Dr. Jürgen Brune, Colorado School of Mines, EUA, discute a necessidade de melhorar a protecção contra o pó de carvão explosões em minas subterrâneas.
a explosão de abril de 2010 na mina Upper Big Branch (UBB) na Virgínia Ocidental ocorreu há quase quatro anos. Um total de 29 mineiros morreram e dois ficaram gravemente feridos em um desastre que marcou para sempre a vida de suas famílias e entes queridos. Em UBB, uma relativamente pequena ignição facial perto do final do longwall face transformou-se numa grande explosão de pó de carvão que se propagou através de uma grande área da mina com chamas carbonizando quase 80 km de entradas de Minas.1
pode tal devastadora explosão de poeira de carvão acontecer novamente? Infelizmente, sim, pode.
a cada outono, a US Mine Safety and Health Administration (MSHA) emite um alerta de inverno que alerta para os perigos de explosões de poeiras de carvão, que são mais propensos a ocorrer durante o inverno, quando o ar da Mina é mais seco. O pó de carvão betuminoso fino é altamente explosivo quando suspenso no ar. Em uma típica explosão de poeira de carvão, a poeira é varrida por uma pequena explosão de gás metano, que também fornece a chama iniciadora. Explosões de poeira de carvão também podem ser desencadeadas por explosões – especialmente de tiros disparados-e isso muitas vezes causou explosões no início do século 20.
uma vez iniciada, uma explosão de poeira de carvão pode propagar-se através de vastas áreas da mina, rodando pó de carvão novo para o ar na frente da chama da explosão. Este padrão continuará até que não reste mais poeira de carvão ou até que a explosão atinja uma área onde a poeira de carvão tenha sido suficientemente inerciada misturando-a com poeira de rocha. Ao escrever seu livro sobre explosões de poeira de carvão, Cybulski realizou milhares de testes de explosão na mina experimental polonesa “Barbara”.2 Os principais resultados seguintes foram documentados por Cybulski:
- quanto mais fina for a poeira de carvão e maior for a matéria volátil do carvão, maior será o risco de explosão.Explosões de poeiras de carvão podem ser evitadas misturando as poeiras de carvão com poeiras inertes (poeiras de rocha). Se uma grande parte da poeira de carvão for mais fina do que 200 mesh (74µm), mais de 80% de poeira inerte de rocha pode ser necessária para evitar explosões.Se a explosão inicial for forte o suficiente, até a poeira de carvão húmida pode explodir.
- barreiras explosivas podem parar explosões de poeira de carvão.
nos EUA, a maioria dos operadores de Minas baseia-se na inertização de poeiras de rocha como o método preferido de proteção contra explosões de poeiras de carvão. Em 2011, o MSHA aumentou de 65% para 80% o teor total inerte exigido (TIC) para a poeira das minas nas vias aéreas de admissão, o mesmo que foi (e é) para a return airways. Esta mudança baseou-se no reconhecimento, a partir da investigação do Instituto Nacional de segurança e Saúde no trabalho (NIOSH), de que o aumento da mecanização nas minas de hoje também aumentou a finura e, portanto, o risco de explosões de poeiras de carvão. A transição para o corte totalmente mecanizado e o transporte de correias transportadoras produz mais poeiras finas em comparação com a subcotação, a explosão e o transporte por via.
para ser eficaz na prevenção de explosões, a poeira de rocha deve ser completamente misturada com a poeira de carvão. Se a poeira de carvão for permitida a formar camadas em cima de superfícies rochosas, o perigo de explosão aumenta porque apenas o topo 1/8 em. o pó é varrido durante uma explosão. O Bureau of Mines and NIOSH tests dos EUA demonstrou que uma camada de pó de carvão apenas 4/1000 em. espessa (equivalente à espessura de uma folha de papel) pode ser suficiente para propagar uma explosão de poeira. Portanto, o método preferido de aplicar poeira de rocha é com pulverizadores trickle que libertam poeira de rocha diretamente no ar de retorno, deixando a seção, misturando-a completamente com as partículas de poeira de carvão no ar. As correias transportadoras são geralmente polvilhadas em lote: aqui, a aplicação frequente de uma pulverização de rocha leve é preferível à pulverização pesada em intervalos mais longos para evitar camadas. Se a quantidade de poeira de rocha é suficiente para evitar explosões de poeira de carvão pode ser determinado quase instantaneamente com o contador de Explosibilidade de poeira de carvão desenvolvido NIOSH (CDEM).
os operadores europeus de Minas captam pó de carvão explosivo com sais higroscópicos, incluindo soluções de cloreto de cálcio e magnésio. Os sais permanecem húmidos atraindo água do ar da mina. A superfície húmida retém qualquer poeira de carvão que assente nas superfícies tratadas. As aplicações de sal duram vários dias, dependendo da umidade do ar da mina. Os sais podem ser pulverizados a qualquer momento porque, ao contrário da poeira das rochas, não são carregados pelo vento onde obstruem a visibilidade para os mineiros.
uma segunda tecnologia notável para a prevenção de explosões de poeiras de carvão é o uso de barreiras de explosão. As barreiras passivas consistem em grandes calhas cheias de água e suspensas em prateleiras em locais estratégicos nas entradas da mina. A pressão da explosão inclina as prateleiras e a água diminui a chama, prendendo a explosão. O relatório UBB do Escritório da Virgínia Ocidental para a Saúde, Segurança e treinamento dos mineiros observa que uma bomba sump na mina UBB tinha evidentemente agido como uma barreira de explosão e impediu a explosão de propagar-se ainda mais para o headgate 21 entradas.3
as estradas utilizadas para o desenvolvimento de minas nas minas europeias estão tipicamente equipadas com barreiras activas e accionadas. Se o metano se inflamar perto da cabeça do separador, um sensor desencadeia instantaneamente a libertação de um agente extintor de seis a oito recipientes pressurizados montados na lança do separador para sufocar a chama. Uma vez que qualquer menor ignição facial pode desencadear uma violenta explosão de poeira de carvão, esta tecnologia de barreira ativa é um importante Controle de engenharia para a prevenção de tais explosões.
conclusões
as poeiras de carvão continuam a apresentar um risco significativo de explosão. Os operadores de Minas devem seguir um programa rigoroso e abrangente de aplicação, manutenção e ensaio de poeiras de rocha, a fim de garantir a presença de níveis suficientes de inércia. Devem ser realizadas mais pesquisas para determinar quais tecnologias de barreira podem ser aplicadas em Minas dos EUA para fornecer um nível adicional de segurança contra ignições friccionais e em entradas de cintas onde a manutenção de poeiras de rocha é difícil.
1. PAGE, N. G et al., “Report of Investigation, Fatal Underground Mine Explostion, April 5, 2010, Upper Big Branch Mine-South,” Mine Safety and Health Administration, Virginia, pp. 965, 2011.
2. CYBULSKI, W., Coal Exploitions and their Suppression, Report No. TT 7354001+”, translated from Polish, US Bureau of Mines, Washington, pp. 586, 1975.
3. PHILLIPS, C. A., “Report of Investigation into the Mine Explostion at the Upper Big Branch Mine”, Boone / Raleigh Co., West Virginia, pp. 319, 2012.
este artigo apareceu pela primeira vez na edição de fevereiro do carvão mundial como: Brune, J., “A clear and present danger”, World Coal (fevereiro de 2014), p. 14.
escrito pelo Dr. Jürgen Brunner, Colorado School of Mines.
Editado por Jonathan Rowland