BHP

WYBUCHY PYŁU WĘGLOWEGO

WYKONALI:

DAMIAN ŁATA

PRZEMYSŁAW MAJ

ROK III GIG

WSTĘP:

Wybuchy gazów i pyłu węglowego należą do zasadniczych zagrożeń w górnictwie węglowym. Wybuchowość pyłu węglowego można badać bezpośrednio w wyrobiskach lub w laboratoriach. Wyniki badań różnią się jednak bardzo od siebie. Najlepsze wyniki dają doświadczenia na dużą skalę prowadzone w chodnikach o wymiarach i oporach zbliżonych do rzeczywistych.

Możliwość wybuchu pyłu węglowego uzależnione jest od szeregu czynników:

- wybuchowość pyłu węglowego

- lotność pyłu węglowego

- stopień rozdrobnienia pyłu węglowego

- granice wybuchowości pyłu węglowego

• inicjał wybuchu

• warunki dyspersji

• zasięg zapylenia wyrobisk i rozmieszczenie pyłu węglowego w wyrobiskach

• obecność metanu w powietrzu

• warunki wyrobisk

W rezultacie długoletnich badań za pył węglowy , z punktu widzenia jego wybuchowości , przyjęto ziarna węgla , które przechodzą przez sito o wymiarze oczek równy 1x1 mm.

Pył węglowy powstaje podczas urabiania, ładowania i transportowania. Ponadto duże ilości pyłu węglowego powstają również przez zgniatanie węgla wskutek ciśnienia górotworu.

Zjawisko wybuchu pyłu węglowego polega na gwałtownym spaleniu gazów - „części lotnych”, wydzielających się z pyłu węglowego przy jego ogrzaniu.

Zdolny do wybuchu jest pył węglowy z pokładu , w którym na obszarze górniczym zakładu górniczego stwierdzono zawartość części lotnych wyższą niż12 % w bezwodnej , bezpopiołowej substancji węglowej.

Podstawowymi warunkami możliwości powstania wybuchu pyłu węglowego jest wytworzenie się obłoku pyłowego o stężeniu wybuchowym oraz zapłon tego obłoku.

Lokalny wybuch (np. metanu) powoduje silny podmuch powietrza , który może wznieś zalegający w wyrobisku pył węglowy , tworząc obłok pyłu o stężeniu wybuchowym. Równocześnie płomień lokalnego wybuchu może łatwo zapalić obłok pyłowy, który nazywamy obłokiem pierwotnym. Spalanie się pyłu powoduje nagłe wywiązanie się energii cieplnej . Produkty spalania cząstek węgla mają wysoką temperaturę, w wyniku czego rozprężają się , co z kolei wznosi następny obłok pyłu węglowego. Jeżeli w wyrobisku zalega w dostatecznej ilości lotny pył węglowy , opisane zjawisko przybiera charakter ciągły i wybuch pyłu węglowego może się rozwijać.

Skutki wybuchu pyłu węglowego:

• powstanie płomienia wybuchu co równoznaczne jest z poparzeniem w przypadku zetknięcia się z nim człowieka

• najgroźniejszy skutek to wydzielenie się dużej ilości tlenku węgla (najwięcej ofiar śmiertelnych

• powstanie fali uderzeniowej

• po przejściu fali powietrza pojawia się fala rozrzedzenia , która powoduje bieg gazów w przeciwnym kierunku ( ułatwia ona zawał)

• mogą zapoczątkować pożary podziemne

Wybuchy pyłu węglowego powinny być zwalczane różnymi sposobami, zwanymi liniami obrony:

• ograniczenie powstawania pyłu węglowego

• usuwanie pyłu węglowego

• zwalczanie lotności pyłu węglowego zwalczanie możliwości zapłonu pierwotnego obłoku pyłu węglowego

• zwalczanie rozwoju wybuchu

• ograniczenie zasięgu wybuchów pyłu węglowego przez hamowanie już rozwiniętych wybuchów

• kontrola zagrożeń wybuchami pyłu węglowego

• przepisy zwalczania

• prace naukowo badawcze nad ulepszeniem metod zwalczania wybuchów pyłu węglowego

Jednym ze skutecznych sposobów zwalczania rozwoju wybuchu pyłu węglowego jest utrzymywanie w pobliżu miejsc możliwego zainicjowania wybuchu stref opylanych pyłem kamiennym . Pył kamienny ma również zastosowanie w zaporach do hamowania wybuchów pyłu węglowego. Zadaniem pyłu kamiennego jest utworzenie obłoku pyłu , w których zawartość części niepalnych jest taka, że nie następuje przeniesienie wybuchu.

Cel ćwiczenia:

- podać , który z badanych pyłów węglowych jest wybuchowy

• jakie jest najmniejsze stężenie wybuchowe pyłu

• skład bezpiecznej mieszaniny pyłu węglowego z pyłem kamiennym

Wyniki doświadczenia :

Granica wybuchowości dla badanego pyłu węglowego wynosi- 0.85 [g] m_pv

Ciśnienie wybuchu wynosi - 2.4 x 10⁵ Pa

Oznaczenie jednostkowego współczynnika wagowego dla pyłu kamiennego określającego jaką ilość należy dodać do pyłu węglowego aby zawartość części niepalnych stałych odpowiadała co najmniej wartości obowiązującej wg przepisów

Ponieważ K = 101116 to n₀ = 20 %

Stąd:

α=

gdzie:

n_op- zawartość części niepalnych stałych w pyle suchym , wystarczająca do zabezpieczenia przed przenoszeniem wybuchu [%]

n₀- zawartość części niepalnych w suchym pyle węglowym[%]

α=
1.67

Po dokonaniu próby nie nastąpił wybuch , zatem dobrana ilość pyłu kamiennego była właściwa .