Zagro+enie wybuchami pyêu w¬glowego.doc

Temat: 8. Zagrożenie wybuchami pyłu węglowego.

8.1. Wybuch pyłu węglowego

W kopalniach węgla powietrze kopalniane zawiera zawsze pewną ilość pyłu węglowego powstałego w wyniku urabiania, ładowania i przesy­pywania węgla. Pył węglowy, podobnie jak wszystkie pyły ciał palnych, może tworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową.

Wybuchowość mieszaniny pyłu węglowego z powietrzem zależy od wielu czynników, ale przede wszystkim od jakości i ilości pyłu węglowego. Pod względem jakościowym decydującym czynnikiem jest zawartość części lotnych w węglu, z którego powstał pył węglowy. Za niebezpieczny uważany jest pył powstały z węgla zawierającego powyżej 12% części lotnych w przeliczeniu na bezwodną i bezpo­piołową substancję węglową. Pył węgla o zawartości 30 do 35% części lotnych uważany jest za najłatwiej wybuchowy.

Drugim czynnikiem jest rozdrobnienie pyłu. Najbardziej wybucho­wym jest pył składający się z ziarn przechodzących przez sito, zawierające 6400 otworów na 1 cm2. Ziarna takie mają wymiary poniżej 0,01 mm. Ziarna nie przechodząc przez sito o wymiarach oczka 1,0 x 1,0 mm nie są uważane za pyły.

W zależności od gatunku węgla wybuch powstaje przy zawartości pyłu węglowego w powietrzu w granicach od 50 do 1000 g/m3. W warunkach normalnych nie jest możliwe powstanie tak wysokich stężeń pyłu węglowego w powietrzu kopalnianym. Przy koncentracji 10 g/m3 zapylenie jest już tak duże, że nie widzi się z odległości 1 m światła przenośnej lampy górniczej.

Dla powstania mieszaniny wybuchowej konieczne jest, aby pył węglowy osadzony w wyrobisku i spoczywający na ociosach spągu, stropie, obudowie, urządzeniach itp. został uniesiony w powietrze, co  może nastąpić przy jakimś wstrząsie (np. wywołanym strzelaniem). Powstaje wtedy obłok o dużej koncentracji pyłu węglowego, czyli tzw. obłok pierwotny, który w zetknięciu z iskrą wybucha.

Niebezpieczeństwo wybuchu zależy nie tyle od zawartości pyłu węglowego w powietrzu, ale głównie od jego ilości znajdującej się w wyrobisku.

Aby więc nastąpił wybuch, muszą być spełnione dwa warunki, a mianowicie:

- musi powstać gęsty obłok pierwotny pyłu węglowego,

- musi nastąpić jego zapalenie.

Warunki takie mogą powstać przy:

- wykonywaniu robót strzelniczych,

- wybuchu metanu,

- wybuchu gazów pożarowych,

- pojawieniu się iskry elektrycznej lub mechanicznej w obecności obłoku pierwotnego.

Uwzględniając podane warunki, jako miejsca możliwego zapocząt­kowania wybuchu pyłu węglowego uznaje się:

- miejsca wykonywania robót strzelniczych,

- miejsca stwierdzonych nagromadzeń metanu w ilości 1 % i powyżej,

- czynne pola pożarowe,

- wyrobiska o nachyleniu powyżej 10° z czynnym przewozem kołowym, w których znajdują się kable elektryczne i inne elektryczne przewody energetyczne.

Powstały w jednym miejscu wybuch pyłu węglowego może przeno­sić się, gdyż powoduje on wstrząs w sąsiednich wyrobiskach, wywołu­jąc tam powstanie obłoków pierwotnych, które zapalone dają nowe wybuchy. W ten sposób wybuch może obejmować coraz to nowe grupy wyrobisk.

Rozwijający się wybuch może objąć dużą część kopalni, a na­wet całą kopalnię. W historii górnictwa znane są wypadki, któ­rych skutki były wprost katastrofalne. Obecność metanu zwiększa zdolność wybuchową pyłu węglowego. Na przykład przy stężeniu metanu 2% wybuch pyłu węglowego jest już możliwy przy ilości pyłu 10 g/m3.

Temat: 8.2. Podział pokładów pod względem zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.

W każdej kopalni węgla wszystkie pokłady lub ich części powinny być, zbadane pod względem zagrożenia wybuchem pyłu węglowego. Bada­nia powinny być przeprowadzone niezwłocznie po udostępnieniu pokładu i wykonaniu wyrobisk górniczych w stopniu umożliwiającym przeprowadzenie pomiarów i badań. Obok określenia ilości części lotnych, części niepalnych, powinny one uwzględniać zawilgocenie pyłu węglowego w wyrobiskach górniczych oraz warunki lokalne możliwości rozszerzenia się wybuchu. Duże znaczenie ma zawilgocenie pokładu. Pył węglowy pochodzący z pokładu, którego węgiel zawiera więcej jak 12% części lotnych, jest bezpieczny, gdy jest zupełnie pozbawiony lotności przez wilgoć.

