Dr. J Enterprgen Brune, Colorado School of Mines, USA, megvitatja, hogy javítani kell a földalatti bányákban a szénporrobbanások elleni védelmet.
a 2010.áprilisi robbanás a nyugat-virginiai Upper Big Branch (UBB) bányában csaknem négy évvel ezelőtt történt. Összesen 29 bányász halt meg, ketten pedig súlyosan megsérültek egy katasztrófában, amely örökre megsebesítette családjaik és szeretteik életét. Az UBB-nél, egy viszonylag kicsi arcgyújtás a longwall arc csomagtérajtó vége közelében jelentős szénporrobbanássá vált, amely a bánya nagy területén terjedt át, lángokkal, amelyek szinte elszenesedtek 50 mérföldnyi bányabejegyzés.1
újra megtörténhet egy ilyen pusztító szénporrobbanás? Sajnos, igen, lehet.
minden ősszel az Egyesült Államok bányabiztonsági és Egészségvédelmi Hivatala (MSHA) téli riasztást ad ki, amely figyelmeztet a szénporrobbanások veszélyeire, amelyek nagyobb valószínűséggel fordulnak elő télen, amikor a bánya levegője szárazabb. A finom bitumenes szénpor levegőben szuszpendálva nagyon robbanásveszélyes. Egy tipikus szénporrobbanás során a port egy kis metángáz-robbanás súrolja, amely szintén biztosítja a kezdeményező lángot. A szénporrobbanások robbantással is kiválthatók – különösen a felrobbant lövések miatt -, és ez gyakran okozott robbanásokat a 20.század elején.
a beindítás után a szénporrobbanás a bánya hatalmas területein keresztül terjedhet azáltal, hogy új szénport kavargat a levegőbe a robbanás lángja előtt. Ez a minta addig folytatódik, amíg nem marad több szénpor, vagy amíg a robbanás el nem éri azt a területet, ahol a szénport kellően inerizálják a kőporral való keveréssel. A szénporrobbanásokról szóló könyvének megírásakor Cybulski több ezer robbanási tesztet végzett a lengyel “Barbara”kísérleti bányában.2 A Cybulski a következő főbb megállapításokat dokumentálta:
- minél finomabb a szénpor és minél nagyobb a szén Illékony anyaga, annál nagyobb a robbanásveszély.
- a szénpor robbanása megakadályozható a szénpor inert porral (kőporral) való összekeverésével. Ha a szénpor nagy része finomabb, mint 200 mesh (74 MHz), akkor a robbanások megelőzése érdekében több mint 80% inert kőzetporra lehet szükség.
- ha a kezdeményező robbanás elég erős, még a nedves szénpor is felrobbanhat.
- a Robbanásgátlók megállíthatják a szénpor robbanását.
az Egyesült Államokban a legtöbb bányaüzemeltető a kőpor inertizálására támaszkodik, mint a szénporrobbanások elleni védelem előnyben részesített módszerére. 2011-ben az MSHA 65% – ról 80% – ra növelte a beszívott légutakban lévő bányapor szükséges teljes inert tartalmát (TIC), ugyanaz, mint a visszatérő légutak esetében. Ez a változás a nemzeti Munkahelyi Biztonsági és Egészségvédelmi Intézet (NIOSH) kutatásának felismerésén alapult, hogy a mai bányák növekvő gépesítése növelte a finomságot, és ezáltal a szénporrobbanások kockázatát is. A teljesen gépesített forgácsoló-és szállítószalagos fuvarozásra való áttérés több finom port eredményez, mint a régi típusú alákínálás, robbantás és vágányfuvarozás.
