Dr Jü Brune, Colorado School Of Mines, USA, diskuterer behovet for å forbedre beskyttelsen mot kullstøveksplosjoner i underjordiske gruver.
April 2010-eksplosjonen ved upper Big Branch (UBB) – gruven i West Virginia skjedde for nesten fire år siden. Totalt 29 gruvearbeidere døde og to ble alvorlig skadet i en katastrofe som for alltid har skadet livene til sine familier og kjære. PÅ UBB, en relativt liten ansikt tenning nær bakluken slutten av longwall ansiktet omgjort til en stor kullstøv eksplosjon som forplantet seg gjennom et stort område av gruven med flammer charring nesten 50 miles av mine oppføringer.1
Kan en slik ødeleggende kullstøveksplosjon skje igjen? Dessverre, ja, det kan det.
Hver høst utsteder Us Mine Safety And Health Administration (Msha) Et Vintervarsel som advarer om farene ved kullstøveksplosjoner, noe som er mer sannsynlig å oppstå om vinteren når minluften er tørrere. Fint bituminøst kullstøv er svært eksplosivt når det er suspendert i luft. I en typisk kullstøveksplosjon blir støvet skuret av en liten metangasseksplosjon, som også gir den initierende flammen. Kullstøveksplosjoner kan også utløses ved sprengning-spesielt fra utblåste skudd-og dette forårsaket ofte eksplosjoner tidlig i det 20.Århundre.
en kullstøveksplosjon kan forplante seg gjennom store områder i gruven ved å virvle nytt kullstøv inn i luften foran eksplosjonsflammen. Dette mønsteret vil fortsette til det ikke er mer kullstøv igjen eller til eksplosjonen når et område der kullstøvet har blitt tilstrekkelig inertisert ved å blande det med steinstøv. I å skrive sin bok om kullstøv eksplosjoner, Cybulski gjennomført tusenvis av eksplosjonstester i den polske eksperimentelle gruven «Barbara».2 følgende store funn ble dokumentert Av Cybulski:
- jo finere kullstøvet og jo større kullets flyktige materiale, desto større er eksplosjonsfaren.
- kullstøveksplosjoner kan forebygges ved å blande kullstøvet med inert støv (steinstøv). Hvis en stor del av kullstøvet er finere enn 200 mesh (74µ), kan det være nødvendig med mer enn 80% inert steinstøv for å forhindre eksplosjoner.
- hvis den initierende eksplosjonen er sterk nok, kan til og med vått kullstøv eksplodere.
- Eksplosjonsbarrierer kan stoppe kullstøveksplosjoner.
I USA er de fleste gruveoperatører avhengige av treghet i bergstøv som den foretrukne metoden for beskyttelse mot kullstøveksplosjoner. I 2011 økte MSHA det nødvendige totale inerte innholdet (TIC) for minestøv i inntaksluftveier fra 65% til 80%, det samme som det var (og er) for returluftveier. Denne endringen var basert på anerkjennelsen fra forskning Fra NATIONAL Institute for Occupational Safety And Health (NIOSH) at økende mekanisering i dagens gruver også har økt finheten og dermed risikoen for kullstøveksplosjoner. Overgangen til fullt mekanisert skjære – og beltetransportør gir mer fint støv sammenlignet med gammeldags underkutting, sprengning og sportransport.
for å være effektiv for å forhindre eksplosjoner, må steinstøvet blandes grundig med kullstøvet. Hvis kullstøv er tillatt å danne lag på toppen av steinstøvede overflater, øker eksplosjonsfaren fordi bare toppen 1/8 in. av støv skur opp under en eksplosjon. US Bureau Of Mines og NIOSH tester har vist at et kullstøvlag bare 4/1000 in. tykk (tilsvarende tykkelsen på et ark) kan være tilstrekkelig til å forplante en støveksplosjon. Derfor er den foretrukne metoden for å påføre steinstøv med trickle dusters som frigjør steinstøv direkte inn i returluften, forlater seksjonen, blander den grundig med kullstøvpartiklene i luften. Transportbånd er generelt batch støvet: her, hyppig påføring av en lett rock støvtørking foretrekkes over tung støvtørking med lengre intervaller for å hindre lagdeling. Hvorvidt mengden steinstøv er tilstrekkelig til å forhindre kullstøveksplosjoner, kan bestemmes nesten umiddelbart med NIOSH-utviklet Coal Dust Explosibility Meter (CDEM).
Europeiske gruveoperatører fanger eksplosivt kullstøv med hygroskopiske salter, inkludert kalsium – og magnesiumkloridløsninger. Saltene forblir fuktige ved å tiltrekke vann fra minluften. Den fuktige overflaten fanger opp kullstøv på de behandlede overflatene. Saltapplikasjoner varer i flere dager, avhengig av fuktigheten i minluften. Salter kan sprøytes når som helst fordi de, i motsetning til steinstøv, ikke bæres nedover der de hindrer synlighet for gruvearbeidere.
en annen bemerkelsesverdig teknologi for forebygging av kullstøveksplosjoner er bruken av eksplosjonsbarrierer. Passive barrierer består av store troughs fylt med vann og suspendert på hyller på strategiske steder i gruvepostene. Eksplosjonen trykket tips hyllene over og vannet regn slukker flammen, arrestere eksplosjonen. UBB-rapporten fra West Virginia Office For Miners’ Health, Safety and Training bemerker at en pumpesump i UBB-gruven tydeligvis hadde fungert som en eksplosjonsbarriere og forhindret eksplosjonen i å spre seg videre inn i headgate 21-oppføringene.3
Roadheaders som brukes til gruveutvikling i Europeiske gruver er vanligvis utstyrt med aktive, utløste barrierer. Hvis metan antennes nær kutterhodet, utløser en sensor øyeblikkelig utslipp av brannslukningsmiddel fra seks til åtte trykkbeholdere montert på kutterbommen for å kvele flammen. Siden en mindre ansiktsantennelse kan utløse en voldsom kullstøveksplosjon, er denne aktive barrierteknologien en viktig teknisk kontroll for forebygging av slike eksplosjoner.
Konklusjoner
Kullstøv fortsetter å utgjøre en betydelig eksplosjonsfare. Gruve operatører bør følge en streng, omfattende program av rock støv program, vedlikehold og testing for å sikre at tilstrekkelige nivåer av treghet er til stede. Mer forskning bør gjennomføres for å avgjøre hvilke barrierteknologier som kan brukes I amerikanske gruver for å gi et ekstra sikkerhetsnivå mot friksjonstenninger og i belteposter der vedlikehold av steinstøv er vanskelig.
1. PAGE, N. G et al., «Rapport Om Undersøkelse, Dødelig Underjordisk Gruveutbrenning, 5. April 2010, Upper Big Branch Mine-South,» Mine Safety And Health Administration, Virginia, s.965, 2011.
2. CYBULSKI, W., Kull Eksplosjoner og Deres Undertrykkelse, Rapport Nr. TT 7354001+», oversatt fra polsk, US Bureau Of Mines, Washington, pp. 586, 1975.
3. PHILLIPS, C. A., «Rapport Om Gransking Av Gruveeksplosjonen ved Upper Big Branch Mine», Boone / Raleigh Co., Vest-Virginia, s. 319, 2012.
denne artikkelen dukket først opp i februarutgaven Av World Coal som: Brune, J.,» en klar og nåværende fare», World Coal (februar 2014), s. 14.
Skrevet Av Dr Jü Brunner, Colorado School Of Mines.
Redigert av Jonathan Rowland