米国コロラド州鉱山学校のJürgen Brune博士は、地下鉱山における炭塵爆発に対する保護を改善する必要性につ
ウェストバージニア州のアッパービッグブランチ（UBB）鉱山での2010年4月の爆発は、ほぼ4年前に起こった。 29の鉱山労働者の合計が死亡し、二つは永遠に彼らの家族や愛する人の生活を傷つけている災害で重傷を負いました。 UBBでは、ロングウォール面のテールゲート端付近の比較的小さな面の点火が、鉱山の広い領域を通って伝播した大規模な炭塵爆発に変わり、約50マイルの鉱山のエントリを焦がす炎が発生しました。1
このような壊滅的な炭塵の爆発は再び起こることができますか？ 残念ながら、はい、それはできます。
毎年秋、米国鉱山安全衛生局（MSHA）は、鉱山の空気が乾燥している冬の間に発生する可能性が高い炭塵爆発の危険性を警告する冬の警告を発行します。 良い瀝青の炭塵は空気で中断されたとき非常に爆発性です。 典型的な炭塵の爆発では、塵はまた開始の炎を提供する小さいメタンガスの爆発によって掃除されます。 炭塵の爆発はまた、爆破によって引き起こされる可能性があります–特に吹き飛ばされたショットから-これはしばしば20世紀初頭に爆発を引き起こ
一旦開始されると、炭塵爆発は、爆発炎の前で新しい炭塵を空中に旋回させることによって、鉱山の広大な地域を伝播することができます。 このパターンは、炭塵が残っていなくなるまで、または爆発が炭塵が岩石塵と混合することによって十分に慣性化された領域に達するまで続きます。 炭塵爆発に関する彼の本を書いて、Cybulskiはポーランドの実験鉱山”Barbara”で何千もの爆発試験を行った。2次の主要な調査結果はCybulskiによって文書化されました:
- 石炭粉塵が細かく、石炭の揮発性物質が大きいほど、爆発の危険性が大きくなります。
- 炭塵の爆発は、炭塵と不活性塵（岩石塵）を混合することによって防ぐことができます。 石炭塵の大部分が200メッシュ（74μ m）より細かい場合、爆発を防ぐために80％以上の不活性岩塵が必要になることがあります。
- 開始爆発が十分に強い場合、湿った炭塵でさえ爆発する可能性があります。
- 爆発障壁は炭塵の爆発を止めることができます。
米国では、ほとんどの鉱山事業者は、石炭粉塵爆発に対する保護の好ましい方法として、岩石粉塵の慣性化に依存しています。 2011年、MSHAは、吸気気道内の地雷塵の必要な総不活性含有量（TIC）を65％から80％に増加させました。 この変更は、国立労働安全衛生研究所（NIOSH）の研究から、今日の鉱山での機械化の増加も細かさを高め、したがって炭塵爆発の危険性を高めているとの認識に基づいていた。 十分に機械化された切断およびベルト-コンベヤーの運搬への転移は旧式のundercutting、発破およびトラック運搬と比較されるより良い塵を作り出す。
爆発を防止するためには、岩塵と炭塵を十分に混合する必要があります。 石炭の塵が岩石で覆われた表面の上に層を形成することが許可されている場合、爆発の危険性はトップ1/8インチのみであるために増加する。 塵の爆発の間に精練されます。 米国鉱山局とNIOSHテストは、炭塵層がわずか4/1000であることを実証しています。 厚さ（紙の厚さに相当）は、粉塵爆発を伝播させるのに十分である可能性があります。 従って、石の塵を加える好まれた方法は帰りの空気に石の塵を直接解放し、セクションを残し、空気の石炭の塵の粒子とそれを完全に混合する細流 コンベヤーベルトは一般にバッチ塵を払う:ここに、軽い石の塵を払うことの頻繁な適用は層になることを防ぐためにより長い間隔で重い塵を払う 石炭粉塵爆発を防ぐために岩石粉塵の量が十分であるかどうかは、NIOSHが開発した石炭粉塵爆発性計（CDEM）でほぼ瞬時に決定することができます。
欧州の鉱山事業者は、カルシウムおよびマグネシウム塩化物溶液を含む吸湿性の塩で爆発性の炭塵を捕捉する。 塩は鉱山の空気から水を引き付けることによって湿ったままです。 湿った表面は扱われた表面で解決する炭塵を引っ掛けます。 塩の塗布は、鉱山の空気の湿度に応じて数日間続きます。 岩の塵とは異なり、鉱夫の視界を妨げる風下に運ばれないため、塩はいつでも噴霧することができます。
炭塵爆発を防止するための第二の注目すべき技術は、爆発障壁の使用です。 受動的な障壁は、水で満たされ、鉱山の入り口の戦略的な場所で棚に吊り下げられた大きな谷で構成されています。 爆発圧力は棚をひっくり返し、水豪雨は爆発を阻止する炎を癒やす。 West Virginia Office for Miners’Health,Safety and Trainingのubb reportによると、UBB鉱山のポンプサンプは明らかに爆発障壁として機能し、爆発がヘッドゲート21のエントリにさらに伝播するのを防3
欧州の鉱山で鉱山開発に使用されるロードヘッドには、通常、アクティブなトリガー障壁が装備されています。 メタンがカッターヘッドの近くで発火すれば、センサーは直ちに炎を窒息させるためにカッターブームに取付けられる六つから八つの加圧された容器からの火 どのマイナーな表面点火でも激しい炭塵の爆発を誘発するかもしれないのでこの活動的な障壁の技術はそのような爆発の防止のための重要な工学
結論
炭塵は引き続き重大な爆発の危険性を示しています。 鉱山事業者は、十分なレベルの慣性が存在することを保証するために、岩石粉塵の適用、保守および試験の厳格で包括的なプログラムに従うべきで より多くの研究は摩擦発火に対して安全の付加的なレベルを提供するためにどの障壁の技術がおよび石の塵の維持が困難であるベルトの記入項目で適用することができるか定めるために行なわれるべきである。
1. ページ、N.G et al.^”Report of Investigation,Fatal Underground Mine Explostion,April5,2010,Upper Big Branch Mine-South,”Mine Safety and Health Administration,Virginia,pp.965,2011.
2. CYBULSKI,W.,石炭爆発とその抑制,レポートNo. TT7354001+”,ポーランド語から翻訳,鉱山の米国局,ワシントン,pp. 586, 1975.
3. PHILLIPS,C.A.,”Report of Investigation into The Mine Explostion at the Upper Big Branch Mine”,Boone/Raleigh Co.^『2012年319頁』、2012年。
この記事は、World Coalの月号にBrune,J.,”a clear and present danger”,World Coal(February2014),p.14として初めて掲載されました。
コロラド鉱山学校のJürgen Brunner博士によって書かれました。