Politechnika Wrocławska
Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii
Referat z przedmiotu „Wentylacja i pożary III”
Temat: Rozwój pożaru w wyrobiskach górniczych
Spis treści
Ogólna charakterystyka pożaru podziemnego
Pod pojęciem pożaru podziemnego rozumie się występowanie w wyrobisku podziemnym otwartego ognia, tj. żarzącej lub palącej się płomieniem otwartym substancji, jak również utrzymywanie się w powietrzu kopalnianym dymów lub utrzymywanie się w przepływowym prądzie powietrza stężenia tlenku powyżej 0,0026% [1, 5, 8]. Warunkiem powstania pożaru jest jednoczesne wystąpienie kilku czynników [1, 5, 7, 8] materiał palny np węgiel, łupki, drewno, smary, oleje i inne,
odpowiednie stężenie tlenu w miejscu formowania się ogniska pożaru
źródło wysokiej temperatury
Powyższe trzy elementy występujące razem są zbiorem wystarczającym do wyzwolenia wybuchu, który może się przenieść na dane środowisko. Przy braku nawet jednego z tych czynników pożar nie może powstać ani się rozwijać [5, 7].
Rys. 1. Trzy elementy powodujące wybuch gazów kopalnianych [1]
Tabela 1. Elementy niezbędne do powstania wybuchu gazów kopalnianych [2]
Gaz
Temperatura zapłonu ºC
Granice wybuchowości %
Tlenek węgla (CO)
605
12,5 ÷ 74,0
Siarkowodór (H2S)
270
4,3 ÷ 45,5
Amoniak (NH3)
680
15,0 ÷ 28,0
Metan (CH4)
595
5,0 ÷ 15,0
Materiałem palnym w kopalniach jest m.in. [1, 5]:
węgiel, łupki palne, niektóre rudy siarczkowe (piryt, chalkopiryt, markazyt),
drewno (obudowa drewniana, tamy izolacyjne i regulacyjne),
(…)
… i bawełniane (do czyszczenia maszyn tzw. pakuły),
gazy palne (głównie metan),
pył węglowy osiadający na obudowie wyrobisk i urządzeniach kopalnianych, ze uwagi na dużą powierzchnię, a tym samym łatwość zapalenia i możliwość szybkiego rozprzestrzeniania się ognia.
Zapalenie materiałów palnych może nastąpić na wskutek obecności zewnętrznego źródła wysokiej temperatury lub na wskutek przemian fizykochemicznych…
… towarzyszy efekt cieplny, który w warunkach sprzyjających akumulacji ciepła prowadzi do stopniowego wzrostu temperatury węgla i intensyfikacji jego utleniania. Gdy temperatura wzrośnie powyżej 60°C (temperatura krytyczna) szybkość utleniania się węgla jest bardzo duża, a przy wystarczającym dopływie powietrza może dojść do powstania pożaru [4]. Aby proces samozapalenia i samozagrzewania węgla mógł…
… jego akumulacja, co prowadzi do stopniowego wzrostu temperatury węgla.
okres samozagrzewania się węgla - po osiągnięciu przez węgiel temperatury krytycznej (60÷80°C) następuje szybki jej wzrost, co z kolei przyspiesza utlenianie, co może doprowadzić do samozapalenia węgla.
Duże ciśnienie, wysoka temperatura skał lub dopływającego powietrza, obecność pirytu i wilgoć sprzyjają rozwojowi procesu samozapalenia węgli. Gdy temperatura węgla nie osiągnie temperatury krytycznej {60 do 80°C) albo też nawet po jej osiągnięciu nastąpią zmiany warunków zewnętrznych sprzyjające odprowadzeniu ciepła, wtedy samozagrzewanie przechodzi powoli w okres ochłodzenia, a dalszy dopływ powietrza do zagrzanego węgla doprowadza go do stanu zwietrzenia. Węgiel zwietrzały nie ulega samozapaleniu [1, 5].
Pożary egzogeniczne
Pożary egzogeniczne…
… lub lampa acetylenowa. Przypadkowe zaprószenie ognia może nastąpić przy niewłaściwym wykonywaniu robót spawalniczych lub cięciu metali palnikami spawalniczymi, jak również od niedopałka papierosa. Szczególnie niebezpieczne jest porzucenie niedopałka papierosa w sąsiedztwie przesypów i wysypów oraz w pobliżu tam regulacyjnych lub śluzowych (miejsca dużego nagromadzenia pyłu węglowego). Porzucenie niedopałka…
… powstawania pożarów wywołanych wadliwym działaniem urządzeń elektrycznych lub niewłaściwą ich eksploatacją, nieumiejętną lub nieostrożną obsługą. Pożar może powstać w miejscu nagrzania do wysokiej temperatury przewodników prądu wskutek ich przeciążenia lub też nagrzania silników wskutek wadliwego działania urządzeń chłodzących silnik [4, 5, 7].
Inną przyczyną pożaru może być powstanie łuku elektrycznego…
… wskutek oberwania się skał lub wskutek tąpnięcia to może on stać się przyczyną pożaru, gdy w zawalisku znajduje się węgiel lub metan [4, 5].
Pożar może również powstać w kopalni wskutek wadliwego działania urządzeń mechanicznych. Najczęstszą przyczyną jest zatarcie się łożysk krążników lub bębnów zwrotnych przenośników taśmowych lub ich zaklinowanie bryłami skalnymi czy uszkodzoną taśmą. Ciepło…
… inicjatorem jest łuk elektryczny. Czas trwania źródła wysokiej temperatury (inicjatora wybuchu) i czas zetknięcia się z nim mieszaniny wybuchowej decyduje o wybuchu mieszaniny (wolny przepływ mieszaniny wybuchowej przez ognisko pożaru stwarza duże niebezpieczeństwo wybuchu). Dokładne ustalenie granic wybuchowości mieszaniny gazów palnych z powietrzem jest bardzo trudne ze względu na wpływ wielu czynników…
…. Zjawisko samozapalenia węgla jest spowodowane utlenianiem się węgla powietrzem w temperaturze otoczenia. Utlenianie węgla przebiega zarówno w niskich, jak i w wysokich temperaturach. Jednocześnie zmniejsza się zawartość tlenu w powietrzu, a pojawiają się takie produkty jak: dwutlenek węgla, tlenek węgla, węglowodory aromatyczne (etan, propan, butan, etylen, propylen, acetylen). Dodatkowo procesowi temu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)