Wybuch pyłu węglowego powoduje zagrożenie przede wszystkim w wyrobiskach znajdujących się w otoczeniu miejsca wybuchu. Nie­bezpieczeństwo stwarza ciśnienie fali wybuchu, płomień, wysoka temperatura oraz wielkie ilości wytworzonego tlenku węgla, którego stężenie w czasie wybuchu dochodzi nawet do kilkunastu procent. Rozróżnia się dwie strefy zagrożenia wybuchem pyłu węglowego:

- strefa I - obejmuje wyrobiska górnicze znajdujące się w zasię­gu do 300 m w polach niemetanowych, a do 500 m w polach metanowych od miejsc możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego określonych w rqzdz. 8.1,

- strefa II - obejmuje wszystkie wyrobiska poza zasięgiem strefy I. Na podstawie doświadczeń przeprowadzonych w Kopalni Do­świadczalnej Barbara, w polskim górnictwie węglowym pokłady węgla lub ich części dzieli się na dwie klasy zagrożenia pyłowego: A i B.

Do klasy A zagrożenia pyłowego zalicza się pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze, w których:

- nie występuje niebezpieczny pył węglowy,

- w strefie I nie ma odcinków wyrobisk dłuższych niż 30 m z niebezpiecznym pyłem węglowym.

Do klasy B zagrożenia pyłowego zalicza się pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze, w których:

- występuje niebezpieczny pył węglowy,

- w strefie I są odcinki wyrobisk z niebezpiecznym py­łem węglowym dłuższe niż 30 m.

Zaliczenia pokładów węgla do odpowiedniej klasy zagrożenia pyłowego dokonuje okręgowy urząd górniczy. Podział pokładów węglowych pod względem  zagrożenia pyłowego ilustruje rys. 8.1.

Rys. 8.1. Podział węglowych pod względem zagrożenia pyłowego i za­kres stosowania środków zwalczania wybuchów pyłu węglowego

Temat: 8.3. Zwalczanie niebezpieczeństwa wybuchów pyłu węglowego.

8.3.1.              Sposoby zwalczania niebezpieczeństwa wybuchów pyłu węglowego.

Zwalczanie niebezpieczeństwa wybuchu pyłu węglowego polega na:

- zapobieganiu powstania wybuchu,

- tłumieniu (gaszeniu) i zatrzymywaniu wybuchu w celu niedopu­szczenia do jego przeniesienia się.

Powstaniu wybuchu zapobiega się:

- usuwając pył węglowy z miejsc jego gromadzenia się; w przod­kach i strefach przyprzodkowych drążonych wyrobisk koryta­rzowych i eksploatacyjnych należy stosować zmywanie wodą pyłu węglowego;

- stosując prawidłową technikę strzelniczą i właściwe materiały wybuchowe;

- przestrzegając prawidowego zraszania przy urabianiu, ładowa­niu maszynami oraz podczas odstawy i transportu urobku;

- stosując wszelkie rygory odnośnie do prawidłowego prze­wietrzania i zwalczania zagrożenia metanowego.

Miejscami dużego nagromadzenia się pyłu węglowego są przede wszystkim przesypy, wysypy, wywroty, podszybia i nadszybia oraz pomieszczenia sortowni i zakładu przeróbczego. Bardzo niebezpieczne są nagromadzenia pyłu węglowego w rejonie tam regulacyjnych i śluz zabudowanych w chodnikach wyposażonych w przenośniki taśmowe. W zakładach przeróbczych, a niekiedy w podszybiach stosuje się urządzenia odpylające (ekshaustory, cyklony). W pozostałych miej­scach pył węglowy usuwa się ręcznie, zlewając go uprzednio obficie wodą.

Niekiedy na przesypach taśmowych buduje się tzw. osłony przeciw­pyłowe, uniemożliwiające zapylenie wyrobisk pyłem węglowym. Wy­konuje się je w postaci skrzyń blaszanych z ruchomymi klapami dla przejścia taśmy przenośnika. Budowa ich jest wskazana zwłaszcza tam, gdzie duża prędkość powietrza sprzyja unoszeniu się pyłu węglowego w czasie przesypywania węgla. Wykonanie osłony przeciwpyłowej nie zwalnia od obowiązku zraszania urobku na przesypie.

Tlumi się i zatrzymuje wybuch pylu węglowego głównie przez:

- zraszanie,

- opylanie pyłem kamiennym,

- stosowanie środków chemicznych służących do związania pyłu

- węglowego (środki higroskopijne).

...