Normy Wilgotności Pyłu Węglowego: Bezpieczeństwo i Standardy w Górnictwie
- Szczegóły
Przewody górnicze pełnią kluczową rolę w funkcjonowaniu kopalń oraz bezpieczeństwie pracowników. W artykule przedstawimy, jakie standardy muszą spełniać te niezbędne elementy infrastruktury, aby sprostać wymaganiom pracy w trudnych warunkach podziemnych.
Normy Techniczne Przewodów Górniczych
Jednym z najważniejszych aspektów dotyczących przewodów górniczych są normy techniczne, które muszą spełniać. W Polsce obowiązuje szereg norm, które regulują parametry techniczne przewodów stosowanych w górnictwie. Przykładem takiej normy jest PN-G 46705, która określa wymagania dla przewodów sygnalizacyjnych górniczych.
Norma ta zawiera informacje na temat materiałów używanych do produkcji przewodów, ich właściwości elektrycznych oraz wytrzymałościowych. Ponadto, norma określa także metody badań i prób, które mają na celu sprawdzenie, czy przewód spełnia wymagane kryteria.
Bezpieczeństwo Użytkowania i Wpływ na Środowisko
Kolejnym istotnym aspektem dotyczącym przewodów górniczych jest bezpieczeństwo ich użytkowania oraz wpływ na środowisko. Przewody sygnalizacyjne górnicze muszą być odporne na działanie czynników zewnętrznych, takich jak temperatura, wilgotność czy promieniowanie. Właściwości te są niezbędne, aby zapewnić bezawaryjną pracę systemów sygnalizacyjnych oraz komunikacji w kopalniach.
W przypadku awarii takich systemów może dojść do poważnych wypadków, dlatego istotne jest stosowanie przewodów o odpowiednich parametrach technicznych. Oprócz tego, przewody górnicze powinny być wykonane z materiałów przyjaznych dla środowiska i łatwych do recyklingu.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Zagrożenie Pyłowe w Górnictwie Węglowym
Zagrożenie pyłowe, zarówno w aspekcie zagrożenia wybuchem pyłu węglowego, jak również w aspekcie zagrożenia działaniem pyłów szkodliwych dla zdrowia, należy do podstawowych zagrożeń naturalnych występujących w górnictwie węglowym. Powszechność tego zagrożenia jest tak duża, że swym zasięgiem obejmuje praktycznie wszystkie wyrobiska górnicze, oczywiście z zastrzeżeniem, że poziom zagrożenia w nich występujący jest często bardzo zróżnicowany.
Do rejonów, w których poziom zagrożenia pyłowego jest najwyższy, należy zaliczyć rejony ścian wydobywczych, przodków, trasy odstawy urobku, przesypy i wysypy taśmowe, czy też polowe i przyszybowe zbiorniki węgla, czyli tzw. rejony pyłogenne, gdzie wskutek eksploatacji pokładów węgla, transportu urobku i jego magazynowania powstają znaczne ilości pyłu węglowego.
Obowiązki i Regulacje Prawne
W powyższym obowiązku zawiera się również konieczność wykonywania oceny i dokumentowania ryzyka zawodowego występującego w ruchu zakładu górniczego oraz stosowania niezbędnych środków profilaktycznych zmniejszających to ryzyko. Konsekwencją realizacji powyższego obowiązku był wymóg, wynikający z art. 73a ust. 1 omawianej ustawy, w którym wskazywano na konieczność dokonania zaliczenia do poszczególnych stopni (kategorii, klas) występujących w zakładach górniczych zagrożeń naturalnych, w tym zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.
Realizacją powyższej delegacji było rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 14 czerwca 2002 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych [9], wraz z późniejszymi zmianami.
W trakcie realizacji zadania badawczego, tj. z dniem 1 stycznia 2012 r., weszła w życie nowa ustawa - Prawo geologiczne i górnicze [14].
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Ocena Kategoryzacji Zagrożenia Wybuchem Pyłu Węglowego
Klasyfikacja Pokładów Węgla
Pokłady, w węglu których na podstawie badań laboratoryjnych stwierdzano zawartość tych części w ilości mniej szej albo równej 10%, klasyfikowane były jako pokłady niezagrożone wybuchem pyłu węglowego. Przypadki takich pokładów stwierdzano w kopalniach wałbrzyskich Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego.
