Dr.J Unacrgen Brune, Colorado School of Mines, SUA, discută despre necesitatea de a îmbunătăți protecția împotriva exploziilor de praf de cărbune în minele subterane.
explozia din aprilie 2010 la mina Upper Big Branch (UBB) Din Virginia de Vest s-a produs în urmă cu aproape patru ani. Un total de 29 de mineri au murit și doi au fost grav răniți într-un dezastru care a zguduit pentru totdeauna viața familiilor și a celor dragi. La UBB, o aprindere a feței relativ mică lângă capătul hayonului feței longwall s-a transformat într-o explozie majoră de praf de cărbune care s-a propagat printr-o zonă mare a Minei, cu flăcări care carbonizează aproape 50 de mile de intrări în mină.1
se poate întâmpla din nou o explozie atât de devastatoare de praf de cărbune? Din păcate, da, se poate.
în fiecare toamnă, Administrația SUA pentru siguranța și sănătatea minelor (MSHA) emite o alertă de iarnă care avertizează asupra pericolelor exploziilor de praf de cărbune, care sunt mai susceptibile să apară în timpul iernii, când aerul minei este mai uscat. Praful de cărbune bituminos fin este foarte exploziv atunci când este suspendat în aer. Într-o explozie tipică de praf de cărbune, praful este curățat de o mică explozie de gaz metan, care asigură și flacăra de inițiere. Exploziile de praf de cărbune pot fi, de asemenea, declanșate de sablare – în special din fotografii suflate-și acest lucru a provocat adesea explozii la începutul secolului 20.
odată inițiată, o explozie de praf de cărbune se poate propaga prin zone vaste ale minei prin rotirea prafului de cărbune nou în aer în fața flăcării exploziei. Acest model va continua până când nu mai rămâne praf de cărbune sau până când explozia ajunge într-o zonă în care praful de cărbune a fost suficient de inertizat prin amestecarea acestuia cu praf de rocă. În scrierea cărții sale despre exploziile de praf de cărbune, Cybulski a efectuat mii de teste de explozie în mina experimentală poloneză „Barbara”.2 următoarele descoperiri majore au fost documentate de Cybulski:
- cu cât praful de cărbune este mai fin și cu cât materia volatilă a cărbunelui este mai mare, cu atât este mai mare pericolul de explozie.
- exploziile de praf de cărbune pot fi prevenite prin amestecarea prafului de cărbune cu praf inert (praf de rocă). Dacă o mare parte din praful de cărbune este mai fin decât 200 mesh (74 unqqm), poate fi necesar mai mult de 80% praf de rocă inert pentru a preveni exploziile.
- dacă explozia inițiatoare este suficient de puternică, chiar și praful de cărbune umed poate exploda.
- barierele de explozie pot opri exploziile de praf de cărbune.
în SUA, majoritatea operatorilor de mine se bazează pe inertizarea prafului de rocă ca metodă preferată de protecție împotriva exploziilor de praf de cărbune. În 2011, MSHA a crescut conținutul total inert (TIC) necesar pentru praful de mină din căile respiratorii de admisie de la 65% la 80%, la fel cum a fost (și este) pentru căile respiratorii de întoarcere. Această schimbare s-a bazat pe recunoașterea din cercetările Institutului Național pentru securitate și sănătate în muncă (NIOSH) că creșterea mecanizării în minele de astăzi a crescut, de asemenea, finețea și, prin urmare, riscul exploziilor de praf de cărbune. Trecerea la tăierea complet mecanizată și transportul cu bandă transportoare produce praf mai fin în comparație cu subcotarea, sablarea și transportul pe șenile în stil vechi.
