Przewietrzanie kopalS1.doc

Temat: 6. Przewietrzanie kopalń.

6.1.              Cel i znaczenie przewietrzania kopalń

Przewietrzaniem kopalń określa się całokształt działalności związanej z planowym dostarczaniem powietrza świeżego do wszystkich czyn­nych wyrobisk górniczych. Celem tej działalności jest zapewnienie w podziemnych wyrobiskach górniczych:

- odpowiedniego składu powietrza,

- odpowiedniej ilości powietrza,

- utrzymania warunków klimatycznych na poziomie odpowiada­jącym wymaganiom sprawnego funkcjonowania organizmu ludzkiego,

- rozrzedzania i odprowadzania szkodliwych dla ludzi gazów wydzielających się z górotworu lub powstałych z różnych przyczyn w podziemiach kopalń.

Dobre przewietrzanie kopalni jest podstawowym warunkiem bez­pieczeństwa i higieny pracy, gdyż od jego sprawności zależy zdrowie oraz życie pracujących pod ziemią załóg górniczych. Dobre i sprawne przewietrzanie zezwala na zachowanie pełnej sprawności fizycznej oraz umysłowej górnikowi, zapewniając z jego strony wydajną i bezpieczną pracę.

Temat: 6.2. Powietrze kopalniane.

6.2.1. Skład powietrza atmosferycznego i kopalnianego.

Do kopalni doprowadza się powietrze z powierzchni ziemi, a więc powietrze atmosferyczne.

Stanowi ono mieszaninę gazów o składzie:

- tlenu              O2 – 20,93%,

- azotu N2 – 78,10%.

Pozostałość (około 1%) stanowią gazy szlachetne (argon, neon, hel i inne), dwutlenek węgla CO2 w ilości 0,03 do 0,04%, pewna ilość pary wodnej i zanieczyszczeń pyłowych.

Powietrze atmosferyczne ma w warunkach normalnych (0°C, 1013 hPa) gęstość 1,293 kg/m3:

Składnikiem atmosfery koniecznym do życia człowieka jest tlen. Tlen O2 jest gazem bezbarwnym, bez smaku i zapachu o gęstości w normalnych warunkach 1,43 kg/m3. Jest on konieczny w procesie oddychania, a również niezbędny do podtrzymywania palenia i wszel­kich procesów utleniania.

Proces oddychania polega na pobieraniu powietrza do płuc, gdzie przepływająca krew pobiera część tlenu i jako krew tętnicza (bogata w tlen) płynie do tkanek, w których tlen zostaje użyty do spalania węgla zawartego w pokarmach przyjętych przez organizm. Powstała stąd energia potrzebna jest do podtrzymywania wszelkich procesów życiowych organizmu.

Produkt spalania - dwutlenek węgla - krew żylna odprowadza do płuc, skąd następuje jego wydalenie. Skład powietrza wydychanego z płuc jest inny niż wdychanego. Powietrze wydychane zawiera około 78% azotu, 17% tlenu i 4% dwutlenku węgla. Powietrze takie nie nadaje się do oddychania i przebywanie w nim zagraża zdrowiu. Zużycie tlenu przez człowieka zależy od wysiłku, jaki on pokonuje. W spoczynku wynosi ono 0,25 l/min, w czasie pracy około 1,5 l/min, a przy wielkim wysiłku nawet do 3,5 l/min.

Nazwą powietrze kopalniane określa się powietrze znajdujące się w podziemiach kopalni, czasem różne co do składu od powietrza atmosferycznego wskutek pochłaniania tlenu i wydzielania się innych gazów oraz pyłu w kopalni.

Powietrze dopływające do wyrobisk górniczych nazywa się powiet­rzem świeżym, a to które po przewietrzeniu wyrobisk płynie do wylotu - powietrzem zużytym.

W podziemiach kopalni powietrze kopalniane przyjmuje w swój skład szkodliwe i nie nadające się do oddychania gazy wydzielające się z górotworu lub powstające z różnych przyczyn na drodze jego przepływu, a w szczególności wskutek:

- procesów utleniania węgla,

- oddychania ludzi,

- gnicia drewna,

- pracy maszyn (np. silników spalinowych),

- urabiania materiałami wybuchowymi,

- wszelkich procesów spalania, a zwłaszcza pożarów kopalnianych.

Skład powietrza kopalnianego:

- różni się od składu powietrza atmosferycnego,

- nie jest jednakowy w różnych wyrobiskach kopalni.