Zgodnie z obowiązującą aktualnie kategoryzacją pokładów węgla pod względem zagrożenia wybuchem pyłu węglowego są to obecnie i będą w przyszłości wyłącznie pokłady zagrożone wybuchem pyłu węglowego. Klasyfikację pokładów węgla zagrożonych wybuchem pyłu węglowego na pokłady zaliczone do klasy "A" lub "B" tego zagrożenia dokonuje się na podstawie oceny poziomu zabezpieczenia zalegającego pyłu kopalnianego, wynikającego wyłącznie z uwarunkowań naturalnych panujących w wyrobiskach drążonych w tych pokładach [9].
Badania niezbędne do przeprowadzenia powyższej oceny prowadzone są przez właściwych rzeczoznawców do spraw ruchu zakładu górniczego.
Kryteria Klasyfikacji Wyrobisk Górniczych
Ocenę kryteriów klasyfikacji wyrobisk górniczych pod względem zagrożenia wybuchem pyłu węglowego należy przeprowadzać w kilku aspektach wynikających z aktualnego brzmienia definicji wyrobiska niezagrożonego wybuchem pyłu węglowego zawartej w § 2 pkt 25 rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych [9].
W § 2 pkt 25 lit. a przyjmuje się, że wyrobiskiem niezagrożonym jest wyrobisko, w którym nie występuje niebezpieczny pył węglowy. Z doświadczenia w prowadzeniu badań stanu zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w wyrobiskach górniczych wynika, że występowanie powyższych sytuacji jest obecnie niemożliwe.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Kolejnym dyskusyjnym elementem w tej definicji jest brzmienie jednostki intensywności osiadania pyłu podanej, jako "g/m3 na dobę", co jest sprzeczne z definicją intensywności osiadania pyłu podaną w § 2 pkt 22 rozporządzenia, jak i w Polskiej Normie [5], gdzie wielkość tę definiuje się w postaci: masę pyłu węglowego bez części niepalnych stałych, osiadającego na danej powierzchni w ustalonym czasie, wyrażoną w g/m2 na dobę.
Pobieranie Prób i Pomiary
W celu przeprowadzenia powyższej oceny, w wyrobiskach górniczych pobiera się próby zalegającego pyłu kopalnianego oraz prowadzi pomiary intensywności osiadania pyłu. Wyniki analizy laboratoryjnej tych prób stanowią podstawę do sformułowania propozycji klasyfikacji badanych pokładów węgla, czy też wyrobisk górniczych.
Sposób pobierania prób (metoda pasowa dla suchych osadów pyłowych, metoda punktowa dla mieszanin pyłowych mokrych, metoda płytkowa dla pomiaru intensywności osiadania pyłu) opisany jest w Polskich Normach [3, 4, 7]. Normy te "dedykowane" są jednak wyłącznie do oceny utrzymania wymogów stref zabezpieczających, dla których podaje się lokalizację punktów pomiarowych (maksymalnie do 200 m), natomiast brak w nich jakichkolwiek wskazań, co do wykonywania innych badań czy pomiarów.
Definicje i Terminologia
Przepisy prawa powinny być proste, jednoznaczne i przejrzyste. Precyzyjne brzmienie definicji stanowi podstawowy warunek jednolitej interpretacji przepisów. Kryteria klasyfikacji zagrożeń naturalnych stanowią podstawę odpowiedniego zaklasyfikowania pokładów węgla, wyrobisk lub pomieszczeń górniczych do odpowiednich klas, stopni czy kategorii tych zagrożeń.
Konsekwencją prawidłowej klasyfikacji jest konieczność stosowania wymaganego poziomu działań profilaktycznych, opisanych osobnymi przepisami górniczymi, a tym samym utrzymywanie wysokiego poziomu bezpieczeństwa pracy w górnictwie. Stąd też, bardzo ważnym jest, by definicje, opisujące odpowiednie stany i poziomy zagrożeń były precyzyjne i jednoznaczne.
