2. PROCES SPALANIA

Spalanie - proces, podczas którego zachodzi gwałtowne utlenianie połączone z wydzielaniem ciepła oraz ewentualnie ze zjawiskiem świetlnym. Jest to reakcja egzotermiczna, do zapoczątkowania której niezbędne jest doprowadzenie tlenu oraz podgrzanie paliwa do określonej temp., zwanej temperaturą zapłonu. W większości przypadków źródłem tlenu jest powietrze. Przy temp. zapłonu rozpoczyna się proces spalania paliwa, przy czym wydzielane ciepło powoduje wzrost temp. reagentów, co podtrzymuje reakcję utleniania.

Temp. zapłonu jest charakterystyczna określonego rodzaju paliwa i zależy od jego składu chemicznego, ciśnienia i temp. doprowadzonego powietrza itp.

Temp., w której wydzielające się gazy z nagrzewanego paliwa ulegają zapaleniu, nazywa się punktem zapłonu, właściwe zapalenie paliwa następuje w temp. wyższej od temp. zapłonu.

Składniki palne paliwa: węgiel ( C ) i wodór (H₂), występ. w postaci złożonych związków chem., siarka (S) - także ulega spalaniu, wydzielając określoną ilość ciepła (zawartość S w paliwach jest nie duża i nie ma większego wpływu na efekt cieplny reakcji spalania), tlen (O₂) i azot (N₂) w postaci związanej (paliwa stałe i ciekłe) lub swobodnej (paliwa gazowe), oraz skład. niepalne tzw. popiół i wilgoć.

2.1 Ciepło spalania, wartość opałowa materiału spalanego

Ciepło spalania W_t (kJ/kg) jest to ciepło reakcji spalania wyznaczone w temp. 0^oC, tzn. jest to ilość ciepła, jaka się wydziela przy spalaniu jednostki masy lub jednostki objętości paliwa przy jego całkowitym i zupełnym spaleniu, jeśli wszystkie produkty spalania wracają do temp. początkowej w takim stanie skupienia, w jakim znajdują się w stanie równowagi trwałej. W szczególności para wodna, znajdująca się w spalinach, musi ulec skropleniu.

Wartość opałowa W_u (kJ/kg) - ciepło reakcji spalania w temp. 0^oC, gdy para wodna znajdująca się w spalinach nie ulegnie skropleniu.

Warunek, aby para wodna nie skraplała się jest warunkiem umownym, ponieważ w temp. 0^oC, do której odnosi się wartość opałową, nastąpi na pewno jej skroplenie. Wiąże to się z tym, ze we wszystkich urządzeniach oraz silnikach cieplnych spaliny, uchodząc z nich, mają temp. wyższą od 100^oC, a para wodna zawarta w spalinach unosi ze sobą ciepło parowania, którego praktycznie nie można odebrać.

Jeśli w czasie spalania jednostki masy (1 kg) paliwa stałego albo ciekłego lub w odniesieniu do jednostki objętości (1m³) paliwa gazowego wywiązuje się k kilogramów wody, a wilgotność paliwa wynosi f, to różnica ciepła spalania i wartości opałowej wynosi

ΔW = W_t - W_u = (k+f)r

gdzie: r - ciepło parowania wody w temp.0^oC, zazwyczaj przyjm. r=2500kJ/kg

W_u = W_t - 2500(k=f)

Dla węgla kamiennego

Dla węgla brunatnego

Dla drewna

Gaz ziemny i olej napędowy

c,h,o - udziały masowe w paliwie ,węgla wodoru i tlenu

w - zawartość wilgoci w paliwie wyrażona ułamkiem dziesiętnym

k = 9 x h ; h - liczba godzin

Wartość opałową i ciepło spalania można wyznaczyć eksperymentalnie lub ze składu chemicznego paliwa.

Doświadczalnie wyznaczanie W_u i W_t paliwa stałego i ciekłego odbywa się przez spalenie jego probki w bombie kalorymetrycznej. W przypadku paliw gazowych używa się kalorymetrów przepływowych.

Przy wyznaczeniu W_u na podst. skł. chem. paliwa przyjmuje się, że wartość opałowa jest równa sumie iloczynów wartości opałowych poszczególnych składników i ich udziałów % w paliwie. Sposób ten nie jest dok ladny, gdyż nie uwzględnia tego, że pierwiastki nie występują w paliwie w postaci różnorodnych związków, które mają swoje wartości opałowe wpływające na wartość opałową paliwa.

Jeżeli chce się uzyskać poprawne wyniki, należy przyjmować odpowiednio dobrane wartości opałowe składników paliwa poprawione w tym kierunku, aby dawały wartość opałową złożonego związku chem., a nie czystego pierwiastka, który wyst. w wyniku analizy chem. paliwa.

Najbardziej rozpowszechniona jest metoda oparta na tzw. wzorze związkowym :

W_u = 33900c+121000(h-o/8)+10500s-2500(f_p+(9/8)*o)

Gdzie: c, h, o, s - odpowiednio udziały masowe w paliwie: węgla, wodoru, tlenu i siarki; f_p - zawartość wilgoci w paliwie wyrażona ułamkiem dziesiętnym.

Powyższy wzór daje najbardziej poprawne wyniki dla w.kamiennego, dla paliw natomiast o małej wartości opałowej, jak np. drewna i torfu, wyniki są ze znacznym błędem.

Gazy palne mogą ulegać spalaniu kinetycznemu (gdy są wcześniej wymieszane z powietrzem) lub dyfuzyjnemu (gdy proces mieszania przebiega równocześnie ze spalaniem).

Szybkość procesu spalania zależy od:

- rodzaju ruchu ośrodka; -ilości wydzielanego ciepła; -rodzaju powstających związków chemicznych.

W zależności od rodzaju ośrodka rozróżnia się spalanie w przepływie laminarnym i turbulentnym.

Jeśli spalanie przebiega z dużą prędkością, mamy do czynienia ze zjawiskiem wybuchu lub detonacji.

W kopalniach węgla, rud lub soli zagrożenie pożarowe wynika z obecności w wyrobiskach górn. wielu palnych subs.

ciekłych i stałych oraz gazów palnych. Wśród subst. stałych szczególną rolę odgrywa subst. węglowa.

Proces spalania węgla jest wieloetapowy i obejmuje kolejno: podgrzewanie, w czasie którego następuje odparowanie wody, wydzielanie części lotnych w fazie gazowej, przemiany składników mineralnych paliwa oraz spalanie koksu. W czasie spalania węgla popiół i azot tworzą tzw. balast.

Spalanie nazywamy całkowitym, jeśli wszystkie palne składniki paliwa ulegają spalaniu, zupełne natomiast, gdy spaliny nie zawierają składników palnych.

2.2.Ilość materiału spalonego w ognisku pożaru

Gazy pożarowe występujące w wyrobiskach górniczych w czasie pożaru podziemnego są produktem spalania określonych materiałów palnych. Materiały te mogą mieć różny skład chemiczny, przy czym przyjęło się skład ten podawać dla paliw stałych i ciekłych w postaci udziałów masowych, dla paliw gazowych w postaci udziałów molowych lub objętościowych w ściśle określonych warunkach, tzn. w ściśle określonej temperaturze T_n i ciśnieniu p_n, nazywanych warunkami normalnymi, przy czym przyjmuje się T_n=273,15+t_n=273,l5+O=273,15 K i p_n= 1 atm = 101325 Pa.

Udziały masowe węgla c, wodoru h, siarki s, tlenu o, azotu n, wilgoci w popiołu z w 1 kg materiału palnego równe są jedności , c+h+s+o+n+w+z=1

Suche gazy pożarowe są charakteryzowane stężeniami objętościowymi wyrażonymi w %. Suma stężeń objętościowych 0₂, CO₂, CO,CH₄ , H₂ i N₂ w suchych gazach pożarowych jest równa 100%.

Wychodząc z równania stanu gazów doskonałych i półdoskonałych dla dwóch różnych stanów powietrza kopalnianego, tj.:

- powietrza świeżego pV=mRT gdzie: p -ciśnienie statyczne powietrza świeżego dopływającego do ogniska pożaru, Pa, V -strumień objętości powietrza świeżego, m³/s, m -strumień masy tego powietrza, kg/s, R -indywidualna stała gazowa powietrza świeżego, J/(kg* K), T - temperatura powietrza, K,

- powietrza kopalnianego w warunkach normalnych

p_nV_n = mRT_n

dzieląc stronami wymienione równania, uzyskuje się znany wzór redukcyjny

Stopień zawilżenia powietrza kopalnianego X wyrażony w kg H₂0/kg suchego powietrza, oblicza się ze wzoru:

X=0,622(Pp/(p-Pp )

Gdzie: Pp- ciśnienie składnikowe pary wodnej, Pa p - ciśnienie statyczne powietrza, Pa. Ciśnienie składnikowe pary wodnej można obliczyć ze wzoru Pp= 610,5exp (17,27tw/273,3+tw)-0,000644 p (ts-tw) Gdzie tw- temp. powietrza mierzona termometrem wilgotnym, C, ts- temp. powietrza zmierzona termometrem suchym,C.

Punktem wyjścia do określenia ilości tlenu uczestniczącego w reakcji spalania jest skład chemiczny substancji palnej. W wyrobiskach górniczych źródłem tlenu do podtrzymywania procesu palenia jest powietrze kopalniane, przy czym udział masowy tlenu w powietrzu wynosi około 0,23, udział objętościowy natomiast 0,21.

Równania spalania stechiometrycznego paliw stałych i ciekłych są następujące: -spalanie czystego węgla

C+O₂ = C0₂

-wodór spala się

H₂ +0,5 0₂= H₂0

-reakcja spalania siarki

S+O₂ = SO₂

Spalanie materiału palnego, w którym udział masowy czystego węgla wynosi C, zachodzi według równań stechiometrycznych:

C+O₂ = C0₂, C+ 0,5 O₂=CO i C+ 2H₂0= CH₄ + O₂.

Ilość materiału Gp (kg/h) spalonego w ognisku pożaru, w ciągu godziny można obliczyć ze wzoru:

Gp = 3600 Van/Vap

Proces spalania materiału palnego w ognisku pożaru charakteryzuje także współczynnik nadmiaru powietrzaλ, definiuje się jako stosunek rzeczywistej objętości powietrza doprowadzonego do spalania materiału palnego Vap do stechiometrycznej objętości powietrza Vstp

λ=Vap/Vstp

Wartość współczynnika nadmiaru powietrza zależy od warunków spalania oraz od stopnia rozdrobnienia spalanego materiału.

2.3.Prędkość rozprzestrzenia się pożaru

Wp (m/h) w wyrobisku górniczym zależy od rodzaju pożaru oraz od prędkości w m/s przepływu powietrza w tym wyrobisku. Jeśli prędkość powietrza w wyrobisku jest mała , to pożar rozprzestrzenia się pod prąd powietrza. Gdy prędkość ta wzrasta , wówczas pożar może się rozszerzyć z prądem powietrza. Przy dostatecznie dużych prędkościach powietrza pożar będzie się przemieszczał w wyrobisku górniczym tylko z prądem powietrza .

Prędkość rozprzestrzeniania się pożaru wskutek samozapalenia się węgla z prądem powietrza może być określona na podstawie:

wp = 1,2 (w - 0,5)

A pod prąd

wp = 0,95w² - 1,7w + 0,16

W przypadku pożaru powstałego z przyczyn zew prędkość tą z prądem i pod prąd określa się:

wp = 100 w - 0,1 / w + 0,8

Prędkość rozprzestrzeniania się frontu rozwiniętego pożaru, zwana prędkością rozprzestrzeniania się pożaru z prądem powietrza określa:

wp = Gp / Mp

Gp - ilość kg materiału spalonego w ciągu 1 h

Mp - obciążenie pożarowe wyrobiska

Dla zmniejszenia prędkości rozprzestrzeniania się pożaru konieczne jest ograniczenie prędkości powietrza płynącego do ogniska pożaru.

2.4. Bilans ciepła w ognisku pożarów

Strumień ciepła pożaru grzejący masyw skalny kJ/s

E_rd - str energii powietrza dopływającego do ogniska pożaru kJ/s

E_rw - str energii gazów pożarowych wypływających z ogniska pożaru

Q_z - str ciepła spalania całkowitego i zupełnego kJ/s

Q_nz - straty ciepła wskutek spalania całkowitego i niezupełnego w czasie 1s kJ/s

W praktyce kopalnianej różnica strumieni energii E_rd - E_rw może być pominięta, czyli:

Wt - ciepło spalania 1 kg materiału

Gp - ilość kg materiału spalonego w ciągu 1h

V_ap - obj suchego powietrza doprowadzonego do spalania materiału palnego

V_an - str obj powietrza suchego zawartego w str obj powietrza wilgotnego

Straty ciepła wskutek spalenia całkowitego i niezupełnego

W_ss - str obj suchych gazów pożarowych zredukowanych do warunków normalnych m³/s

W_t^*- ciepło spalania 1m³ mieszaniny CO , H , CH₄ występującego w gazach pożarowych.

