Zagro+enie metanowe i wyrzutami gazów i skaê.doc

Temat: 7. Zagrożenie metanowe. Zagrożenie wyrzutami gazów i skał.

7.1.    Ogólne wiadomości o zapalności i wybuchowości metanu.

Bardzo często podstawową część gazów kopalnianych stanowi metan. Metan potocznie nazywany jest gazem kopalnianym lub gazem błotnym. Chemicznie jest to najprostszy z węglowodorów nasyconych. Jego własności fizyczne oraz inne dane charakterystyczne podano w tabl. 6.1.

Obecność metanu w powietrzu kopalnianym stwarza duże niebez­pieczeństwo dla zatrudnionych w podziemiach kopalni ludzi, jak również dla samej kopalni, a to z następujących przyczyn:

- metan, będąc gazem lżejszym od powietrza, wypiera tlen, tworząc atmosferę niezdatną do oddychania,

- metan jest gazem palnym i zmieszany w odpowiednim stosunku z powietrzem daje mieszaninę wybuchową.

Wybuchową jest mieszanina, w której tlenu jest powyżej 12%, a zawartość metanu mieści się w granicach 5,0 do 15%. Najsilmejszy, wybuch następuje przy zawartości metanu 9,5%.

Temperatura zapłonu wynosi 650°C, temperatura wybuchu 1500°C. Poza granicami wybuchowości metan spala się i zjawisko to nazywa się potocznie wypaleniem metanu. Ogień rozszerza się wtedy błyskawicznie i może spowodować u ludzi ciężkie, a nawet śmiertelne oparzenia. Z tej przyczyny wskazane jest, aby w wyrobiskach za­grożonych metanem ludzie pracowali w koszulach. Mając na uwadze wymienione zagrożenia, nie wolno dopuszczać do gromadzenia się metanu w czynnych wyrobiskach gormczych.

W razie stwierdzenia pod stropem wyrobiska zawartości metanu powyżej 2% należy:

- niezwłocznie wycofać załogę z zagrożonych wyrobisk,

- wyłączyć prąd elektryczny i unieruchomić urządzenia mecha­niczne,

- dostęp do wyrobisk zagrodzić i zawiadomić o tym fakcie najbliższą osobę dozoru ruchu.

Temat: 7.2. Wydzielanie się metanu w kopalniach węgla .

Metan występuje w złożu węglowym w postaci swobodnej (wolnej) oraz w postaci związanej z węglem. Metan wolny wypełnia pory, szczeliny oraz pustki w pokładach węglowych i otaczających je skałach płonnych. Metan związany z węglem, czyli metan sorbowany, połączony jest z węglem fizycznie lub chemicznie.

Wykonanie wyrobiska górniczego zaburza równowagę ciśnienia gazów w złożu. Do wyrobiska górniczego wypływa z calizny metan wolny i wydziela się metan sorbowany. Proces polegający na uwol­nieniu się sorbowanego gazu z ciała stałegó nazywa się desorpcją. Na ogół bywa ona dość słaba, ale może być również tak intensywna, że w mało zwięzłych węglach oraz w naprężonym górotworze powoduje odrywanie, a nawet odrzut brył węglowych i skalnych od calizny. Zjawiska takie występują w Rybnickim Okręgu Węglowym w kop. Jastrzębie i Zofiówka.

Wydzielanie się metanu do wyrobisk górniczych może występować:

- równomiernie na całej powierzchni wyrobiska oraz z urobione­go węgla,

- jako skupione miejscowe wypływy, czyli tzw. fukacze,

- gwałtownie w postaci wyrzutów gazów i skał.

Intensywność fukacza może być różna - od bardzo małych wypływów, widocznych tylko tam, gdzie spąg zalany jest wodą i wydzielanie się metanu uwidacznia się w postaci pęcherzyków gazu wydobywających się z wody, aż do potężnych wypływów ze szczelin lub jam skalnych, z których metan wydobywa się z szumem lub sykiem (fontanny metanowe).

Wydzielający się do wyrobisk górniczych metan miesza się z po­wietrzem kopalnianym i jest z nim odprowadzany do szybu wydecho­wego. Tam gdzie wypływający z calizny metan ma duże stężenie, w trakcie mieszania się z powietrzem i rozrzedzania do wartości dopuszczalnych mogą wystąpić stany pośrednie, w których na pew­nym odcinku wyrobiska może powstać mieszanina wybuchowa.

Zjawisko to spotyka się zazwyczaj tam, gdzie występują intensyw­ne wypływy metanu ze stropu wyrobiska. Powstać wtedy mogą tzw. lonty metanowe. Są to przystropowe nagromadzenia metanu o stężeniu powyżej 5% występujące w cienkiej warstwie grubości do 2 cm, bezpośrednio pod okładziną lub nie zabudowanym stropem w wolnym przekroju wyrobiska na odcinku powyżej 10 m.

Temat: 7.3. Klasyfikacja zagrożeń metanowych.

Ze względu na naturalne wydzielanie się metanu do wyrobisk gór­niczych zakłady górnicze dzieli się na:

- metanowe,

- niemetanowe.

Metanowym zakładem górniczym jest taki zakład, w którym chociażby w jednym z wyrobisk górniczych stwierdzono w powie­trzu występowanie metanu o koncentracji przekraczającej 0,1%. Zakład górniczy, w którym takiego faktu me stwierdzono nawet przy zaprzestaniu przewietrzania, jest zakładem górniczym nieme­tanowym.

Każde udostępnione złoże (pokłady lub ich części, żyły, gniazda, wysady) powinno być zbadane na okoliczność występowania metanu. W uzasadnionych przypadkach w metanowym zakładzie górniczym można wydzielić część złoża jako niemetanową.

Wyrobiska górnicze, w których stwierdzono występowanie metanu łącznie z drogami odprowadzającymi powietrze z tych wyrobisk, stanowią pola metanowe.

Rozróżnia się metanowość pokładów:

- bezwzględną Qm określoną jako ilość metanu wydzielającą się do wyrobiska w jednostce czasu, wyrażoną w m3/min; metano­wość bezwzględną rejonu wentylacyjnego (rys. 7.1) można obliczyć,

Rys. 7.1. Pomiar metanowości rejonu

mierząc w określonym punkcie prądu wydechowego (pkt. A) strumień powietrza Qp w m3/mm (pomiar anemo­metrem) i zawartość procentową metanu Z uzyskaną z analizy laboratoryjnej pobranych próbek powietrza oraz uwzględniając ilość metanu ujmowanego przez odmetanowanie w tym rejonie wentylacyjnym Qmp; całkowitą ilość wydzielającego się meta­nu - metanowość bezwzględną Qm - oblicza się ze wzoru:

            Qm = 0,01 . Z . QP + Qmo              (7.1)

- względną qm wyrobiska (rejonu wentylacyjnego); określana jest przez ogóną ilość metanu wydzielającą się do wyrobiska (rejonu wentylacyjnego) w ciągu całej doby w przeliczeniu na1 t wydobycia dobowego z wyrobiska (rejonu wentylacyjnego); wylicza się ją za pomocą wzoru

qm =      1440 Qm / W                                                                 ( 7.2)

 ...