Wybuchowość i Zapalność Pyłów
Wybuch pyłu węglowego odbywa się w warunkach laboratoryjnych i prowadzony jest przez wykwalifikowanych ekspertów. Testy realizowane są zawsze na konkretnej próbce pyłu pobieranej ze wskazanego obszaru procesowego instalacji przemysłowej.
Wybuchowość i zapalność pyłów zależy od ich rozdrobnienia i wilgoci. Zgodnie z normami pomiarowymi badana konkretna próbka pyłu powinna mieć rozdrobnienie poniżej 63 µm. Jednak w różnych warunkach technologicznych występuje różne rozdrobnienie pyłu (wpływając tym samym na realne zagrożenie) dlatego w badaniach, dla celów praktycznych, dopuszcza się inne rozdrobnienie.
Z przedstawionych badań wynika, że testowany pył charakteryzuje się średnią wartością maksymalnego ciśnienia i bardzo dużą (w porównaniu z typowymi pyłami węgli kamiennych) dynamiką wybuchu. Badania wykazały również, że wartość minimalnej energii zapłonu obłoku pyłu jest niska, co oznacza, że testowany pył wykazuje właściwości palne także przez źródła zapłonu o małej energii, np. przez niektóre typy wyładowań elektrostatycznych.
Minimalna Temperatura Zapłonu (MTZ)
Gorące powierzchnie urządzeń i ich części są niebezpiecznym źródłem zapłonu pyłowych atmosfer wybuchowych. Dlatego też oznaczenie wartości minimalnej temperatury zapłonu obłoku pyłu określają maksymalną dopuszczalną temperaturę powierzchni mających kontakt z takim obłokiem.
Oznaczona wartość minimalnej temperatury zapłonu warstwy pyłu jest wyjątkowo niska. Maksymalną dopuszczalną temperaturę poziomych powierzchni urządzeń, na których może się tworzyć warstwa pyłu określa się uwzględniając grubość tej warstwy.
Graniczne Stężenie Tlenu
Wartość granicznego stężenia tlenu dla badanego pyłu została oznaczona poprzez procedurę opisaną w normie. Na wartość granicznego stężenia tlenu obłoków pyłu wpływa zarówno rodzaj gazu obojętnego stosowanego podczas oznaczeń jak i temperatura, w której prowadzi się badania. Podczas oznaczania tego parametru jako gaz interny stosowano azot. Badania wykonano w temperaturze otoczenia.
Badania MTZ - Metody i Wyniki
Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu jest najmłodszym ze znanych parametrów, za pomocą którego opisuje się zjawisko wybuchowości pyłów palnych. Pierwsze pomiary dotyczące zapłonu warstw pyłów zostały dokonane przez Palmera w 1973 r. [7]. Dotyczyły one zjawiska żarzenia się i tlenia poziomych warstw pyłu bukowego.
Obecnie badania zostały zunifikowane i ustandaryzowane. W europejskim i polskim prawie wiążącym dokumentem jest PN-EN 50281-2-1 [8], z kolei w amerykańskim ASTM E2021 [9]. Pierwszy ze wspomnianych standardów wyróżnia dwie metody badawcze: A oraz B, odpowiednio - metodę badania warstwy pyłu na płycie grzejnej o stałej temperaturze oraz metodę obłoku pyłu w piecu o stałej temperaturze. Pozwalają one oznaczyć MTZ warstwy pyłu oraz MTZ obłoku pyłu.
CTHP dała wyższe wartości MTZ niż CRHG (nawet rzędu 100 K) dla obu grubości warstwy, ale różnice te maleją wraz ze wzrostem grubości warstwy. Wyniki wskazują, że stosowanie zalecanej w normie procedury w wielu praktycznych przypadkach obarczone jest dużym błędem statystycznym.
Podsumowanie
Należy podkreślić, iż oznaczenie parametrów zapalności i wybuchowości pyłu za każdym razem wiąże się przedstawienie obszernego raportu z wykonanych badań. PN-EN 50281-2-1:2002 Urządzenia elektryczne do stosowania w obecności pyłów palnych.
tags: #wilgotność #pyłu #węglowego #normy