2.5. Temp. ogniska pożaru, Temperatura gazów pożarowych

Jeśli spalanie zachodzi bez żadnych zakłóceń w przestrzeni odizolowanej, przy stałym ciśnieniu to bilans cieplny odniesiony do 1 kg paliwa określamy:

Wu = h₂ - h₁

h₂ - entalpia spalin

h₁ - suma entalpii materiału palnego

i powietrza doprowadzonego do spalania

Masa spalin jest równa sumie mas materiału palnego i powietrza doprowadzonego do spalania

Tsp - temp spalania

λ - wsp nadmiaru powietrza

To - temp powietrza doprowadzonego do miejsca spalania

Mp -teoretyczna masa powietrza potrzebna do spalenia 1 kg materiału palnego

Cp,Cp',Cp”- średnia właściwa pojemność cieplna spalin, powietrza i materiału palnego

2.6. Stygnięcie masywu skalnego

Gaśnięcie pożaru cechuje się spadkiem ilości spalonego materiału w jednostce czasu oraz zmniejszeniem się sumy stężeń CO₂, CO i CH₄ , a wzrostem stężenia O₂ w gazach pożarowych.

Zakłada się , że obszar masywu skalnego wokół ogniska pożaru cechuje jednorodność i izotropowość, stałość temp pierwotnej górotworu i współczynnika wymiany ciepła oraz brak wew źródeł ciepła. Przyjmuje się także , że temp gazów pożarowych jest jednakowa w całym ognisku, a ciepło rozprzestrzenia się równolegle do osi x oraz prostopadle do płaszczyzny x=0. Zakłada się też, że podczas naturalnego stygnięcia tego obszaru nie występuje wymiana ciepła między masywem skalnym a gazami pożarowymi.

Gaśnięcie pożaru trwa krótko w porównaniu z czasem trwania rozwiniętego pożaru. Dlatego też czas τ_o liczony jest od chwili zaistnienia pożaru do chwili, w której strumień ciepła pożaru grzejący masyw skalny spadnie praktycznie do zera ( Q=0 ) można przyjąć, że warunek ten jest wówczas spełniony , gdy stężenie tlenu w gazach pożarowych pobranych z ogniska pożaru spadnie do 15 %.Z chwilą spełnienia tego warunku kończy się grzanie , a rozpoczyna naturalne stygnięcie masywu skalnego.

Czas , po upływie którego masyw skalny uzyska z góry określoną temp:

Tg - temp gazów pożarowych w ognisku pożaru

τ_o - czas liczony od chwili zaistnienia pożaru do chwili gdy stężenie tlenu w gazach pożarowych pobranych z ogniska pożaru spadło do 15%

T(τ) - temp masywu skalnego w sąsiedztwie ogniska pożaru

ϑ_s - temp pierwotna masywu skalnego

3.POWSTAWANIE I PRZEBIEG POŻARÓW PODZIEMNYCH

Pożary podziemne są zaliczane do największych zagrożeń górniczych, gdyż wielokrotnie były powodem tragicznych katastrof górniczych. Przez pożar podziemny 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 węgla powyżej 0,0026% .

Pojawienie się w powietrzu kopalnianym dymów lub tlenków węgla w stężeniu powyżej 0,0026% w wyniku stosowania dopuszczalnych procesów technologicznych (np. robót strzelniczych, prac spawalniczych, maszyn górniczych z napędem spalinowym lub wydzielanie się tlenku węgla w procesie urabiania) nie uważa się za pożar podziemny. Główne zagrożenie wynikające z powstawania pożaru podziemnego jest związane z szybkim rozprzestrzenianiem się gazów i dymów w wyrobiskach kopalnianych. Gazy te zazwyczaj nie ulegają dostatecznemu rozrzedzeniu, jak w warunkach powierzchniowych na otwartej przestrzeni, dlatego mogą zaskoczyć załogę spowodować jej zatrucie lub uduszenie, nawet w dużej odległości od ogniska pożaru. Pożar kopalniany, w zależności od miejsca jego powstania, czasu wykrycia oraz prędkości rozwoju i intensywności jego zwalczania, może spowodować duże straty materialne, np. może zaistnieć konieczność otamowania lub unieruchomienia nawet całej kopalni.

Warunkiem koniecznym powstania pożaru jest jednoczesne wystąpienie trzech czynników, tj.: materiału palnego, źródła wysokiej temperatury trwającej przez dostatecznie długi okres oraz odpowiedniego stężenia tlenu w miejscu formowania się ogniska pożaru. Materiałami palnymi w kopalniach są m.in.: węgiel, łupki palne, niektóre rudy siarczkowe, drewno, smary, oleje, odpadki wełniane i bawełniane nasycone olejem służące do czyszczenia maszyn, gaz kopalniany itp.

Zapalenie materiałem może nastąpić w wyniku działania zewnętrznego źródła ciepła o dostatecznie wysokiej temperaturze i dostatecznie długim okresie działania lub wskutek egzotermicznych przemian fizykochemicznych

doprowadzających do samozapalenia materiału palnego, zwłaszcza węgla lub rud siarczkowych.

W górnictwie podziemnym wyróżnia się dwa rodzaje pożarów:

-egzogeniczne, tzn. pożary które powstały z przyczyn zewnętrznych,

-endogeniczne, tzn. pożary, które powstały z przyczyn wewnętrznych, tj. wskutek samozapalenia węgla lub rudy.

Podział ten ma znaczenie przede wszystkim ze względu na zapobieganie pożarom podziemnym.

Pożary podziemne dzieli się także na pożary otwarte, tj. pożary z otwartym płomieniem i pożary ukryte, tj. bez otwartego płomienia.

W powietrzu kopalnianym podczas pożarów ukrytych wystęują tylko gazy pożarowe, podczas pożarów otwartych natomiast występują również płomienie lub żarzenie się materiału palnego. Podział ten jest ważny przede wszystkim z punktu widzenia wyboru sposobu zwalczania danego pożaru. Pożary ukryte powstają wyłącznie wskutek samozapalenia węgla lub rudy.

3.1.Pożary egzogeniczne

Wszystkie pożary egzogeniczne należą do pożarów otwartych. Ze względu na przyczyny powstawania dzieli się je zazwyczaj na pożary: wywołane otwartym płomieniem, wadliwym działaniem urządzeń elektrycznych lub mechanicznych, wybuchami gazów lub pyłu oraz wadliwym prowadzeniem robót strzelniczych.

Pożary wywołane otwartym płomieniem są coraz rzadsze, co jest związane z wprowadzeniem światła zamkniętego i zakazu palenia tytoniu w podziemiach kopalni. Pożary te występują jednak jeszcze w kopalniach, przy czym zapalenie materiału palnego następuje zazwyczaj wskutek wadliwego wykonywania robót spawalniczych w wyrobiskach górniczych.

Przyczyną pożarów powstałych wskutek wadliwego działania urządzeń elektrycznych jest wydzielanie nadmiernej ilości ciepła, głównie wskutek ich przeciążenia. Przeciążenie to może być spowodowane niewłaściwym doborem kabli lub urządzeń elektrycznych do warunków pracy. Przyczyną pożaru może być także niewłaściwa instalacja urządzeń elektrycznych, np. niestaranne wykonanie złączy w mufach kablowych. Zdarzają się również pożary wywołane zwarciem w sieci elektrycznej.

Do najczęstszych przyczyn pomiarów powstających wskutek wadliwego działania urządzeń mechanicznych należy zatarcie się łożysk bębnów zwrotnych i napędowych przenośników taśmowych albo zaklinowanie taśmy przenośnika bryłami skalnymi. Groźne w skutkach może być również zapalenie się oleju lub jego par w niektórych urządzeniach mechanicznych.

W następstwie wybuchów gazów i pyłów węglowego w kopalniach węgla lub pyłu pirytowego w kopalniach rud siarczków mogą wystąpić pożary, których niebezpieczeństwo w kopalniach metanowych jest potęgowane możliwości powtarzania się wybuchów.

W kopalniach węgla tub pirytu występuje warunki, w których roboty strzelnicze mogą wywołać pożar, np.: odzieży, smarów lub innych palnych przedmiotów pozostawionych w przodku. W pewnych warunkach roboty strzelnicze mogą spowodować zapalenie metanu w przodku, wybuch pyłu węglowego, Co z kolei jest przyczyną pożaru.

Pożary egzogeniczne mogą powstać w każdej kopalni i w zasadzie w każdym jej miejscu. Zazwyczaj pojawiają się niespodziewanie, bez dłużej trwających oznak ostrzegawczych. Pożary te rozwijają się gwałtownie z wydzielaniem dużych ilości dymów, powodując wypalanie się obudowy wyrobisk górniczych, co jest przyczyną powstawania zawałów utrudniających dostęp do ogniska pożaru.

Niespodziewane powstanie pożaru egzogenicznego oraz gwałtowny jego rozwój może zaskoczyć załogę dołową. Liczba wypadków z ludźmi w czasie pożarów egzogenicznych jest na ogół większa niż w czasie pożarów endogenicznych.

3.2 Pożary endogeniczne.

Należą one do najczęstszych pożarów w kopalniach węgla kamiennego, co wiąże się z łatwą palnością węgla oraz z jego dużą skłonnością do samozapalenia. Pożary endogeniczne powstają również w kopalniach eksploatujących złoża kopalin palnych, bądź gdy w określonych miejscach kopalń zostały zgromadzone materiały skłonne do samozapalenia. Proces samozapalenia i samozagrzewania węgla może mieć miejsce jeżeli równocześnie występują

-rozdrobniony węgiel skłonny do niskotempera-turowego utleniania

-dopływ powietrza do nagromadzonego węgla

-akumulacja ciepła wydzielającego się w czasie reakcji utleniania węgla.

Pierwszy z wymienionych czynników związany jest z właściwościami substancji węglowej, dwa pozostałe zależą od warunków górniczo-geologicznych (np. stosowany system eksploatacji, sposób przewietrzania kopalni).

Przy właściwie prowadzonych robotach górniczych i odpowiednim przewietrzaniu kopalni oraz oddziałów produkcyjnych można uniknąć pożaru nawet w pokładach bardzo skłonnych do samozapalenia. Pożary te charakteryzują się spokojnym przebiegiem przy czym wcześniej pojawiają się oznaki zewnętrzne takich pożarów co umożliwia ich wykrycie i likwidację

Wskutek niedostępności ogniska są trudniejsze do ugaszenia aniżeli pożary egzogeniczne.

3.2.1 Proces samozapalenia węgla.

W procesie tym można wyróżnić dwa charakterystyczne okresy:

-przygotowawczy(inkubacyjny)

-samozagrzewania się węgla, które może doprowadzić do samo-zapalenia.

W okresie inkubacyjnym nie obserwujemy wzrostu temperatury węgla. W drugim okresie temper. węgla systematycznie się podnosi. Po osiągnięciu przez węgiel temper. krytycznej z przedziału 60-80 C, następuje szybki wzrost temper. aż do temper. zapłonu T_z. Gdy węgiel nie osiągnie temper. krytycznej lub gdy po jej osiągnięciu wystąpią warunki sprzyjające odprowadzeniu ciepła, to następuje przerwanie samozagrzewania i rozpoczyna się okres chłodzenia. Dalszy dopływ powietrza do ochłodzonego węgla prowadzi do jego zwietrzenia. RYS.

Obecnie wiadomo, że samozapalenie węgla jest spowodowane utlenianiem się węgla w temper. otoczenia, różne są natomiast poglądy na przyczyny zapoczątkowania procesu samoza-grzewania węgla i wzrostu temper. do 60 C. Dlatego też powstało wiele teorii i hipotez dotyczących tego zjawiska:

Teoria pirytowa przyjmowała, że wskutek działania tlenu i wody na piryt znajdujący się w węglu zachodzi reakcja utleniania pirytu wg wzoru

2FeS₂+7O₂+2H₂O→2FeSO₄+2H₂SO₄ +Q. Ciepło Q powoduje nagrzewanie substancji węglowej i jej zapalenie.

Teoria bakteryjna decydującą rolę odgrywa proces fermentacji w czasie, którego wydziela się ciepło co w efekcie prowadzi do zapalenia się węgla.

Teoria fenolowa przyjmuje, że samozagrzewanie węgla następuje wskutek energicznego pochłaniania tlenu znajdującego się w powietrzu przez nienasycone związki fenolowe zawarte w węglu przy równoczesnym wydzielaniu ciepła.

Teoria kompleksu węgiel-tlen przypisuje główną rolę zdolności węgla do adsorbowania tlenu z powietrza i związanym z tym wydzielaniem się ciepła np. fuzyt związek węgla posiada bardzo dużą zdolność adsorbowania tlenu, sam jednak nie ulega samozapaleniu tylko przekazuje tlen.

Temper. zapłonu węgla o zawartości 10% części lotnych to 350÷380 C.

30% 320÷360 C.

3.2.2 Czynniki wpływające na proces samozapalenia węgla.

Skłonność węgla do samozapalenia jest naturalną właściwością substancji węglowej i zależy od wielu czynników, zarówno naturalnych jak i technicznych.

Czynniki naturalne:

Metamorfizm węgla - stwierdzono, że im węgiel jest mniej uwęglony tym jest bardziej skłonny do samozapalenia (antracyt).

Skład petrograficzny węgla. Występują składniki posiadające skłonność do samozapalenia. Najtwardszą odmianą węgla jest duryt, który w czasie kruszenia rozpada się na grube ziarna. Witryt jest bardzo kruchy, spękany, a jego szczeliny są często wypełnione pirytem co powoduje, że jest ośrodkiem samozapalenia węgla. Fuzyt jest sypki, łatwo rozpada się na drobny pyłek, ze względu na wysoką tempera. zapłonu nie powoduje samozapalności, chyba, że znajduje się blisko witrytu. Stwierdzono, że pożary endogeniczne powstają w pokładach bogatych w witryt, w cienkich warstewkach miękkiego, silnie porowatego węgla występującego na kontakcie węgla ze skałami płonnymi.