pentru a fi eficient în prevenirea exploziilor, praful de rocă trebuie amestecat bine cu praful de cărbune. Dacă praful de cărbune este permis să formeze straturi deasupra suprafețelor cu praf de rocă, pericolul de explozie crește, deoarece numai partea superioară 1/8 in. praful este scurs în timpul unei explozii. US Biroul de mine și NIOSH teste au demonstrat că un strat de praf de cărbune numai 4/1000 în. grosimea (echivalentă cu grosimea unei foi de hârtie) poate fi suficientă pentru a propaga o explozie de praf. Prin urmare, metoda preferată de aplicare a prafului de rocă este cu praful de scurgere care eliberează praful de rocă direct în aerul de retur, lăsând secțiunea, amestecându-l bine cu particulele de praf de cărbune din aer. Benzile transportoare sunt, în general, prăfuite în serie: aici, aplicarea frecventă a unei pulberi ușoare de rocă este preferată față de praful greu la intervale mai lungi pentru a preveni stratificarea. Dacă cantitatea de praf de rocă este suficientă pentru a preveni exploziile de praf de cărbune poate fi determinată aproape instantaneu cu contorul de Explozibilitate a prafului de cărbune dezvoltat de NIOSH (CDEM).
operatorii europeni de mine captează praful exploziv de cărbune cu săruri higroscopice, inclusiv soluții de clorură de calciu și magneziu. Sărurile rămân umede prin atragerea apei din aerul Minei. Suprafața umedă captează orice praf de cărbune care se depune pe suprafețele tratate. Aplicațiile de sare durează câteva zile, în funcție de umiditatea aerului din mină. Sărurile pot fi pulverizate în orice moment, deoarece, spre deosebire de praful de rocă, nu sunt transportate în direcția vântului unde obstrucționează vizibilitatea minerilor.
o a doua tehnologie remarcabilă pentru prevenirea exploziilor de praf de cărbune este utilizarea barierelor de explozie. Barierele pasive constau din jgheaburi mari umplute cu apă și suspendate pe rafturi în locații strategice din intrările minelor. Presiunea exploziei înclină rafturile și ploaia de apă stinge flacăra, oprind explozia. Raportul UBB al Biroului pentru sănătate, siguranță și instruire a minerilor din Virginia de Vest notează că un bazin de pompare din mina UBB a acționat în mod evident ca o barieră de explozie și a împiedicat explozia să se propage în continuare în intrările headgate 21.3
capetele de drum utilizate pentru dezvoltarea minelor în minele Europene sunt de obicei echipate cu bariere active, declanșate. Dacă metanul se aprinde lângă capul tăietorului, un senzor declanșează instantaneu eliberarea agentului de stingere a incendiilor de la șase la opt containere sub presiune montate pe brațul tăietorului pentru a sufoca flacăra. Deoarece orice aprindere minoră a feței poate declanșa o explozie violentă de praf de cărbune, această tehnologie de barieră activă este un control ingineresc important pentru prevenirea unor astfel de explozii.
concluzii
praful de cărbune continuă să prezinte un pericol semnificativ de explozie. Operatorii minieri ar trebui să urmeze un program riguros și cuprinzător de aplicare, întreținere și testare a prafului de rocă pentru a se asigura că există niveluri suficiente de inertizare. Ar trebui efectuate mai multe cercetări pentru a determina ce tehnologii de barieră pot fi aplicate în minele din SUA pentru a oferi un nivel suplimentar de siguranță împotriva aprinderilor de frecare și în intrările centurii în care întreținerea prafului de rocă este dificilă.
1. PAGE, N. G și colab., „Raport de anchetă, explozia fatală a minelor subterane, 5 aprilie 2010, Upper Big Branch Mine-South”, Administrația pentru siguranță și sănătate a minelor, Virginia, PP.965, 2011.
2. CYBULSKI, W., exploziile de cărbune și suprimarea lor, Raport nr. TT 7354001+”, tradus din poloneză, Biroul minelor din SUA, Washington, pp. 586, 1975.
3. PHILLIPS, C. A., „raport de investigație asupra exploziei Minei la Mina Big Branch superioară”, Boone/Raleigh Co., Virginia de Vest, PP. 319, 2012.
acest articol a apărut pentru prima dată în numărul din februarie al World Coal ca: Brune, J., „un pericol clar și prezent”, World Coal (februarie 2014), p. 14.
scris de Dr.J Oktogrgen Brunner, școala de mine din Colorado.
editat de Jonathan Rowland