Tak zwane powietrze ciężkie albo atmosfera dusząca powstaje przez ograniczenie (zmniejszenie) ilości tlenu w powietrzu kopal­nianym wskutek zużycia tlenu do spalania, utleniania i oddychania ludzi oraz intensywnego wydzielania się z górotworu do powietrza kopalnianego takich gazów, jak dwutlenek węgla, metan lub azot.

Zmniejszenie tlenu w powietrzu kopalnianym wywiera ujemny wpływ na organizm ludzki. Przy 17% tlenu oddech staje się ciężki i występuje przyspieszone bicie serca, przy 15% występuje brak zdolno­ści do większego wysiłku, przy 10% następuje utrata przytomności.

Przepisy bezpieczeństwa nakazują stałe przewietrzanie wszystkich wyrobisk i pomieszczeń górniczych tak, aby zawartość tlenu w po­wietrzu kopalnianym nie była mniejsza od 19%.

Tlenek węgla CO, siarkowodór H2S, tlenki siarki i tlenki azotu jako gazy trujące stanowią niebezpieczne domieszki powietrza kopal­nianego.

Atmosferę wybuchową stwarzają mieszaniny gazów, takich jak metan, węglowodory ciężkie (etan i inne), tlenek węgla i wodór. Powietrze kopalniane charakteryzuje się również różnym od po­wietrza atmosferycznego zapyleniem, temperaturą i wilgotnością.

Temat: 6.2.2. Gazy szkodliwe występujące w kopalniach węgla.

Gazy szkodliwe występujące w powietrzu kopalnianym zestawiono w tabl. 6.1.

Tablica 6.1. Charakterystyka szkodliwych i niebezpiecznych gazów zawartych w atmosferze

kopalnianej

W czynnych wyrobiskach górniczych zawartość gazów szkodliwych w powietrzu kopalnianym nie może przekraczać wielko­ści dopuszczonych przepisami bezpieczeństwa (tabl. 6.1). W razie stwierdzenia większej ich zawartości w wyrobisku górniczym należy niezwłocznie wycofać ludzi do prądu powietrza świeżego, a dojścia do zagrożonego wyrobiska zagrodzić. W miejscach takich mogą być wykonywane tylko prace w zakresie ratownictwa górniczego i przeciw­pożarowe.

Złoża węglowe mogą zawierać: metan, dwutlenek węgla, a w rzad­kich przypadkach azot. Gazy te występują w złożu albo w postaci wolnej; wypełniając pory, pustki, szczeliny pokładów węgla i skał otaczających, albo w postaci związanej z węglem. W czasie drążenia wyrobisk i wybierania węgla gazy wydzielają się z górotworu do atmosfery kopalnianej. Wydzielanie może mieć charakter równomier­ny, a także skupionych miejscowych wypływów (fukaczy, fontann gazowych), a niekiedy nagłych wyrzutów.

W Zagłębiu Dolnośląskim nagłe wyrzuty gazów, głównie dwutlen­ku węgla i skał, stanowią duże zagrożenie w tamtejszych kopalniach. Największe ilości szkodliwych gazów znajdują się w otamowanych i nie przewietrzanych starych zrobach lub w tych rejonach złoża, których otamowanie nastąpiło wskutek pożaru, czyli w tzw. polach pożarowych.

W czasie zniżki barometrycznej ciśnienie gazów w przestrzeni otamowanej jest chwilowo wyższe niż przed tamami. Następuje wtedy wypływ gazów z otamowanej przestrzeni do czynnych wyrobisk przez nieszczelności tam i szczeliny calizny węglowej aż do czasu wyrów­nania się ciśnienia po obu stronach tam.

W czasie zwyżki barometrycznej sytuacja jest odwrotna i powietrze wpływa do przestrzeni otamowanej.

Wydobywające się zza tam w czasie zniżki barometrycznej szkod­liwe gazy zagrażają ludziom pracującym w sąsiedztwie starych zrobów lub pól pożarowych.

Każda kopalnia obok dbałości o szczelność tam obowiązana jest informować zjeżdżających w podziemia kopalni ludzi o stanie ciśnienia barometrycznego. Polskie Radio kilka razy dziennie w specjalnych komunikatach dla górnictwa podaje informacje o ciśnieniu baro­metrycznym. W kopalniach w widocznych miejscach, przeważnie na nadszybiach szybów zjazdowych, umieszcza się transparenty świetlne koloru czerwonego z napisem „Zniżka barometryczna".

Praca w sąsiedztwie starych zrobów lub pól pożarowych wymaga specjalnej ostrożności i czujności ze strony kierownictwa dozoru ruchu oraz wszystkich zatrudnionych pracowników. Nigdzie nie wolno chodzić samemu, a wszelkie zespoły pracownicze powinny być wypo...