Wilgoć. Pewna ilość ciepła musi być zużyta na odparowanie wody, wynikało by z tego, że wilgoć utrudnia samozapalenie. Obecność wilgoci ułatwia rozkład pirytu oraz przebieg innych reakcji chemicznych sprzyjając tym samozagrzewaniu węgla. Pewien stopień zawilgocenia węgla sprzyja procesowi samozapalenia, nadmiar wilgoci zmniejsza tą skłonność.

Grubość pokładu. Jakiekolwiek pożary wskutek samozapalenia powstają nawet w pokładach bardzo cienkich, niebezpieczeństwo endogeniczne pożarów w pokładach grubych jest znacznie większe. Dlatego też wszystkie grube pokłady powyżej 3m można traktować jako skłonne do samozapalenia.

Rozdrobnienie węgla. Największą zdolnością utleniania i samozapalenia odznacza się miał, a zwłaszcza pył węglowy, gdyż ma on olbrzymią powierzchnię zetknięcia się z tlenem. Po za tym temperatury zapłonu pyłu są znacznie mniejsze niż ziarn większych tego samego węgla.

Nachylenie pokładu. Wpływ upadu na samozapalność występuje w pokładach o dużym nachyleniu i w pokładach stromych. Jest to spowodowane występowaniem znacznych depresji, które przyśpieszają proces samozapalenia.

Rodzaj skał stropowych. Skłonność do samozapalenia pokładów węgla zalegających pod mocnymi skałami jest większa aniżeli pokładów zalegających pod skałami słabymi. Skały słabe rabuje się łatwiej niż mocne, szczelność gruzowiska w przypadku skał mocnych jest duża i przepływ powietrza jest dogodniejszy. W chodnikach pozostawia się filary ochronne i gdy mamy mocne skały stropowe to rozgniatają one filary i w ten sposób powstają szczeliny, w których płynie powietrze.

Czynniki techniczne:

Wpływ robót górniczych. Z systemem eksploatacji są związane: stopień czystości i czas wybierania pokładu, występujące ciśnienie górotworu oraz sposób przewietrzania. Przy eksploa-tacji pokładu węgla z zawałem stropu mogą powstać w skałach stropowych szczeliny łączące dół kopalni z powierzchnią lub z wyrobiskami wyższego pokładu. Przez tak powstałe szczeliny płynie powietrze co prowadzi do pożaru. Wpływ ma również czas przygotowania pola eksploatacyjnego do wybierania, kierunek i kolejność wybierania złoża, pozostawienie resztek nie wybranych pokładów w zrobach. Wcześniejsze wybieranie pokładu niższego,a zwłaszcza z zawałem, przyczynia się to do naruszenia pokładu wyższego, który może zapalić się pod wpływem przenikania powietrza do szczelin.

Wpływ przewietrzania. Dopływ powietrza do wyrobisk lub szczelin, w których znajduje się nagromadzony miał węglowy jest nieodzownym warunkiem samozapalenia węgla. Gdy nagromadzonego miału jest niedużo silny prąd powietrza może go ochłodzić, w przypadku większej ilości zwiększenie intensywności przewietrzania może doprowadzić do powstania pożaru. Samozagrzewanie ułatwia również doprowadzenie większej ilości powietrza do szczelin w caliźnie węglowej, gdyż prąd powietrza w szczelinach jest zbyt słaby, aby mógł działać chłodząco. Wynika z tego, że pożary wskutek samozapalenia węgla powstają w tych miejscach kopalni gdzie występuje intensywne przenikanie powietrza do zrobów, szczelin w caliźnie lub do rozkruszonego węgla.

3.2.3 Proces samozapalenia rud siarczkowych.

W kopalniach rud właściwości samozagrzewania i

samozapalenia wykazują siarczki żelaza(piryt, markazyt) oraz miedzi (chalkozyn, chalkopiryt). W polskich kopalniach pożary endogeniczne należą do rzadkości. Proces rud siarczkowych przebiega wolniej niż samozagrzewanie węgla, wiąże się to z większym przewodnictwem cieplnym siarczków oraz z łatwiejszym odprowadzeniem ciepła na zewnątrz. W celu wyjaśnienia procesu samozagrzewania pirytu wysunięto dwie hipotezy:

Utleniania pirytu. Przyczyną samozagrzewania rud siarczkowych jest proces utleniania siarczków. Proces utleniania pirytu przebiega w kilku stadiach, co można zapisać wzorem

4FeS₂+11O₂→8SO₂+2Fe₂O₃+Q

Im drobniejsze są ziarna pirytu i im większa jest szczelinowatość rudy, tym większa powierzchnia jest narażona na utlenianie i szybciej przebiega proces utleniania z wydzieleniem znacznej ilości ciepła. W przypadku kumulacji tego ciepła następuje szybki wzrost temperatury w miejscu utleniania pirytu, co może doprowadzić do powstania otwartego ognia.

Zwęglania obudowy pod działaniem wód kwaśnych. Tłumaczy ona powstanie pożarów tym, że obecność pyłu pirytowego powoduje tworzenie się wód kwaśnych, które mogą wywołać zwęglenie obudowy. Stopień zwęglenia zależy od stopnia zakwaszenia. W wyniku działania kwasu siarkowego na drewno obudowy powstaje węgiel drzewny, który w miarę wzrostu temperatury ulega samozapaleniu.

3.2.4 Czynniki wpływające na proces samozapalenia rud siarczkowych.

Stopień rozdrobnienia rud. Im mniejsze są ziarna rud siarczkowych tym przy niższej temper. Rozpoczyna się proces samozapalenia. np. przy średniej wielkości ziarn 0,2 mm temper. zapłonu wynosi 472 C im większe ziarna to temper. maleje. Można powiedzieć, że ruda w nie spękanej caliźnie nie ulega samozapaleniu, podniesienie temper. obserwuje się w miejscach pozostawionego urobku, w szczelinach rozgniecionych filarów, ociosów.

Wpływ zawartości siarki w rudzie. Im większa jest zawartość siarki w rudzie tym większa jest jej zdolność do utleniania. W Polsce obserwowano silne samozagrzewanie się iłów pirytonośnych pozostawionych w zrobach, gdzie zawartość pirytu wynosiła około 40%.

Wpływ wody. W pożarach rud siarcz-kowych duże znaczenie ma wilgoć. Stwierdzono katalityczne działanie wody na prędkość utleniania pirytu w kontakcie z wodą. Woda może wywierać działanie chłodzące tylko w razie jej nadmiaru, gdy odprowadza ona więcej ciepła, aniżeli wydzielają egzotermiczne reakcje. RYS.

Wpływ składu mineralogicznego. Skłonność rud siarczkowych do samozapalenia zależy w dużej mierze od składu mineralogicznego rud. W rudach często występują: chalkopiryt i

piryt, który jest bardziej skłonny do samozapalenia. Markazyt utlenia się intensywniej od pirytu ale tylko wówczas, gdy tworzy ziarna grubsze i dlatego, że posiada mniejszą twardość.

4.1. Ocena skłonności węgla do samozapalenia

Metoda W. Olpińskiego (wysokotemp.)-polega na ciągłym pomiarze temp. pastylki węgla wprowadzonej do strumienia powietrza o stałej temp. i wyznaczamy prędkość wzrostu temp. tej pastylki

Prędkość tę wyznacza się dla dwóch temp. w komorze reakcyjnej, tj. dla 237 i 190 ^OC.

W komorze tej bada się skłonność do samozapalenia, oblicza się wsk. Dla danych temp. Sz a później oblicza się energię aktywacji następnie odczytuje się skłonności.

Wsk. Samozapalno.	Energia aktywacji	Gr. samozapalno.	Skłon. W do samoza
Do 80	>67	I	B. mała
		46-67	II	Mała
		<46	III	Średnia
	>80 - 100	>42
		<42			IV	Duża
	>100 -120	>34
		<34			V	B. duża
>120	Nie normalizuje się

Metoda Z. Maciejasza badanie prędkości wzrostu temp. mieszaniny węgla i wodnego roztworu perhydrolu H₂O₂ , zwilżoną próbkę wkłada się do naczynia Dewara, w zależności od czasu trwania reakcji określa się skłonność do samozapalenia są trzy grupy:

-węgle b. skłonne do samozapalenia, T_max≥363K (t_max≥90^OC), τ_max≤2400 s τ_323÷363≤150 s (τ_50÷90≤2,5 min)

-węgle mało skłonne do samozapalenia, T_max≤363 K (t_max<90^OC),2400 s <τ_max< 4500 s (40 min<τ_max<75 min)

-węgiel nieskłonne do samozapalenia, T_max<363 K (t_max<90^OC), τ_max>4500 s (τ_max>75 min) T_323÷363>360 s (τ_50÷90>6 min)

4.3.Ocena zagrożenia pożarami endodogenicznymi zrobów ścian zawałowych

Szerokie stosowanie w polskim górnictwie węgla kamiennego ścianowych systemów eksploatacji z zawałem stropu sprzyja występowaniu w ostatnich latach dużego zagrożenia pożarami endogenicznymi zrobów takich ścian. Tak na przykład na dziesięć pożarów endogenicznych powstałych w kopalniach węgla kamiennego w 1993 r., pięć pożarów miało miejsce w zrobach ścian zawałowych, a w 1994 r. na siedem pożarów endogenicznych pięć pożarów powstało w zrobach takich ścian. Dla oceny występującego zagrożenia pożarami endogenicznymi zrobów ścian zawałowych stosuje się różne metody: wskaźnik NPS oraz metodę statystyczną.

Wskaźnik NPS. Został on opracowany w GIG w 1991 r. i dotyczy oceny zagrożenia pó1 ścian zawałowych pożarami endogenicznymi. Wskaźnik ten ustalono na podstawie analizy statystycznej pożarów endogenicznych zaistniałych w zrobach czynnych ścian zawałowych w latach 1971 ÷ 1990.

Przy wyznaczaniu wskaźnika NPS uwzględnia się osiem czynników geologiczno-górniczych mających wpływ na proces samozapalenia w zrobach ścian zawałowych.

Do czynników tych zaliczono:

K₁ - głębokość eksploatacji, k₂ - grubość pokładu, k₃- nachylenie pokładu, k₄- kategorie zagrożenia metanowego, k₅ - wskaźnik samozapalności węgla, k₆ - długość ściany, k₇ - postęp miesięczny ściany, k₈ - sposób przewietrzania.

Wartości wymienionych czynników zostały ustalone na podstawie obliczonych częstości względnych występowania pożarów endogenicznych w latach 1971÷1990 w k-tym czynniku podzielonym z kolei na i-te mniejsze klasy (np. czynnik k₂- grubość pokładu, podzielono na i=5 klas: do grubości 1,5 m; 1,5÷2,5 m; 2,5÷3,5 m; 3,5÷6 m i powyżej 6 m), przy czym NPS=Σp(ik) gdzie: p(ik) oznacza częstość względna występowania pożarów endogenicznych w i-tej klasie k-tego czynnika. Wskaźnik NPS otrzymuje się wprowadzając dane do odpowiedniego programu komputerowego, przy czym zagrożenie określonej ściany klasyfikuje się zgodnie z kryteriami:

Kategoria zagrożenia pożarowego

I - NPS<6 - zagrożenie

II 6<NPS<1I zagrożenie duże III NPS> 11zagrożenie bardzo duże

Metoda statystyczna. Pojawienie się w powietrzu kopalnianym tlenku węgla nie pochodzącego z naturalnego wydzielania ze skał ani z zastosowanych w kopalni urządzeń i materiałów lub wykonywanych czynności, oznacza że w kopalni tej ma miejsce powstawanie pożaru podziemnego. Gdy stężenie tlenku węgla przekroczy 0,0026%, wówczas zgodnie z przepisami mamy do czynienia z pożarem kopalnianym.

Jeśli tlenek węgla o stężeniu mniejszym od 0,0026% stwierdza się w zrobach ściany zawałowej, to należy uznać, że zroby te są zagrożone powstaniem pożaru endogenicznego. Badając systematycznie skład gazów w zrobach ścian zawałowych możliwe jest określenie prawdopodobieństw przekroczenia wartości granicznej tlenku węgla (r_g= 0,0026%), tzn. prawdopodobieństwa powstania pożaru endogenicznego w tych zrobach. Stężenie tlenku węgla w czasie samozagrzewania się węgla w zrobach może się zmieniać w zależności od wielu czynników, jak np. ciśnienia powietrza atmosferycznego, strumienia objętości powietrza przepływającego przez kopalnię (rejon wentylacyjny lub chodnik podścianowy) itp. Czynniki te mają charakter losowy, dlatego też uzasadnione jest przyjęcie założenia, że stężenie tlenku węgla w zrobach ścian zawałowych ma charakter zmiennej 1osowej ciągłej, mogącej przyjąć każdą wartość z określonego podziału zmienności (0,b).

Celem analizy statystycznej zmiennej losowej R_CO jest określenie prawdopodobieństwa przewyższenia przez tę zmienną wartości granicznej r_g, tj. P(R_CO> r_g). Dlatego też konieczne jest określenie wartości oczekiwanej E(R_C0) i wariancji D²(R_C0) wymienionej zmiennej losowej.

Dysponując N-elementową próbką zmiennej losowej Rco można oszacować wartości parametrów E(R_C0) oraz D²(R_C0) z następujących wzorów:

E(Rco)≈r_co(Σr_coj/N)

D²(Rco)≈ r²_co(Σr²_coj/N - s²_co)

gdzie

- r_co - wartość' średnia zmiennej losowej Rco wyznaczona z próby,

- s²_co wariancja wyznaczona z próby,

Odchylenie standardowe wyznacza się ze wzoru

S_rco = √((Σ(r_coi-r_co)²⋅n_i)/N)

gdzie:n_i-liczebność' i-tego przedziału klasowego,

M - liczba wszystkich przedziałów masowych.

