미국 콜로라도 주 브루네 박사는 지하 광산의 석탄 먼지 폭발에 대한 보호를 개선해야 할 필요성에 대해 논의합니다.
2010 년 4 월 웨스트 버지니아의 어퍼 빅 브랜치 광산에서 일어난 폭발은 거의 4 년 전에 일어났습니다. 총 29 명의 광부가 사망하고 두 명은 가족과 사랑하는 사람들의 삶에 영원히 상처를 입힌 재난으로 심각하게 부상당했습니다. 광산의 넓은 지역을 통해 전파되는 주요 석탄 먼지 폭발로 바뀌었고 거의 50 마일의 광산 진입로를 탄 화염이 발생했습니다.1
그런 엄청난 석탄 먼지 폭발이 다시 일어날 수 있습니까? 유감스럽게도,예,할 수 있습니다.
매년 가을,미국 광산 안전 보건국은 석탄 먼지 폭발의 위험을 경고하는 겨울 경보를 발령하며,이는 광산 공기가 더 건조한 겨울철에 발생할 가능성이 더 높습니다. 미세한 유연탄 먼지는 공기 중에 부유 할 때 매우 폭발적입니다. 전형적인 석탄 먼지 폭발에서 먼지는 작은 메탄 가스 폭발에 의해 샅샅이 뒤지며,이는 또한 시작 불꽃을 제공합니다. 석탄 먼지 폭발은 또한 폭파에 의해 촉발 될 수 있으며,특히 폭파 된 샷으로 인해 종종 20 세기 초에 폭발을 일으켰습니다.
일단 시작된 석탄 먼지 폭발은 폭발 불꽃 앞에서 새로운 석탄 먼지를 공중으로 소용돌이쳐 광활한 지역을 통해 전파 될 수 있습니다. 이 패턴은 더 이상 석탄 먼지가 남아 있지 않거나 폭발이 석탄 먼지가 암석 먼지와 혼합하여 충분히 불활화 된 지역에 도달 할 때까지 계속됩니다. 석탄 먼지 폭발에 관한 그의 책을 쓰면서,시불 스키는 폴란드의 실험 광산”바바라”에서 수천 건의 폭발 테스트를 수행했습니다.2 다음과 같은 주요 발견이 시불 스키에 의해 문서화되었습니다:
- 석탄 먼지가 미세하고 석탄의 휘발성 물질이 클수록 폭발 위험이 커집니다.
- 석탄 분진 폭발은 석탄 분진과 불활성 분진(암석 분진)을 혼합하여 예방할 수 있습니다. 석탄 먼지의 상당 부분이 200 메쉬(74 메쉬)보다 미세하면 폭발을 방지하기 위해 80%이상의 불활성 암석 먼지가 필요할 수 있습니다.
- 폭발이 충분히 강하면 젖은 석탄 먼지도 폭발 할 수 있습니다.
- 폭발 장벽은 석탄 먼지 폭발을 막을 수 있습니다.
미국에서 대부분의 광산 운영자는 석탄 먼지 폭발에 대한 선호되는 보호 방법으로 암석 먼지 불활성에 의존합니다. 2011 년에는 흡기 항공의 광산 먼지에 필요한 총 불활성 함량을 65%에서 80%로 증가시켰습니다. 이러한 변화는 국립 산업안전보건연구소의 연구를 통해 오늘날의 광산에서의 기계화가 증가함에 따라 석탄분진 폭발의 위험도 증가했다는 인식을 바탕으로 이루어졌습니다. 완전 기계화 된 절단 및 벨트 컨베이어 운반으로의 전환은 구식 언더컷,블라스팅 및 트랙 운반에 비해 더 많은 미세 먼지를 생성합니다.
