Gazy pożarowe w różnych okresach - omówienie

GAZY POŻAROWE W RÓŻNYCH OKRESACH ROZWOJU POŻARU
Skład powietrza kopalnianego wykazuje na ogół nieduże odchylenie od składu powietrza atmosferycznego. Jednak w czasie pożaru podziemnego w powietrzu kopalnianym pojawiaj4 się gazy nie występujące w powietrzu atmosferycznym. Gazami tymi są: tlenek węgla, metan, wodór oraz tzw. węglowodory alifatyczne (aromatyczne). W czasie pożaru wytwarza się również znaczna ilość dwutlenku węgla. Podczas pożarów w pokładach węg1a zawierających piryt może też powstać dwutlenek siarki. Mieszanina gazów zawierająca nie tylko składniki powietrza atmosferycznego, lecz także wspomniane gazy powstające w czasie pożaru jest nazywana gazami pożarowymi
W kopalniach węgla gazy pożarowe powstają wskutek:
-calkowitego spalania węgla z wydzielaniem dwutlenku węgla,
-całkowitego spalania węgla z wydzielaniem tlenku węgla,
-suchej destylacji węgla, w czasie której powstaje dwutlenek i tlenek węgla, wodór oraz metan i inne węglowodory,
-tworzenie się pary wodnej i innych gazów w bardzo małych ilościach.
Skład gazów pożarowych jest różny i zależny od wielu czynników, z których największe znaczenie ma ilość i jakość palącego się materiału, warunki w ognisku pożaru oraz stadium rozwoju pożaru. Zawartość tlenu w gazach pożarowych wynosi od setnych części procentu do 19 lub 20%, przy czym małe zawartości tlenu stwierdza się najczęściej w szczelnie otamowanych polach pożarowych. Stężenie dwutlenku węgla wynosi od setnych części procentu do 15, a nawet 20%. Duże procentowe zawartości C02 występują zwykle w otamowanych polach pożarowych. Zawartość tlenku węgla wynosi od śladów do 8 lub 12%, ale najczęściej 1 lub 2%. Stężenie metanu (CH4) razem z innymi węglowodorami (CmHn) wynosi w pokładach niemetanowych od 1 lub 2% do 5 lub 10%, a w pokładach metanowych nawet do 96%, jeśli pole pożarowe jest szczelnie otamowane.
W czasie każdego pożaru endogenicznego można wyróżnić następujące stadia: inkubacja, samozagrzewanie, zapalenie, palenie (właściwy pożar), jak również gaszenie.
Przy pożarach egzogenicznych dwa pierwsze stadia praktycznie są niezauważalne.
Stadium samozagrzewania charakteryzuje się stopniowymi zmianami składu powietrza przepływającego przez tworzące się ognisko pożarowe. Pierwszym widocznym produktem niskotemperaturowego utleniania węgla w stadium samozagrzewania jest pojawienie się pary wodnej, która osiada na ścianach i obudowie wyrobiska w postaci rosy (tzw. pocenie się wyrobiska). Następnie wzrasta ilość dwutlenku węgla, kt6rego ilość jest związana z ubytkiem tlenu w powietrzu kopalnianym. W tym czasie w małych ilościach wytwarza się również tlenek węgla Pod koniec stadium samozagnewania węgiel osiąga temperaturę 100C i większą przy czym w powietrzu kopalnianym pojawiają się tzw. zapachy pożarowe (węglowodory aromatyczne).

(…)

… wybuchu. Reakcje łańcuchowe są inicjowane przez cząstki w stanach rodnikowych tzn. swobodne atomy lub produkty dysocjacji cząstek o niewysyconych wartościowościach. Stany takie powstają w skutek termicznego rozkładu bądź pod wpływem światła nadfioletowego lub promieniowania jonizującego. Udział rodników w reakcjach chemicznych powoduje ich szczególne zachowanie pod wpływam kinetycznym. Rodnik reagując ze swobodna cząstką prowadzi do powstania produktu oraz kolejnego rodnika przedłużając w ten sposób reakcje łańcuchowe. Reakcje te odróżnia czułość na domieszki, wyraźny wpływ powierzchni, występowanie okresu indukcji wpływ światła oraz duża szybkość reakcji. O przebiegu reakcji łańcuchowej decyduje prawdopodobieństwo przedłużenia i przerwania łańcucha reakcji. Kiedy istnieje małe prawdopodobieństwo…
… nagrzewa się, a wskutek utrudnionego dostępu tlenu do ogniska pożarowego występuje sucha destylacja węgla, w czasie której wydzielają się takie gazy jak: wodór H2, metan CH4, węglowodory CmHn - głównie etan C2H6 i propan C3H8. Powstaje również znaczna ilość C02 i CO. Stężenie zapachów pożarowych w tym czasie jest już duże, a temperatura powietrza kopalnianego i skał wyraźnie wzrasta. W końcu pojawiają…
... zobacz całą notatkę