Na podstawie wyznaczonego szeregu rozdzielczego sporządza się histogram lub diagram tego szeregu. Z analizy histogramu lub diagramu szeregu rozdzielczego można wysunąć hipotezę co do charakteru rozkładu zmiennej losowej, która jednak wymaga weryfikacji statystycznej. W praktyce weryfikację przyjętej hipotezy przeprowadza się według testu zgodności Kołmogorowa opartego na statystyce λ lub testu zgodności χ²

Znając typ rozkładu zmiennej losowej R_co, tzn. stężenia tlenku węgla w zrobach ściany zawałowej, można określić prawdopodobieństwo przekroczenia przez tą zmienną wartości granicznej rg.

Jeśli przyjmie się że przy przekroczeniu w zrobach czynnej ściany zawałowej stężenia 0,0026% tlenku węgla w zrobach tych występuje pożar endogeniczny, to prawdopodobieństwo przekroczenia wartości rg oznacza r6wnocześnie prawdopodobieństwo wystąpienia tego zagrożenia w wymienionych zrobach.

Typ rozkładu zmiennej losowej ustala się na podstawie histogramu lub diagramu szeregu rozdzielczego i badań statystycznych. Im większe jest prawdopodobieństwo przekroczenia granicznego stężenia tlenku węgla w zrobach ścianowych, tym w krótszym czasie należy się spodziewać pożaru endogenicznego w tych zrobach.

Przyjęto następujące kryteria charakteryzujące doraźne zagrożenie pożarem endogenicznym zrobów ścianowych

małe zagrożenie pożarem endogenicznym, gdy P(R_co> r_g)≤ 0,05;

średnie zagrożenie pożarem endogenicznym, gdy 0,05 <P(R_co > r_g) ≤ 0,20

duże zagrożenie pożarem endogenicznym, gdy O,2O<P(R_co>r_g) ≤0,70

bardzo duże zagrożenie pożarem endogenicznym, gdy P(R_co> r_g) > 0,70

W razie stwierdzenia dużego zagrożenia zrobów pożarem endogenicznym należy podjąć energiczne środki profilaktyczne, jak np. uszczelnienie zrobów od strony chodnika podścianowego itp.

4.4 Wczesne wykrywanie pożarów endogenicznych rud siarczkowych

W przypadku rud siarczkowych wczesne wykrywanie pożarów endogenicznych jest zwykle oparte na pomiarach temperatury w otworach odwierconych w caliźnie lub w zrobach. Temperatura ponad 60°C wskazuje niezawodnie na rozpoczęcie się pożaru endogenicznego. Z chwilą gdy temperatura rudy osiągnie temperaturę 80 do 90°C w bardzo krótkim czasie może dojść do otwartego stadium pożaru.

W przypadku kopalni mokrych wskaźnikiem charakteryzującym stan zagrożenia od strony pożarów endogenicznych jest także skład wody kopalnianej.

Jednocześnie z analizą wody kopalnianej można w kopalni prowadzić badania temperatury (calizny lub zrobów), co pozwala na lepszą ocenę stopnia zagrożenia kopalń pożarami endogenicznymi.

5.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 (C_mH_n) 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).

W stadium zapalania węgiel 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 C_mH_n - 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 się jasne, mleczne dymy, które są objawami początku palenia się węgla.

W stadium palenia następuje dalszy wzrost ilości C0₂ i CO w gazach pożarowych, a dym w wyrobiskach górniczych staje się coraz gęstszy i ciemniejszy. W końcu może pojawić się płomień.

W stadium gaszenia początkowo następuje dalsze wzrastanie C0₂, CO, H₂ CH₄ oraz ubytek O₂. Jednak w miarę upływu czasu od otamowania pożaru po osiągnięciu maksymalnych wartości zaczyna się zmniejszać ilość C0₂, CO, CH₄, H₂ wzrasta natomiast ilość 0₂, przy czym stężenia tych składników mogą być różne w zależności od warunków, w jakich znajduje się pole pożarowe, a zwłaszcza od własności węgla, objętości pola itp.

W przypadku pożarów w kopalniach siarczków zamiast zapachów suchej destylacji węgla i drewna, jeśli nie stosuje się obudowy drewnianej, występuje zapach SO₂, który jest produktem prażenia siarczków.

5.1.Trujące i duszące gazy pożarowe

DUSZĄCE

Dla normalnego funkcjonowania organizmu ludzkiego stężenie tlenu w powietrzu kopaln. nie powinno być mniejsze od 19%(objętościowo). Gdy w powietrzu jest mniej niż 19% tlenu człowiek łatwo się męczy i odczuwa , że powietrze jest ciężkie.Jeżeli stężenie tlenu w powietrzu wynosi 13%, nie można już pracować i istnieje niebezpieczeństwo śmierci wskutek uduszenia.

Dwutlenek węgla- przy małych koncentracjach jest nieszkodliwy dla zdrowia. W stężeniach powyżej 1% przyspiesza oddychanie, powyżej 8% zwykle powoduje utratę przytomności , a nawet śmierć.

TRUJĄCE

Tlenek węgla- jest najgroźniejszy dla zdrowia ludzkiego z gazów pożarowych . Trujące działanie tlenku węgla polega na tym , że wiąże się on bardzo intensywnie z hemoglobiną , która normalnie łączy się nietrwale z tlenem i rozprowadza go po organiźmie . Tlenek węgla natomiast łączy się stosunkowo trwale z hemoglobiną i uniemożliwia krwi przenoszenie tlenu. Szkodliwe działanie tlenku węgla zależy od jego stężenia i czasu działania. Jako niebezpieczne dla zdrowia i życia jest uważane stężenie tlenku węgla w powietrzu wynoszące 0,02%.Według przepisów górniczych można normalnie pracować normalnie przy stężeniu CO do 0,0026% ze względu na niejednorodność gazów pożarowych oraz możliwość popełnienia błędu pomiarowego.

Dwutlenek siarki (SO₂) - gaz ten przy zetknięciu z błonami śluzowymi dróg oddechowych przechodzi w kwas siarkowy, który niszczy tkankę. Przy stężeniu 0,05 % jest niebezpieczny dla życia nawet przy krótkotrwałym oddziaływaniu. Dopuszczalne stężenie SO₂ w powietrzu kopalnianym wynosi 0,0075 %.

Siarkowodór (H₂S) - gaz ten przedostając się do krwi działa na układ nerwowy i wywołuje ogólne zatrucie, wskutek którego może nastąpić ogólny paraliż ośrodka oddechowego. Dopuszczalne stężenie H₂S w powietrzu kopalnianym wynosi 0,007%. A przy 0,08 do 1% grozi duże niebezpieczeństwo dla życia człowieka

5.2 Własności wybuchowe gazów pożarowych

Niektóre ze składników gazów pożarowych są palne. Gazem palnym nazywa się gaz, który łącząc się w określonych warunkach z tlenem wydziela ciepło. Charakterystyczną cechą gazów palnych jest występowanie płomienia przy spalaniu płomieniowym lub rozżarzonej powierzchni przy spalaniu bezpłomieniowym. Przez wybuch rozumie się zespół zjawisk towarzyszących bardzo szybkiemu przejściu układu z jednego stanu równowagi w drugi z wyzwalaniem znacznych ilości energii. Do składników palnych występujących w gazach pożarowych należą: metan, tlenek węgla, wodór, siarkowodór i węglowodory. Wszystkie te gazy w określonych warunkach mogą wybuchnąć. Wybuch w kopalni może nastąpić wówczas, gdy w wyrobisku górniczym znajdują się: 1) gazy palne w odpowiednim stężeniu, 2) dostateczna ilość tlenu, 3) źródło wysokiej temperatury. Wybuch mieszaniny gazu palnego i tlenu( lub powietrza) jest możliwy tylko przy stężeniach tego gazu zawartych między dolną a górną granicą wybuchowości. Dolną granicą wybuchowości nazywa się procentowe stężenie gazu palnego, poniżej którego mieszanina (z tlenem lub z powietrzem) nie jest wybuchowa. Górną granicą nazywa się stężenie gazu palnego powyżej, którego mieszanina nie jest wybuchowa. W mieszaninach gazowych reakcja spalania przebiega w cienkiej warstwie palącego się ośrodka przylegającego bezpośredni do frontu płomienia. W warstwie granicznej między spalona a nie spaloną substancją następuje wzrost temperatury do temperatury płomienia oraz zmiana substratów. W warstwie tej zachodzą szybkie reakcje chemiczne a proces przebiega do pełnego wyczerpania substancji palnej. Zapalenie mieszaniny gazów powoduje szybki wzrost ciśnienia w ośrodku, co związane jest z ograniczeniem produktów reakcji do wysokich temperatur, co powoduje powstanie fali uderzeniowej o dużej prędkości przemieszczania się i działającej niszcząco na otoczenie.

Teoria ciepła wybuchu, przyjmuje, że dla zapoczątkowania wybuchu mieszaniny gazowej będącej w przedziale wybuchowości konieczne jest wprowadzenie do tego układu katalizatora lub tez bodźca energetycznego. W czasie ogrzewania układu wzrasta szybkość reakcji, ilości wydzielanego ciepła oraz ilości ciepła oddawanego do otoczenia. Ostatni proces jest wolniejszy od ilości ciepła generowanego w układzie reakcyjnym, dlatego też wzrasta temperatura układu oraz szybkość reakcji. Następuje samoczynne zapalenie mieszaniny i wybuch. Gdy dojdzie do warstwowego ogrzania całego roztworu wówczas nastąpi wybuch. Gdy cała nadwyżka ciepła zostanie odprowadzona do otoczenia, a spalanie zachodzić będzie w otoczeniu źródła płomienia, wówczas nie nastąpi rozprzestrzenianie się płomienia i nie dojdzie do wybuchu. W czasie wybuchu następuje gwałtowny wzrost temperatury płomienia szybki wzrost ciśnienia gazów i powstanie fali uderzeniowej rozchodzącej się z dużą prędkością.

Teoria łańcuchowa 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 przerwania, szybkość reakcji zdąża do nieskończoności. W teorii łańcuchowej wybuch jest konsekwencją wzrostu temperatury ośrodka -wzrasta liczba zderzeń cząstek reagujących, która proporcjonalna jest do iloczynu stężeń substratów i temperatury układu. Wzrost temperatury powoduje wzrost liczby cząstek reagujących. Zapłon i wybuch następują w określonym przedziale ciśnień.

Ocena niebezpieczeństwa wybuchu gazów pożarowych. W kopalniach do określenia niebezpieczeństwa wybuchu gazów pożarowych stosowany jest tzw. wskaźnik Le Chateliera

L=(CH₄/5)+(CO/12,5)+(H₂/4)+(C_mH_n/2)+(H₂ S/4,3)

Gdzie związki chemiczne oznaczają stężenie gazów palnych w mieszaninie. Aby mieszanina gazów pożarowych była wybuchowa musi zawierać minimalne stężenia tlenu zależne od stężeń składników palnych w roztworze. Bezpieczne stężenie tlenu dla poszczególnych składników palnych występujących w gazach pożarowych oblicza się z zależności: b_i = G_di ( c+H/4-O/2),gdzie G_di - dolna granica wybuchowości i-tego składnika palnego gazów pożarowych. Minimalne stężenie tlenu O_2min = (12 CH₄ +6CO +5(H₂+C_m H_n))/ (CH₄+CO+H₂+C_MH_N ). Niebezpiczeństwo wybuchu gazów pozarowych gdy O₂ ≥O_2min. Dolna granica wybuchowości G_d = [ CH₄ + CO+H₂+C_mH_n +H₂S]/ [ (CH₄ /5)+(CO/12,5)+(H₂/4)+(C_mH_n/2)+(H₂ S/4,5)]. Granica górna G_g = [ CH₄ + CO+H₂+C_mH_n +H₂S]/ [ (CH₄ /15)+(CO/74,2)+(H₂/74,22)+(C_mH_n/15)+(H₂ S/46)].

