелой степени возникают такие последствия, как расстройства неврологического характера, нарушения кровообращения. У пострадавших могут наблюдаться головные боли, парезы, мононевриты, паркинсонизм, тромбозы сосудов.

Особую угрозу угарный газ представляет для беременной женщины, так как могут возникнуть пороки развития ребенка. Летальность может наступить в случае тяжелой формы интоксикации.

Диагностика

Если произошло выделение в окружающую среду токсического соединения, необходимо обратиться к специалисту для проведения комплексной диагностики и возможной терапии.

Диагностика при отравлении угарным газом включает:

Лечение

Что делать при отравлении угарным газом? В случае возникновения происшествия, повлекшего за собой отравление выделившимся угарным газом, важно оперативно эвакуировать пострадавшего из места очага для оказания первой медицинской помощи.

Необходимо вывести человека на свежий воздух, наладить его дыхательную функцию и обеспечить теплом. Пациенту осуществляют оксигенотерапию, вводят средства, прекращающие действие токсина. Медики определяют степень поражения и необходимость реанимационных манипуляций.

Пострадавшего от отравления угарным газом доставляют в медицинское учреждение, где специалисты проводят дезинтоксикационные мероприятия и симптоматическое лечение.

Обычно терапия в рамках стационара состоит из:

Краниоцеребральная гипотермия показана пациентам с гипертермическим нарушением. Гипербарическую оксигенацию проводят при тяжелом отравлении окисью углерода.

Клинические рекомендации специалистов по снижению рисков отравления угарным газом предполагают использование только исправных электроприборов, печей и газовых устройств, соблюдение правил противопожарной безопасности, вентиляцию производственных пространств.

Отзывы

Подробное объяснение и консультация большое спасибо

Услуги

Алгоритм оказания неотложной помощи в очаге поражения

Алгоритм оказания неотложной помощи вне зоны поражения

Отравление окисью углерода часто осложняется развитием воспалительных процессов дыхательных путей и лёгких (бронхиты, пневмонии), поэтому с профилактической целью назначаются антибиотики.

Отравление угарным газом

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 августа 2022 года; проверки требуют 16 правок.

Отравление-передозировка угарным газом

Окись углерода — это газ, который образуется в качестве продукта неполного сгорания углерода из органических веществ, таких как масло, нефть и её производные, древесина, природный и промышленный газ, взрывчатые вещества, уголь или кокс. В процессе сгорания избыток углерода способствует образованию CO, и, если кислорода больше, полностью окисляется, образуется углекислый газ (СО2). Окись углерода может образовываться всякий раз, когда пламя касается поверхности, температура которой ниже температуры воспламенения газовой части этого пламени.

Сейчас на главной

Нахождение в природе

Основной компонент природного газа (77—99 %), попутных нефтяных газов (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда произошли другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, кишечнике жвачных животных) образуется биогенно в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.