폭발 방지에 효과적이기 위해서는 암석먼지가 석탄먼지와 완전히 혼합되어야 한다. 석탄 먼지가 바위 가루 표면 위에 층을 형성하도록 허용하는 경우,폭발 위험이 증가하기 때문에 단지 상단 1/8 인치. 폭발 중에 먼지가 샅샅이 뒤집니다. 광산 및 니오시 테스트의 미국 국은 석탄 먼지 층 만 4/1000 에서 것을 증명했다. 두꺼운(종이 한 장의 두께에 해당)먼지 폭발을 전파하기에 충분할 수 있습니다. 그러므로,바위 먼지를 적용하기의 선호한 방법은 공기에 있는 석탄 먼지 입자와 그것을 완전히 섞는 단면도를 떠나는 반환 공기로 바위 먼지를 직접 풀어 놓는 물방울 먼지떨이로 입니다. 컨베이어 벨트는 일반적으로 배치 가루:여기,가벼운 바위 먼지의 빈번한 응용 프로그램 레이어링을 방지 하기 위해 더 긴 간격으로 무거운 먼지 선호. 석탄 먼지 폭발을 방지하기에 충분한 암석 먼지의 양은 석탄 먼지 폭발성 측정기로 거의 즉시 결정할 수 있습니다.
유럽 광산 운영자는 칼슘 및 염화 마그네슘 용액을 포함한 흡습성 염으로 폭발성 석탄 먼지를 포획합니다. 염은 광산 공기에서 물 유치에 의해 촉촉한 남아 있습니다. 습한 표면은 처리 된 표면에 침전하는 석탄 먼지를 덫에 넣습니다. 소금 응용 프로그램은 광산 공기의 습도에 따라 며칠 동안 지속됩니다. 소금은 바위 먼지와는 달리 광부의 가시성을 방해하는 곳에서 바람이 내리지 않기 때문에 언제든지 분무 할 수 있습니다.
석탄 먼지 폭발 방지를위한 두 번째 주목할만한 기술은 폭발 장벽을 사용하는 것입니다. 패시브 장벽은 물 가득 광산 항목의 전략적 위치에 선반에 일시 중단 된 큰 골짜기로 구성되어 있습니다. 폭발 압력은 선반을 넘어서 기울이고 물 호우는 폭발을 검거하는 화염을 냉각한다. 웨스트버지니아 광부 건강,안전 및 훈련 사무소의 보고서는 광부 광산의 펌프 웅덩이가 폭발 장벽으로 작용하여 폭발이 헤드 게이트 21 에 더 이상 전파되는 것을 막았다고 지적했습니다.3
유럽 광산의 광산 개발에 사용되는 로드헤더는 일반적으로 활성,트리거 장벽을 갖추고 있습니다. 커터 헤드 근처에서 메탄이 발화되면 센서가 커터 붐에 장착된 6~8 개의 가압 컨테이너에서 소화제를 즉시 방출하여 불꽃을 질식시킵니다. 사소한 얼굴 점화가 폭력적인 석탄 먼지 폭발을 유발할 수 있기 때문에,이 활성 장벽 기술은 이러한 폭발을 방지하기위한 중요한 엔지니어링 제어입니다.
결론
석탄 먼지는 계속해서 심각한 폭발 위험을 나타냅니다. 광산 운영자는 충분한 수준의 불활성이 있는지 확인하기 위해 암석 먼지 적용,유지 보수 및 테스트에 대한 엄격하고 포괄적 인 프로그램을 따라야합니다. 더 많은 연구가 마찰 점화에 대한 안전의 추가 수준을 제공하고 바위 먼지 유지 보수가 어려운 벨트 항목에 미국 광산에 적용 할 수있는 장벽 기술을 결정하기 위해 수행되어야한다.
1. 페이지,엔.지 등.,”조사 보고서,치명적인 지하 광산 폭발,2010 년 4 월 5 일,어퍼 빅 브랜치 광산-사우스,”광산 안전 보건 관리,버지니아,965 쪽,2011.
2. 석탄 폭발과 그 억압,보고서 없음. 미국 광산국,워싱턴,쪽. 586, 1975.
3. 필립스,워싱턴,”어퍼 빅 브랜치 광산에서 광산 폭발에 대한 조사 보고서”,분/롤리 공동.,웨스트 버지니아,319 쪽,2012.
이 기사는 세계 석탄 2 월호에 다음과 같이 처음 등장했습니다.
Written by Dr Jürgen Brunner,Colorado School of Mines.
편집 조나단 롤랜드