6. Depresja pożaru podziemnego.

Podczas pożaru gazy pozarowe ( dymy ) odprowadzane są wyrobiskami górniczymi do szybu wydechowego. Gdy gazy pożarowe w początkowej fazie rozwoju pożaru przepływają przez kopalnię, zachowują ten sam kierunek przepływu, jaki miało powietrze przed powstaniem pożaru, a w miarę jego rozwoju obserwuje się zadymienie prądów powietrza wynikające z zaburzenia normalnej wentylacji kopalń. Zaburzenia kierunków prądów powietrza powstają wskutek zmian pola potencjału aerodynamicznego w sieci wentylacyjnej. Przyczynami tych zmian podczas pożaru podziemnego są: 1) występowanie depresji naturalnych w niepoziomych drogach przepływu gazów pożarowych; 2) występowanie przyrostu masy gazów w ognisku pożaru i jego sąsiedztwie; 3)zmiany oporów bocznic sieci wentylacyjnej lub zmiany spiętrzenia wentylatora głównego. Powodem występowania depresji naturalnej, czyli ciągu naturalnego, są przemiany termodynamiczne zachodzące w czasie ruchu powietrza w kopalni. W kopalniach sieci wentylacyjnej przepływ powietrza i gazów pożarowych jest wywołany nie tylko wentylatorami głównego przewietrzania, lecz także niejednorodnym polem gęstości powietrza w wyrobiskach górniczych. Wpływ ten wiąże się z występowaniem niepoziomych bocznic sieci w zamkniętych obwodach; miarą tego wpływu są wartości całek: L_n=-gΦρdz; e_n=-Φdp/ρ: H_n=-=1/gΦdp/ρ; l_n,e_n,H_n- depresje naturalne [Pa]; [J/kg]; [m]; ρ-gęstość powietrza kg/m³, z-wysokość geodezyjna liczona od poziomu morza; p- ciśnienie statyczne. W celu wyznaczenia depresji cieplnej, tj, przeważającej części depresji naturalnej, wykonuje się pomiar ciśnienia barometrycznego oraz temperatury powietrza kopalnianego na nadszybiach i w podszybiach na dolnych i górnych załamaniach pochylni i upadowych z obu stron tam wentylacyjnych, przed i za wentylatorem w miejscach, w których zachodzą większe zmiany temperatury powietrza kopalnianego, a przy łączeniu się prądów powietrza- przed i za miejscem ich mieszania się. W przypadku wyznaczania depresji cieplnej pożaru określa się również skład chemiczny powietrza kopalnianego. Gęstość powietrza kopalnianego ρ=p/R_a•T_v; p- ciśnienie statyczne bezwzględne; R_a- indywidualna stała gazowa powietrza suchego=287,04J(kg•K;); T_v- termiczna temp. wirtualna powietrza kopaln.; . Dla powietrza kopalnianego w normalnych warunkach przewietrzania: T_v=(1+0,6X)•T. Na podstawie pomiaru ciśnienia i wyznaczonej gęstości powietrza kopalnianego można wykreślić linie przemian powietrza. Dla oczka wentylacyjnego przyjmuje się linię zamkniętą. Pole powierzchni, której brzegiem jest ta linia określona jest przez planimetrowanie i pomnożenie przez wartość skali powierzchniowej, którą wyznacza się mnożąc wartość przyrostu objętości właściwej na jednostce długośći osi odciętych przez przyrost ciśnienia na jednostce długości osi rzędnych. Na wartość depresji cieplnej wywiera wpływ różnica poziomów najwyższych i najniższych punktów obiegu oraz różnica temperatur dopływającego i odpływającego prądu powietrza. Im głębsza jest kopalnia oraz im bardziej ogrzewa się powietrze w podziemiach kopalni, tym większa jest depresja cieplna, dlatego też zależy ona w dużym stopniu od temperatury powietrza panującego na zrębie szybu wdechowego, przy czym jest ona większa w zimie, a mniejsza w lecie.. Przyrost depresji cieplnej kopalni wywołany powstaniem w niej pożaru to depresja pożaru lub depresja ognia. Jeśli kopalnia przewietrzana jest prądem schodzącym i jeżeli pożar powstanie w takim prądzie, to jest możliwe, że całkowita depresja cieplna kopalni zmniejszy się w skutek pożaru; świadczy to o ujemnej wartości depresji pożaru. W przypadku powstania pożaru zmienia się wartość całkowitej depresji cieplnej. Przyrost lokalnej depresji cieplnej w skutek pożaru określa lokalną depresję pożaru na odpowiednim odcinku przewodu. Suma algebraiczna lokalnych depresji musi się równać depresji całkowitej e_np. Ta całkowita depresja pożaru rozłoży się na poszczególne odcinki dróg przepływu powietrza. Wpływ pożaru na sieć wentylacyjną przejawia się na całej drodze, od jego ogniska, aż do wylotu szybu wydechowego. Lokalne depresje pożaru są tym większe, im większa jest różnica poziomu końcowego i początkowego przekroju poszczególnych odcinków bocznic sieci i im bliżej ognia znajdują się te odcinki (wyższa temperatura). Na odcinkach poziomych lokalna depresja pożaru jest bardzo mała i zbliżona do zera, na odcinkach wznoszących się dodatnia, a na schodzących ujemna. Przy przejściu przez wentylator ciśnienie gazów wzrasta, przy przejściu przez tamę dławiącą występuje spadek ciśnienia i powstaje dodatnia depresja cieplna.

7.ZABURZENIA WENTYLACJI KOPALNI W CZASIE POŻARU PODZIEMNEGO

Gazy pożarowe powstające podczas pożaru podziemnego odprowadzane są wyrobiskami do szybu wydechowego. Gdy gazy pożarowe przepływając przez kopalnię zachowują ten sam kierunek, jaki miało powietrze przed powstaniem pożaru, wówczas ma się do czynienia z tzw. zadymieniem bezpośrednim. Zadymienia tego nie da się uniknąć podczas żadnego pożaru podziemnego. Czasami może wystąpić zadymienie kopalni spowodowane zaburzeniem jej wentylacji. Do zaburzenia takiego może dojść wskutek działania depresji pożaru oraz przyrostu objętości gazów w ognisku pożaru i w jego sąsiedztwie. Zaburzenia te wywołują duże zagrożenie dla załogi dołowej.

W badaniu zjawisk zachodzących w sieci wentylacyjnej podczas pożaru podziemnego W. Budryk wprowadził pojęcie prądu głównego i bocznego

RYS.

Prąd główny i prądy boczne w kopalni w czasie pożaru schemat kanoniczny sieci wentylacyjnej;

Prądem głównym nazywany jest prąd powietrza płynącego od zrobu szybu wdechowego poprzez ognisko pożaru do wylotu dyfuzora (np. prąd 1-2-3-P-5-7--9,). Wszystkie inne prądy są nazywane prądami bocznymi (np. prądy 2-4, 3-5,). W czasie pożaru podziemnego mogą występować trzy zasadnicze rodzaje zaburzeń kierunków prądów powietrznych w kopalni: prądy wsteczne dymów, cofanie prądu głównego oraz odwracanie się prądów bocznych. Wymienione zaburzenia kierunków prądów powietrza mogą w czasie pożaru podziemnego występować w różnej kolejności, pojedynczo lub jednocześnie.

7.1 Bezpośrednie zadymienie kopalni

Gazy pożarowe powstające podczas pożaru podziemnego odprowadzane są wyrobiskami do szybu wydechowego. Gdy gazy pożarowe przepływając przez kopalnię zachowują ten sam kierunek, jaki miało powietrze przed powstaniem pożaru, wówczas ma się do czynienia z tzw zadymieniem bezpośrednim.

Zasadniczy wpływ na zagrożenie załogi dołowej bezpośrednim zadymieniem w czasie pożaru ma struktura sieci wentylacyjnej kopalni. W celu ograniczenia bezpośredniego zadymienia bez zakłócenia pierwotnych kierunków przepływu powietrza w bocznicach sieci wentylacyjnej, należałoby przeprowadzić podział sieci wentylacyjnej kopalni na takie rejony wentylacyjne, które miałyby oddzielne szyby wdechowe. Powstanie pożaru w jednym z rejonów kopalni stwarza zagrożenie tylko dla tego rejonu, pozostałe rejony nie są zagrożone zadymieniem bezpośrednim.

7.2.Prądy wsteczne dymów.

Polegają na tym , że w określonym poprzecznym przekroju wyrobiska odbywa się równocześnie przepływ dymów i powietrza w dwóch przeciwnych kierunkach. Zdarza się to zarówno w prądzie głównym jak i w prądach bocznych. Występowanie prądów wstecznych dymów jest związane z występowaniem gradientów ciśnienia i temperatury w wyrobisku górniczym objętym pożarem. Im mniejsza jest prędkość dymów oraz im większa jest ich temperatura, tym większy jest zasięg prądów wstecznych. Praktycznym środkiem do opanowania prądów wstecznych jest tama płócienna zamykająca dolną część poprzecznego przekroju wyrobiska , a nie zamykająca górnej części , w której występują prądy wsteczne.

7.3. Cofanie prądu głównego

Cofanie prądu głównego nazywa się przepływ gazów pożarowych w prądzie głównym od ogniska pożaru całym przekrojem wyrobiska do najbliższego niezadymionego węzła sieci wentylacyjnej, przy czym część gazów pożarowych przepływa również od ogniska pożaru w kierunku szybu wydechowego. Cofanie prądu głównego jest wywołane dużym przyrostem objętości gazów w ognisku pożarowym i jego sąsiedztwie oraz obecności w prądzie głównym za ogniskiem pożaru dużego oporu, np. tamy regulacyjnej z małym okienkiem.

O wielkości przyrostu strumienia objętości gazów pożarowych ΔV decyduje wiele czynników:

ΔV=ΔV₁+ΔV₂+ΔV₃+ΔV₄

ΔV₁ - Przyrost strumienia objętości gazów pożarowych wynikający z własności substancji palnej

ΔV₂ - przyrost strumienia tych gazów wywołany sprzyjającymi warunkami wydzielania się pary wodnej

ΔV₃ - przyrost strumienia objętości tych gazów wywołany dopływem powietrza sprężonego

ΔV₄ - przyrost strumienia objętości tych gazów wywołany ogrzewaniem prądu powietrza

Przyrost strumienia gazów w ognisku pożarowym lub w jego sąsiedztwie może być także spowodowany np. wypływem metanu lub dwutlenku węgla ze zrobów.

Cofanie prądu głównego jest tym łatwiejsze, im niższe spiętrzenie wytwarza wentylator, przez który odpływają dymy. Aby zmniejszyć niebezpieczeństwo cofania się prądu głównego, wskazane jest zwiększenie oporu w bocznicy poprzedzającej ognisko pożarowe np. przez przydławienie prądu powietrza w tej bocznicy.

7.4. Odwracanie prądów bocznych.

Odwracaniem prądu bocznego nazywa się zjawisko polegające na tym, że gazy pożarowe odgałęziają się od prądu głównego i przepływają całym przekrojem poprzecznym prądu bocznego w kierunku przeciwnym do normalnego kierunku. Najczęstszymi przyczynami odwracania się prądów bocznych są lokalne depresje pożaru, zmiany oporów bocznic w sieci wentylacyjnej lub zmiany spiętrzeń wentylatorów głównych.

Lokalne depresje pożaru, mogą działać zgodnie z kierunkiem działania wentylatora głównego, jeśli gorące gazy pożarowe płyną wyrobiskami wznoszącymi się , oraz niezgodnie - jeśli nagrzany prąd gazów pożarowych jest schodzący.

W przypadku zgodnego kierunku działania depresji pożaru z kierunkiem działania wentylatora głównego zdecydowany kierunek w sieci wentylacyjnej ma prąd główny, każdy z prądów bocznych natomiast może zmienić kierunek przepływu powietrza zależnie od wpływu na te prądy poszczególnych lokalnych depresji pożarów.

7.5.Ogniska wtórne pożarów podziem.

Gazy pożarowe, gdy płyną od ogniska pożaru w kierunku szybu wydechowego, mogą mieć bardzo zróżnicowany skład i temperaturę. Niebezpieczeństwo powstania ognisk wtórnych ( ognisk pożarowych ) położonych na drogach przepływu gazów pożarowych, może zaistnieć w zasadzie w trzech przypadkach.:

1. Gazy pożarowe płynące od ogniska pożaru wyrobiskami kopalnianymi mają bardzo wysoką temperaturę i duże stężenie składników palnych. W miejscu dołączenia się do tych gazów powietrza zawierającego dostatecznie dużo tlenu, gazy te mogą ulec zapaleniu. Palące się gazy mogą spowodować zapalenie się obudowy, węgla ... W ten sposób tworzą się na skrzyżowaniach ogniska wtórne .

2. Gdy gazy pożarowe mają dostatecznie wysoką temperaturę oraz duże stężenie tlenu, lecz małe zawartości gazów palnych, mogą na drodze przepływu zapalić napotkane materiały palne. Powstałe w ten sposób ogniska pożarowe również są nazywane wtórnymi.

3. Gazy pożarowe o dowolnym stężeniu gazów palnych i temperaturze poniżej temperatury zapłonu gazów lub materiałów palnych, gdy przepływają w wyrobiskach węglowych, przyczyniają się do wzrostu temperatury calizny węglowej. W przypadku istnienia spękań wzrost temperatury węgla może przyspieszyć lub wywołać powstanie ogniska pożaru w skutek samozapalenia.

Miejscami powstawania wtórnych ognisk pożarowych są najczęściej skrzyżowania chodników węglowych, którymi nie zadymione powietrze dopływa do gazów pożarowych. Prawdopodobieństwo powstania ognisk wtórnych jest tym większe , im dłuższy jest czas prowadzenia akcji przeciwpożarowej. Dlatego też, gdy niemożliwe jest zakończenie akcji w krótkim czasie , trzeba chłodzić ociosy, obudowę i gazy pożarowe . Najskuteczniejszym środkiem jest rozpylanie wody w postaci zasłon wodnych, chłodzących gazów pożarowych. W innych przypadkach odwraca się kierunek przepływu gazów pożarowych lub zmniejsza się dopływ powietrza do ogniska pożaru i buduje przed ogniskiem pożaru tamę zasadniczą

7.6.WYBUCHY W CZASIE POŻARÓW PODZIEMNYCH.

Wybuch gazów pożarowych jest możliwy tylko w pewnych określonych warunkach . Musi mianowicie w danym miejscu istnieć źródło wys. temper. , odpowiednie stężenie gazów palnych oraz dostateczna ilość tlenu.

Źródłem wys. temper. Jest sam pożar. W ognisku pożaru mogą tworzyć się gazy palne , które jednak przy prawidłowym przewietrzaniu podczas akcji pożarowej zostają odprowadzone do szybu wydechowego. Od intensywności palenia się i ilości powietrza doprowadzanego do ogniska pożaru zależy ilość tlenu w gazach pożarowych , duże stężenie gdy proces spalania jest b. intensywny, natomiast ilość powietrza doprowadzanego do ogniska pożaru jest niedostateczna do całkowitego spalenia. Stężenie tlenu jest małe , aby mógł zaistnieć ich wybuch.