ahhoz, hogy hatékonyan megakadályozzuk a robbanásokat, a kőzetport alaposan össze kell keverni a szénporral. Ha a szénpor megengedett, hogy rétegeket képezzen a kőzetporos felületek tetején, akkor a robbanásveszély növekszik, mert csak a felső 1/8 hüvelyk. a robbanás során por keletkezik. US Bureau of Mines és NIOSH vizsgálatok kimutatták,hogy a szénpor réteg csak 4/1000. a vastag (egyenértékű egy papírlap vastagságával) elegendő lehet A porrobbanás terjedéséhez. Ezért a kőpor alkalmazásának előnyös módszere olyan csepegtető porral történik, amely a kőzetport közvetlenül a visszatérő levegőbe engedi, elhagyva a szakaszt, alaposan összekeverve a levegőben lévő szénpor részecskékkel. A szállítószalagokat általában szakaszosan porolják: itt a könnyű kőzetporozás gyakori alkalmazása előnyösebb, mint a hosszabb időközönként történő nehéz porozás, hogy megakadályozzák a rétegződést. Az, hogy a kőzetpor mennyisége elegendő-e a szénporrobbanások megelőzéséhez, szinte azonnal meghatározható a NIOSH által kifejlesztett szénpor-robbanási mérővel (CDEM).
az Európai bányaüzemeltetők higroszkópos sókkal, köztük kalcium-és magnézium-klorid-oldatokkal csapdába ejtik a robbanásveszélyes szénport. A sók nedvesek maradnak, ha vizet vonzanak a bánya levegőjéből. A nedves felület csapdába ejti a kezelt felületeken leülepedő szénport. A só alkalmazása több napig tart, a bánya levegőjének páratartalmától függően. A sókat bármikor permetezni lehet, mert a kőporral ellentétben nem szélirányban szállítják őket, ahol akadályozzák a bányászok láthatóságát.
a szénporrobbanások megelőzésére szolgáló második figyelemre méltó technológia a robbanásgátlók használata. A passzív akadályok nagy, vízzel töltött vályúkból állnak, amelyeket a bányabejáratok stratégiai helyszínein polcokra függesztettek fel. A robbanás nyomása felborítja a polcokat, a víz felhőszakadása pedig eloltja a lángot, megállítva a robbanást. A nyugat-virginiai bányászok Egészségügyi, Biztonsági és képzési Hivatalának UBB jelentése megjegyzi, hogy az UBB bányában lévő szivattyúakna nyilvánvalóan robbanásgátlóként működött, és megakadályozta, hogy a robbanás tovább terjedjen a headgate 21 bejegyzésekben.3
az Európai bányákban aknafejlesztésre használt Útfejek jellemzően aktív, működésbe hozott akadályokkal vannak felszerelve. Ha a metán meggyullad a vágófej közelében, egy érzékelő azonnal elindítja a tűzoltó anyag felszabadulását a vágókarra szerelt hat-nyolc túlnyomásos tartályból, hogy elfojtsa a lángot. Mivel bármely kisebb arcgyulladás heves szénporrobbanást válthat ki, ez az aktív gáttechnika fontos mérnöki ellenőrzés az ilyen robbanások megelőzésében.
következtetések
a szénpor továbbra is jelentős robbanásveszélyt jelent. A bányaüzemeltetőknek szigorú, átfogó programot kell követniük a kőzetpor kijuttatására, karbantartására és tesztelésére annak biztosítása érdekében, hogy megfelelő szintű inertizáció álljon rendelkezésre. További kutatásokat kell végezni annak meghatározására, hogy mely barrier technológiák alkalmazhatók az amerikai bányákban, hogy további biztonságot nyújtsanak a súrlódási gyulladások ellen, valamint az övbejáratoknál, ahol a kőpor karbantartása nehéz.
1. PAGE, N. G et al., “Vizsgálati jelentés, halálos földalatti Aknarobbanás, április 5, 2010, felső nagy ág bánya-Dél,” Mine Safety and Health Administration, Virginia, PP. 965, 2011.
2. CYBULSKI, W., Szénrobbanások és elnyomásuk, jelentés nem. TT 7354001+”, lengyelül fordítva, amerikai bányászati Iroda, Washington, pp. 586, 1975.
3. PHILLIPS, C. A., “jelentés a bánya robbanásának vizsgálatáról a Felső Big Branch bányában”, Boone/Raleigh Co., Nyugat-Virginia, 319. o., 2012.
ez a cikk először a World Coal februári számában jelent meg: Brune, J., “a clear and present danger”, World Coal (2014. február), p.14.
írta: Dr. J Enterprgen Brunner, Colorado Bányaiskola.
szerkesztette Jonathan Rowland