7.6.1.Wybuchy w czasie aktywnego gaszenia pożarów.

W czasie gaszenia pożaru wybuch w pierwotnym ognisku pożaru może nastąpić wtedy , gdy gazy pożarowe o dużym stężeniu gazów palnych po wypłynięciu z ogniska pożaru , wskutek zaburzeń normalnych kierunków przepływu powietrza, zostaną wzbogacone w tlen i skierowane do tego ogniska pożaru. Niebezpieczeństwo wybuchu wzrasta , jeśli do gazów pożarowych dopływa powietrze o dużym stężeniu metanu wypływającego ze złoża.

Wybuch w ognisku wtórnym - wtedy gdy gazy pożarowe po wypłynięciu z pierwotnego ogniska pożaru zmieszają się z powietrzem i zetkną się z ogniskiem wtórnym.

Do wybuchu gazów dochodzi gdy,

w sąsiedztwie ogniska pożaru znajdują się :

-zroby

-w stropie są dzwony i wyrwy .

W celu uniknięcia wybuchu gazów pożarowych podczas aktywnego gaszenia pożaru trzeba przestrzegać następujących zasad:

1.Wyznaczyć strefę zagrożenia gazowego części kopalni , której jest możliwe zadymienie . Musi tutaj obowiązywać:

-stosow. św. zamkniętego

- zakaz palenia tytoniu

- wył. spod napięcia urządzeń elektr.

-stosowanie zapór pyłowych i stref opylania.

2. Uniemożliwić powstanie lokalnych nagromadzeń gazów o dużym stężeniu skł. palnych w miejscach takich jak dzwony i wyrwy w stropie , miejsca między tamami śluzowymi.

Zwiększenie intensywności lokalnego przewietrzania tych miejsc przez zastosowanie dysz lub tam płóciennych.

3.Nie wolno dopuścić do zaburzeń w rozpływie powietrza w kopalni.

4. Nie wolno dopuścić do powstania ognisk wtórnych pożaru.

5.stała kontrola skł. chemicznego gazów pożarowych .

7.6.2.Wybuchy w czasie budowania tam pożarowych

Wybuchy podczas budowania tam pożarowych występują najczęściej z przyczyn:

- cofania się prądu głównego

- wskutek odwracania się prądów w otamowanej przestrzeni

- wzmożonego wydzielania się metanu wskutek zmiany rozkładu potencjału aerodynamicznego.

Im większa jest liczba wyrobisk w otamowanym polu , tym większa jest możliwość zaburzeń kierunków prądów w tym polu , również tym większa jest możliwość wybuchu gazów pożarowych w czasie stawiania tam pożarowych. Dlatego tamy pożarowe buduje się w prądach niegrupowych płynących do pól pożarowych. Prawdopodobieństwo wybuchu wzrasta tym bardziej , im intensywniej wydzielają się składniki palne gazów pożarowych w otamowanym polu i im wolniej są wyk. tamy pożarowe . Duże znaczenie ma również kolejność budowania i zamykania tam. W przypadku zagrożenia wybuchowego najpierw buduje się wdechowe tamy pożarowe , a następnie wdechowe tamy pożarowe. Gdy istnieje zagrożenie wybuchu gazów pożarowych lub metanu , wówczas dla zabezpieczenia załogi stosuje się zapory pyłowe między ogniskiem pożaru a tamami pożarowymi, a zwłaszcza bazą ratowniczą .Również konieczne jest stosowanie tymczasowych tam przeciw wybuchowych umożliwiających stosowanie żądanej stabilizacji ilości powietrza. Wtedy to też trzeba zamykać jednocześnie przeciw wybuchowe tamy wydechowe .

Skutecznym środkiem uniknięcia wybuchów podczas budowy tam pożarowych jest podawanie do tamowanego pola dużych ilości gazów obojętnych , w celu zmniejszenia stężenia składników palnych w gazach pożarowych.

7.6.3.Wybuchy po postawieniu tam pożarowych

Wybuchy gazów pożarowych zdarzają się również po zbudowaniu i zamknięciu tam pożarowych . Czas tworzenia się roztworu wybuchowego w polu pożarowym jest różny , zależnie od intensywności wydzielania się skł. palnych krążenia gazów w polu pożarowym . W polu pożarowym mogą więc występować wybuchy w różnych odstępach czasu od chwili otamowania tego pola. Dlatego do budowy ostatecznych tam pożarowych przystępuje się zwykle po upływie 8 do 24 godz . od chwili zamknięcia tymczasowych tam przeciwwybuchowych.

7.6.4.Wybuchy wywołane zmianami warunków pracy wenty-latorów kopalnianych

W celu zachowania prostych kierunków prądów powietrza w sieci wentylacyjnej , wypadkowa depresja l_nz w zewnętrznej części , w skład której wchodzi przede wszystkim spiętrzenie wentylatora gł. Przewietrzającego zaognioną część kopalni powinna być możliwie duża ( stosuje się w tym celu duże spiętrzenia wentylatorów ). Zwiększa się w tym celu liczbę obrotów wentylatora , co jest korzystne w profilaktyce zaburzeń kierunków prądów powietrznych w zaognionej kopalni. Jednak grozi wtedy niebezpieczeństwo rozdmuchania ognia , wzmożenie wydzielania metanu ze zrobów w kopalniach metanowych , a także może dojść do skłębienia pyłu węglowego przy dużych prędkościach powietrza , co może być przyczyną wybuchu. Rozdmuchania ognia można uniknąć , jeśli w pobliżu ogniska pożaru zostanie umieszczona tama tymczasowa o znacznym oporze. Zmniejszenie natomiast spiętrzenia wentylatora lub jego zatrzymanie ułatwia odwrócenie prądów w sieci wentylacyjnej , a ponowne skierowanie się do ogniska pożaru dymów zmieszanych z powietrzem może być bezpośrednim powodem wybuchu. Zatrzymanie wentylatora głównego przewietrzającego zaognioną część kopalni jest czynnością b. ryzykowną i nie powinno być stosowane. Nie dotyczy to jednak przypadków pożarów w szybach wdechowych lub w głównych drogach powietrza śwież , kiedy dymy kierują się do miejsc pracy kopalni. W takiej sytuacji konieczne może być nie tylko zatrzymanie wentylatora głównego , ale nawet dokonanie zmiany kierunku działania wentylatora. Pomimo że zwiększenie liczby obrotów wentylatora głównego z jednoczesnym dławieniem prądu głównego przed ogniskiem pożaru jest czynnością korzystną , ale jednak w czasie pożaru najważniejsza jest pewność ruchu wentylatora.

8.ZAPOBIEGANIE POŻAROM PODZIEMNYM

Warunkiem koniecznym powstania i trwania pożaru, zwł. Pozaru podziem. Jest występowanie materiału palnego, dostatecz zawartości tlenu w powietrzu oraz dostatecz wysokiej temp. Jeżeli chociaż 1 z wymienionych czynników nie występuje, to nie może dojść do powstania pożaru. W związku z tym zapobieganie pożarom sprowadza się do usunięcia kilku, a przynajmniej 1 z czynników warunkujących powstanie pożaru.

8.1.Zapobieganie pożarom egzogenicznym

Pożary te są bardziej niebezpieczne od endogenicznych, ponieważ są nagłe i niespodziewane, powstają beż żadnych oznak ostrzegawczych i rozwijają się szybko i stwarzają duże zagrożenie dla załogi pracującej na dole kopalni i powodują duże straty materialne. Pożary z przyczyn zewnętrznych w kopalni węgla kamiennennego powstają zazwyczaj wskutek zaprószenia ognia, wadliwego działania urządzeń mechanicznych i elektrycznych bądź wskutek nieprawidłowego wykonywania robót strzelniczych. Mogą też powstać w następstwie wybuchu metanu lub pyłu węglowego.

8.1.1.Zapobieg. poż powstają. Poprzez zaprószenie ognia

Ich liczba wybitnie zmalała, ponieważ we wszystkich polskich kopalniach węgla, rud i soli wycofano z użycia lampy karbidowe, a na ich miejsce wprowadzono lampy elektryczne. Wprowadzono też zakaz palenia tytoniu, wymieniono obudowę palną na niepalną, obowiązuje porządek i ład w komorach funkcyjnych. Obecnie duże zagrożenie pożarów przez zaprószenie ognia występuje wskutek nieprawidłowego wykonywania spawania i cięcia metali na dole kopalni w czasie prac naprawczych i montażowych. Pożar może być spowodowany nieodpowiednią jakością i nieprawidłowym użytkowanie sprzętu spawalniczego. Warunkiem bezpiecznego prowadzenia prac cięcia i spawania metali na dole kopalni jest prawidłowe urządzenie komory spawalniczej przewietrzanej niezależnym, oddzielnym prądem powietrza, aby zanieczyszczone powietrze było odprowadzane bezpośrednio do dróg, którymi płynie powietrze zużyte, oraz używanie dobrych urządzeń spawalniczych przez odpowiednio wykwalifikowany personel. Szczególnie niebezpieczne jest wykonywanie prac spawalniczych w bezpośrednim sąsiedztwie materiałów palnych i w atmosferze zapylonej. Przy wykonywaniu robót spawalniczych w szybach wdechowych należy: przed rozpoczęciem prac zabezpieczyć szyb przed opadaniem rozżarzonych cząstek metalu, w tym celu należy stosować specjalne misy z wodą lub koce azbestowe, a po zakończeniu prac przeprowadzić szczegółową kontrolę szybu aż do rząpia, obserwacja szybu powinna trwać do czasu uzyskania całkowitej pewności, że nie nastąpiło zaprószenie ognia.

Z dniem 1.07.97 nastąpiło całkowite wyeliminowanie prac spawalniczych z podziemnych wyrobisk górniczych.

8.1.2.Zapobieganie poż.powstaj. od urządzeń mechanicznych

Pożary od urządzeń mechanicznych w kopalniach powstają przede wszystkim z powodu nadmiernego wydzielania się ciepła przy pracy maszyn, co jest spowodowane niewłaściwą konserwacją i użytkowaniem oraz wadliwą zabudową urządzeń mechanicznych w wyrobiskach nie przystosowanych do instalacji takich urządzeń. Szczególnie niebezpieczne są pożary gumowych przenośników taśmowych.

Zagrożenie załogi w czasie pożaru przenośnika taśmowego zależy od lokalizacji przenośnika. Szczególnie niebezpieczne są pożary przenośników w grupowych prądach powietrz świeżego płynących do wielu rejonów wentylacyjnych. Z 1 kg palącej się taśmy przenośnikowej wydziela się ok. 5,6 m³ gazów, do atmosf. kopalnianej dostaje się ok. 0,003 m³ CO, 1m³ CO₂ , oraz ok. 0,01m³ metanu i wodoru. Do najczęstszych przyczyn pożarów przenośników taśmowych należą:

- tarcie taśmy przenośnika o urobek nagromadzony w sąsiedztwie przenośnika

- tarcie taśmy o miał i pył węglowy nagromadzony pod trasą przenośnika

nagromadzony pod trasą przenośnika

- tarcie bębnów napędowych o unieruchomioną taśmę (np. w wyniku zaklinowania taśmy)

- tarcie taśmy o unieruchomione bębny napędowe (np. bęben napinający)

Do zapalenia taśmy, nawet trudno palnej, wystarczy miejscowe jej nagrzanie do temp ok. 500^oC, przy czym dla taśm uszkodzonych lub o startych nakładkach, temp ta może być znacznie niższa. Żarzenie miału zaobserwowano już przy temp 200^oC. Przy badaniu tarcia taśmy o drewno uzyskano temp. 95^oC. W większości państw stosuje się w podziemnych kopalniach wyłącznie przenośniki wyposażone w taśmy trudno palne, np. z polichlorku winylu. W polskim górnictwie obok przenośników z taśmami trudno palnymi są jeszcze przenośniki z taśmami gumowymi. Aby zwiększyć bezpieczeństwo przeciwpożarowe przenośników, do kopalń polskich wprowadzono obowiązek stosowania odpowiednich zabezpieczeń pracy przenośników. Wymaga się, aby wszystkie przenośniki były wyposażone w czujniki: ruchu taśmy, spiętrzenie urobku, temperatury napędu i stacji zwrotnej oraz w urządzenia: do awaryjnego wyłączania przenośnika wzdłuż całej trasy, sygnalizacji akustycznej poprzedzającej uruchomienie przenośnika, urządzenia samogaszące instalowane w rejonie napędów, stacji zwrotnej i napinającej. W zakładach górniczych wydobywających kopaliny palne, przenośniki taśmowe powinny być wyposażone w taśmę trudno palną oraz w urządzenia kontroli ruchu przenośnika. W zakładach wydobywających kopaliny niepalne przepis ten odnosi się do nowo instalowanych przenośników. Trudno palne taśmy to taśmy z polichlorku winylu. Obecnie w polskim górnictwie taśmy stosowane w przenośnikach nie można uznać za trudno palne, chociaż do ich produkcji używa się środki zmniejszające palność. Podstawowym sprzętem ochrony przeciwpożarowej przenośników są: rurociągi wodne wyposażone w odpowiednio rozmieszczone zawory hydrantowe, stałe instalacje gaśnicze i podręczny sprzęt gaśniczy. Zadaniem stałej instalacji wodnej jest ugaszenie pożaru przenośnika w obrębie stacji zrzutowej, napędowej, napinającej i zwrotnej. W kopalniach rud miedzi obowiązuje zasada, że każdy nowo budowany przenośnik musi być zlokalizowany w zużytym prądzie powietrza. Należy przestrzegać następujących zasad:

- każdy taśmociąg powinien być ułożony prosto, w odpowiedniej odległości od ociosów, spągu i stropu

- taśmociąg należy utrzymywać w stanie czystym, gromadzący się pył węglowy i grubszy urobek należy usuwać w sposób ciągły na każdej zmianie

- przenośniki w czasie pracy powinny być kontrolowane, także w czasie przerwy w wydobyciu.

Znaczne zagrożenie może wystąpić w przypadku pożaru smarów i olejów. Dlatego wyeliminowano oleje mineralne np. z napędów urządzeń przyszybowych, zapór torowych, wywrotów wozów, wycofano z produkcji olejowe stacje zasilające przenośnikowe zasobniki rewersyjne, w wielu maszynach i urządzeniach ograniczono stosowaną pojemność oleju w układach hydraulicznych. Wprowadzono również zakaz stosowania w kopalniach maszyn i urządzeń hydraulicznych, w których pojemność oleju mineralnego przekracza 50dm³ , z wyjątkiem maszyn tj: kombajny, ładowarki, kotwiarki, wiertnice kołowroty hydrauliczne, prasy hydrauliczne. Zabronione jest budowanie i stosowanie magistral hydraulicznych wzdłuż wyrobisk górniczych. Maszyny i urządzenia hydrauliczne muszą być wyposażone w sprzęt i zabezpieczenia przeciwpożarowe, a gdy pojemność układu hydraulicznego przekracza 250 dm3 oleju palnego lub emulsji palnej należy wyposażyć je w samoczynnie uruchamiane urządzenia gaśnicze. Duże zagrożenie pożarowe stanowią także oleje mineralne stosowane w maszynach górniczych spełniające zadanie czynnika smarującego, a długotrwałe przeciążenie maszyn powoduje przegrzanie oleju smarującego i jego silne parowanie. Stwarza to w środowisku zapylonym możliwość łatwej inicjacji pożaru. W

tym celu wg obowiązujących przepisów smarowanie lokomotyw i innych pojazdów oraz wozów kopalnianych w wyrobiskach dopuszczalne jest tylko w pomieszczeniach przeznaczonych do tego celu, a napełnianie paliwem zbiorników lokomotyw spalinowych i innych pojazdów powinno odbywać się na stanowisku w tym celu przygotowanym i wyposażonym w środki gaśnicze. Zgodnie z przepisami zabronione jest przechowywanie smarów, olejów i innych mat łatwopalnych w odległości mniejszej niż 50m od wlotów wyrobisk wdechowych zlokalizowanych na powierzchni kopalni, a także we wszystkich drążonych wyrobiskach. Zużyte smary i oleje należy niezwłocznie wywozić z dołu kopalni na jej powierzchnię.

8.1.3.Zapobieg pożarom powst. od urządzeń elektrycznych.

Bardzo duże niebezpieczeństwo powstania groźnych pożarów stwarzają w kopalni wszelkiego rodzaju olejowe urządzenia elektryczne, np.: transformatory i wyłączniki olejowe. W celu wyeliminowania tego rodzaju pożarów konieczne jest stosowanie na dole kopalni wyłącznie urządzeń bezolejowych. Głównie rozdzielnie poziomowe średniego napięcia, ładownie akumulatorów powinny być umieszczane w komorach w obudowie niepalnej, przewietrzanej niezależnym prądem powietrza i zlokalizowane w polach niemetanowych. Komory te powinny być wyposażone w odpowiednie urządzenia i sprzęt przeciwpożarowy oraz w tamę z drzwiami z materiałów niepalnych od strony każdego wlotu powietrza. Wyłączniki i skrzynki rozdzielcze muszą być obudowane w odpowiednio obudowanych wnękach. Również kable elektr stwarzają duże zagrożenie. Dlatego w warunkach dołowych należy stosować wyłącznie kable z oponą niepalną, które są jednocześnie wytrzymałe na uszkodzenia mechaniczne. Kable elektr nie mogą być umieszczone na spągu wyrobiska lecz muszą być podwieszone możliwie wysoko na specjalnych uchwytach na jednym z ociosów wyrobiska. Duża liczba pożarów powstaje od elekt sieci trakcyjnej elektrowozów kopalnianych.

Pożary powstają gdy nastąpi zwarcie przewodu trakcyjnego z ziemią. Z kolei powstałe iskrzenie może zapalić palne elementy obudowy lub pył węglowy, który znajduje się w sąsiedztwie. Sieć trakcyjna stwarza duże zagrożenie pożarowe ponieważ znajduje się ona w grupowych prądach powietrza świeżego, dlatego w czasie pożaru może dojść do zadymienia nawet kilku oddziałów produkcyjnych. Dlatego należy zwracać uwagę na przewody jezdne, które powinny być podwieszone nad torem, również w wyrobiskach z trakcją elekt obudowy muszą być w dobrym stanie, ponadto szyny torów muszą być na złączach dokładnie połączone elekt. Nieodpowiednie wykonanie połączeń szyn powoduje nadmierne iskrzenie, który może zapalić pył węglowy lub inne materiały palne.

8.1.4.Zapobieganie pożarom powstającym przy robotach strzelniczych

Gdy w miejscu wykonywania robót strzel. jest nagromadzony suchy pył węglowy lub innej kopaliny palnej, wtedy przy pojawieniu się płomienia podczas odpalania ładunku mat. wybuchowego może się pył zapalić. Pojawienie się płomienia najczęściej jest spowodowane złą przybitką w otworach strzałowych, dlatego tak ważne jest dokładne wykonanie przybitki. Również dzięki opyleniu przodka pyłem kamiennym lub zroszeniu go wodą można uniknąć zapalenia pyłu węglowego przy wykonywaniu robót strzel. Przestrzelaniem należy usunąć wszystkie przedmioty łatwo palne, jak odzież, smary.

8.1.5.Zapobieganie pożarom powstającym przy wybuchu metanu lub pyłu węglowego

Często w kopalni wybuchom metanu lub pyłu węglowego bądź siarczkowego towarzyszą pożary. Podczas wybuchu metanu lub kopaliny palnej płomień wybuchu, przemieszczając się wyrobiskami, może zapalić spotkane w tych wyrobiskach materiały palne, dlatego należy bardzo skrupulatnie przestrzegać przepisów gór. dotyczących zapobiegania wybuchom metanu oraz pyłu węglowego lub siarczkowego. W kopalniach silnie metanowych zdarzają się przypadki zapalenia metanu od iskier powstałych w czasie urabiania węgla kombajnami. Palący się metan może spowodować pożar np. stosów obudowy, przenośników taśmowych. Aby ograniczyć podobne pożary (zwłaszcza w pokładach III i IV kategorii zagrożenia metanowego ) należy wyeliminować możliwość urabiania kombajnem skal stropu i spągu, co może być źródłem iskier i przyczyną zapalenia metanu.

8.2. ZAPOBIEGANIE POŻAROM ENDOGENICZNYM

Pozary endogeniczne należą do najczęstszych pożarów w polskich kopalniach węgla. Przyczyny:

- skłonność węgla do samozapalenia; -stosowanie nieodpowiednich systemów eksploatacji;

- nieodpowiednie przewietrzanie wyrobisk górniczych;

- opóźniona likwidacja pól eksploatacyjnych

- nieszczelna izolacja zbędnych wyrobisk i zrobów

O skłonności do samozapalenia węgla decyduje: grubość pokładu, charakter substancji węglowej, otaczających skał. Czynniki twe nie zależą od człowieka, natomiast system eksploatacji, sposób przewietrzania wyrobisk górniczych, czas likwidacji wybranych pól eksploatacyjnych zależy przede wszystkim od człowieka.

8.2.1.Zasady eksploatacji pokładów węgla skłonnych do samozapalenia

Ze względu na profilaktykę pożarów endogenicznych każdy system eksploatacji powinien zapewniać: czyste wybieranie pokładów, zwalczanie ciśnienia górotworu i unikanie podbierania pokładu, odpowiednią prędkość wybierania pól ekspoatacyjnych oraz szybką likwidację i szczelną izolację zrobów.

8.2.1.1. Czyste wybieranie pokładów

8.2.1.2 Zwalczanie ciśnienia górotworu i unikanie podbierania pokładu.

Wykonywanie wyrobiska w skałach zalegajacych w głębi ziemi powoduje naruszenie równowagi ciśnieniowej górotworu i ruch skał. Cząstki skał otaczające wyrobisko, które pierwotnie były ściśnięte ze wszystkich stron, odprężają się w kierunku wyrobiska i starają się wypełnić przestrzeń powstałą po wybraniu skały. Wokół wykonanego wyrobiska powstaje strefa, w której górotwór jest spękany, powstają szczeliny w caliźnie węglowej, gdzie może gromadzić się pył węglowy. Gdy szczeliną wypełniona pyłem węglowym przepływa powietrze, wówczas w takiej szczelinie może dojść do powstania pożaru.

W miarę upływu czasu odprężający się górotwór wywiera coraz większe ciśnienie na obudowę wyrobiska, wskutek tego może dojść do zniszczenia obudowy i do powstania zawału. Jeśli w zawale znajduje się węgiel, a zawalonym wyrobiskiem przepływa powietrze, bardzo łatwo może powstać pożar w tym wyrobisku.

Szczególnie duże ciśnienie górotworu występuje w miejscach leżących pod nie wybranymi w górnym pokładzie filarami i nogami węglowymi, w sąsiedztwie uskoków lub pofałdowań pokładu, w sąsiedztwie frontu eksploatacyjnego i w miejscach skrzyżowań chodników.

Ponadto wzmożone ciśnienie górotworu występuje w pokładach podebranych, tzn. przy eksploatacji pokładów wyżej leżących, gdy niżej leżący pokład został wcześniej wyeksploatowany. Prócz tego większe ciśnienie górotworu występuje w pokładach grubych, zwłaszcza zalegających pod mocnymi skałami stropowymi.

We wszystkich wymienionych miejscach wzmożonego ciśnienia istnieją bardzo dogodne warunki powstania pożarów, gdyż ułatwione jest rozgniatanie calizny węglowej, tworzenie się szczelin i powstawanie zawałów. Aby uniknąć w tych warunkach pożarów endogenicznych, należy zwalczać ciśnienie górotworu. W tym celu stosuje się systemy eksploatacyjne o małej liczbie robót przygotowawczych, tzn. takie systemy, które wymagają wykonania małej liczby chodników w pokładzie węglowym. Prócz tego należy unikać przedwczesnego wykonywania robót przygotowawczych oraz nie wykonywać niepotrzebnych wyrobisk. Ponadto w grubych pokładach wyrobiska chodnikowe nie powinny być zakładane nad sobą. W przypadku wykonania chodników nad sobą w szczelinach może dojść do powstania pożaru wskutek przenikania powietrza z jednego chodnika do drugiego.

Chodniki zakładane w węglu nie powinny krzyżować się pod mniejszym kątem niż 60, gdyż przy mniejszym kącie następuje szybkie rozgniecenie klina węglowego zawartego między chodnikami i łatwo może dojść do powstania pożaru. Jeśli konieczne jest połączenie dwóch chodników pod mniejszym katem, niż 60, węgiel w klinie miedzy chodnikami powinien być wybrany na gł. co najmniej 30 m. Z kolei pustkę należy wypełnić betonem lub murem z cegieł bądź betonitów.

Filary węglowe pozostawione między dwoma równoległymi chodnikami nie powinny mieć mniejszej szerokości niż 10 m. Przy mniejszej od 10 szerokości filarów węglowych następuje łatwe rozgniecenie calizny węglowej, co sprzyja powstawaniu pożaru.

Główne wyrobiska chodnikowe założone w węglu, mające istnieć długi okres, należy wykonywać w obudowie trwałej, np. z łuków korytkowych, w obudowie murowej. Obudowę chodników należy utrzymywać w dobrym stanie aby uniknąć zawałów chodnikowych, w których łatwo może powstać pożar. W razie powstania zawału trzeba chodnik natychmiast przebudować, wybierając luźny węgiel.

8.2.1.3 Prędkość wybierania pól i ich izolacja

Z praktyki kopalnianej wiadomo, że do powstania pożaru w polu eksploatacyjnym nie dochodzi w chwili rozpoczęcia wybierania złoża, ale dopiero po upływie pewnego okresu. Okres ten, zwany okresem inkubacyjnym pożaru endogenicznego, jest różny dla różnych pokładów węgla, a nawet może być różny dla tego samego pokładu w oddzielnych jego partiach. Czas trwania tego okresu może wynosić 3,6,9, a nawet więcej miesięcy. Czas ten zależy od wielu czynników, przede wszystkim jednak od skłonności węgla do samozapalenia.

Przy dowolnej eksploatacji powietrze przenika przez dłuższy czas do zrobów i szczelin w filarach węglowych, wskutek tego niebezpieczeństwo powstania pożaru jest duże, i to nawet przy małych wymiarach pola eksploatacyjnego. W przeciwieństwie do tego przy szybkim wybieraniu pokładu wymiary pola mogą być większe niż przy powolnej eksploatacji.

Gdy wymiary pola eksploatacyjnego zostaną tak dobrane, by wszystkie wyrobiska w tym polu zostały zlikwidowane przed upływem okresu inkubacyjnego pożaru, wówczas można uniknąć powstania pożaru. Aby nie dopuścić do powstania pożaru po wybraniu określonej partii pokładu w polu eksploatacyjnym, dopływ powietrza do takiego pola powinien być odcięty. Przy eksploatacji z zawałem stropu lub przy stosowaniu podsadzi suchej wybrane już pola eksploatacyjne izoluje się od czynnych wyrobisk kopalnianych przez zamknięcie tam izolacyjnych, zbudowanych w specjalnie pozostawionych filarach węglowych.

W przypadku stosowania podsadzki hydraulicznej istniejące po wybraniu pola wyrobiska chodnikowe podsadza się w całości, bądź z podsadzki hydraulicznej wykonuje się korki podsadzkowe długości od 20 do 30 m. Likwidacja zbędnych wyrobisk powinna nastąpić możliwie w jak najkrótszym czasie od zakończenia eksploatacji.

Zagrożenie pożarowe w zrobach zawałowych wzrasta po zatrzymaniu ściany i w czasie jej likwidacji. Do likwidacji ściany należy przystąpić natychmiast po ukończeniu eksploatacji w określonym polu ścianowym, aby zroby zawałowe mogły być otamowane w możliwie krótkim czasie. Czas ten w przypadku pokładu węgla zaliczonego do IV grupy samozapalności nie powinien być dłuższy od jednego miesiąca, w przypadku zaś wybierania pokładu węgla należącego do I grupy samozapalności - nie dłuższy niż od 3 m-cy.

Duże znaczenia w zapobieganiu pożarom endogenicznym ma uszczelnianie i izolacja zrobów ścian zawałowych. Podsadzka hydrauliczna okazała się skutecznym środkiem profilaktyki pożarowej stosowanym do uszczelniania zrobów zawałowych, zwłaszcza w pokładach grubych wybieranych na warstwy.

Uszczelnianie zrobów podsadzką hydrauliczną należy wykonywać w następujących miejscach pola eksploatacyjnego:- w miejscu uruchomienia ściany; -za czołem ściany od strony nie rabowanych chodników przyścianowych; - w miejscu zatrzymania likwidacji ściany.

Uszczelnianie miejsca uruchomienia ściany ma na celu odizolowanie zrobów zawałowych od filara węglowego pozostawionego np. wzdłuż chodnika transportowego. Filar ten stwarza zwykle duże zagrożenie pożarowe, gdyż wskutek wzmożonego ciśnienia górotworu w czasie prowadzenia eksploatacji ulega on spękaniu i rozgniataniu, a mała szczelność zawału w strefie rozruchu ściany umożliwia przenikanie powietrza przez szczeliny do zrobów. Dlatego w kopalniach dysponujących instalacją podsadzki hydraulicznej jest wskazane przed uruchomieniem ściany zawałowej odizolować zroby tej ściany od filara węglowego, podsadzając podsadzką hydrauliczną pas szerokości około 10 m. W tym przypadku na odcinku 10 m wybiegu uruchamianej ściany prowadzi się eksploatację pokładu z podsadzką hydrauliczną po czym następuje rozruch ściany zawałowej. Obecnie uszczelnianie zrobów ścian zawałowych od strony nie rabowanych chodników przyścianowych prowadzi się przy wykorzystaniu następujących środków: - podsadzki hydraulicznej; - tworzywa pianowego; - tkaniny lutniowej; - pyłu dymnicowego lub mułów popłuczkowych wtłaczanych za pomocą pomp do zrobów poza otorkretowaną obudowę chodnika lub oszalowanie wykonane z bali;- gipsu natryskiwanego na tkaninę podsadzkową.

Uszczelnianie zrobów od strony chodnika przyścianowego podsadzką hydrauliczną wykonuje się w ten sposób, że wygradza się tamą podsadzkową T_p. część chodnika przyścianowego od strony zrobów. Następnie w odstępach co 8-10 m instaluje się wyloty rurociągu podsadzkowego W_r i podsadza zroby. Wodę podsadzkową odprowadza się korytem K_w. Ten sposób uszczelniania zrobów okazał się w praktyce bardzo skuteczny.

Uszczelnianie podsadzką hydrauliczną zrobów ściany zawałowej prowadzonej w kierunku od pola można również wykonywać przez okresowe podsadzanie obu chodników przyścianowych. Chodniki te w tym przypadku nie są rabowane podczas prowadzenia ściany. Dla następnej ściany konieczne jest wydrążenie nowych odcinków przyścianowych.

Miejsce zatrzymania ściany po zakończeniu eksploatacji można również uszczelnić podsadzka hydrauliczną, podsadzając przestrzeń roboczą ściany od strony obu chodników przyścianowych. Należy także podsadzić wszystkie zbędne wyrobiska w sąsiedztwie zrobów likwidowanej ściany, aby ograniczyć przepływ powietrza przez zroby.

Do uszczelniania zrobów ścian zawałowych są często stosowane różne tworzywa pianowe. Sposób uszczelniania zrobów polega na pokrywaniu tym tworzywem ociosów chodnika przyścianowego od strony zrobów w postaci nakładanego torkretu. Grubość warstwy uszczelniającej powinna wynosić około 10 cm. Tworzywa te powinny być trudno palne i antyelektrostatyczne, dopuszczone do stosowania w podziemiach kopalń.

Do uszczelniania zrobów zawałowych często bywa stosowana tkanina nieprzepuszczalna dla powietrza i dopuszczona do stosowania w wyrobiskach podziemnych, jak np. trudno palna tkanina lutniowa. Tkaniną tą uszczelnia się kaszty lub organy stawiane dla ochrony chodników przyścianowych.

Uszczelnianie zrobów za pomocą pyłu dynicowego lub mułów popłuczkowych polega na tym, że przestrzeń między obudową a kasztami lub organami wypełnia się suchą podsadzką kamienną. Następnie wykonuje się torkretowanie ociosów chodnika od strony zrobów. Po stwardnieniu torkretu przewierca się go w kilku miejscach i po zainstalowaniu w otworach odpowiednich rurek stalowych wtłacza się za torkret pył dymnicowy lub muły popłuczkowe. Zamiast torkretu można wykonać na obudowie od strony zrobów szalunek z bali i poza ten szalunek wtłaczać pył dymnicowy lub muły popłuczkowe.

Rozpowszechnionym sposobem jest uszczelnianie zrobów gipsem. W tym przypadku na obwodzie chodnika przyścianowego rozpina się tkaninę podsadzkową , a następnie na tę tkaninę natryskuje się mieszaninę gipsu za pomocą inżektora lub hydronetki.

8.2.2 Zapobieganie pożarom w caliźnie węglowej

Powstawanie pożaru w caliźnie węglowej jest możliwe wówczas, gdy istnieją w niej szczeliny wypełnione miałem i pyłem węglowym oraz gdy tymi szczelinami przepływa powietrze. Ruch powietrza w szczelinie calizny węglowej jest wywołany istnieniem różnicy potencjału aerodynamicznego między końcowymi przekrojami szczeliny, tzn. miedzy początkiem i końcem szczeliny.

Szczelina może łączyć dwa miejsca tego samego chodnika i wówczas stanowi bocznicę równoległą w stosunku do chodnika, bądź też początek i koniec szczeliny mogą być zlokalizowane w różnych wyrobiskach tego samego pokładu lub różnych pokładów. W tym ostatnim przypadku szczelina tworzy bocznicę przekątną.

Jeśli między dwoma sąsiednimi kopalniami istnieje spękany filar graniczny, to szczeliny mogą łączyć dwa różne systemy wentylacyjne. Gdy występuje duża różnica spiętrzeń wentylatorów głównych zainstalowanych w obu kopalniach, wówczas występuje również duże niebezpieczeństwo powstania pożaru w filarze granicznym, przy czym ognisko pożarowe w caliźnie węglowej jest zlokalizowane od strony tej kopalni, w której spiętrzenie wentylatora głównego jest mniejsze. Gazy pożarowe natomiast występują zazwyczaj w tej kopalni, w której spiętrzenie wentylatora głównego jest mniejsze. Gazy pożarowe natomiast występują zazwyczaj w tej kopalni, w której zainstalowane są wentylatory o większym spiętrzeniu.

Opór aerodynamiczny szczelin jest bardzo duży w porównaniu z oporami czynnych wyrobisk górniczych w kopalni. Wobec tego strumień objętości powietrza płynącego szczeliną jest bardzo mały, może jednak być wystarczający do zapoczątkowania procesu samozagrzewania, a następnie samozapalenia węgla. Z badań wynika, że im większy jest spadek potencjału aerodynamicznego między wlotem i wylotem szczeliny, tym większy płynie strumień objętości powietrza w tej szczelinie oraz tym większe jest prawdopodobieństwo powstania pożaru w caliźnie węglowej.

Pożarom w caliźnie węglowej zapobiega się przez: - niedopuszczenie do tworzenia się szczelin, głównie przez zmniejszenie ciśnienia górotworu; - wyeliminowanie lub znaczne ograniczenie przepływu powietrza przez szczeliny, izolując je lub zmniejszając spadek potencjału aerodynamicznego pomiędzy wlotem i wylotem szczeliny; - zmianę kierunku przepływu powietrza w szczelinach.

8.2.2.1 Izolowanie szczelin

Szczeliny izoluje się uszczelniając ściany wyrobiska specjalną obudową lub też wykonując iniekcję szczelin materiałem uszlachetniającym. Dobre rezultaty izolowania szczelin w ociosach i stropie wyrobiska uzyskuje się za pomocą szczelnej obudowy murowej, betonowej bądź też przez torkretowanie wyrobiska.

Przestrzeń między obudową murowa lub betonową powinna być dokładnie wypełniona, przy czym obudowa musi obejmować nie tylko szczelinowata część calizny, ale musi być przedłużona na część calizny nie spękanej. Wymieniona obudowa powinna być wpuszczona w caliznę w celu wyeliminowania przepływu powietrza za obudową.

Iniekcja szczelin polega na wtłaczaniu do spękanej calizny pod odpowiednim ciśnieniem materiału drobnouziarnionego zawieszonego w wodzie. Cząstki tego materiału po odpłynięciu wody wypełniają szczeliny, przez co uniemożliwiają przepływ powietrza w caliźnie węglowej. Jako materiał do wypełniania szczelin stosuje się: miałki piasek, pył kamienny, glinę, popiół dymnicowy itp.

Często w celu uszczelnienia spękanego górotworu przeprowadza się cementację, przy czym stosuje się mleko cementowe lub wapienne. Mleko wapienne lub zmielony wapień stanowią tzw. antypirogeny, które hamują proces utleniania węgla, utrudniają więc powstanie pożaru endogenicznego. Bardzo dobrym materiałem do izolacji szczelin w caliźnie węglowej jest pył dymnicowy, gdyż ma on własności wiążące i jest higroskopijny, dzięki czemu pęcznieje w szczelinach i dokładnie je wypełnia.

8.2.2.2 Sposób zmniejszenia spadków potencjału aerodynamicznego w szczelinach.

Zmiany spadku potencjału aerodynamicznego w szczelinie można wywołać przez: - zastosowanie tam wentylacyjnych lub dławiących; - zastosowanie wentylatorów pomocniczych; - wykorzystanie depresji naturalnej.

Tamy dławiące, zwłaszcza tamy wentylacyjne umieszczone w wyrobisku z prądem odpływowym powodują zazwyczaj duży spadek δΦ_TR potencjału aerodynamicznego w miejscu ich ustawienia. Powoduje to wzmożenie przepływu powietrza przez szczelinę, a tym samym zwiększa się niebezpieczeństwo powstania pożaru w caliźnie węglowej.

Lokalizacja tamy dławiącej w chodniku węglowym między początkiem i końcem szczeliny może być przyczyną powstania pożaru P. w caliźnie węglowej w sąsiedztwie wlotu powietrza do szczeliny. Aby uniknąć pożaru, tama dławiąca powinna być zlokalizowana w chodniku przed węzłem 1 lub za węzłem 2.

W przypadku lokalizacji w chodniku węglowym wentylatora pomocniczego W_p. między początkiem i końcem szczeliny istnieje również duże niebezpieczeństwo powstania pożaru P. w spękanej caliźnie węglowej w sąsiedztwie węzła 2 (w sąsiedztwie wlotu powietrza do szczeliny), co jest związane z dużym spadkiem potencjału aerodynamicznego między węzłem 2 a węzłem 1.

Aby zapobiec powstaniu pożaru, wentylator W_p. powinien być zlokalizowany w nie spękanej caliźnie węglowej, tj. przed węzłem 1 lub poza wezłem2, wówczas strumień objętości powietrza w szczelinie może być bardzo mały i w ogóle nie dojdzie do powstania pożaru.

W przypadku występowania zagrożenia pożarowego w spękanym i szczelinowatym filarze granicznym między sąsiadującymi kopalniami wskutek występowania dużej różnicy potencjału aerodynamicznego ( spadku potencjału) między wlotem i wylotem powietrza do szczelin, może być konieczne wytworzenie w określonym wyrobisku lokalnego nadciśnienia lub podciśnienia.

Lokalne nadciśnienie w wyrobisku można uzyskać np. przez zbudowanie na początku tego wyrobiska wentylatora pomocniczego, a na jego końcu tamy dławiącej(regulacyjnej). Jeśli zachodzi potrzeba wytworzenia w wyrobisku lokalnego podciśnienia, to instalujemy na początku tego wyrobiska tamę dławiącą TR, a na końcu wentylator pomocniczy W_p.

W przypadku występowania szczelin w ociosach wyrobisk pochyłych, im większe jest nachylenie, tym większą ma wartość depresja naturalna w tym wyrobisku i w szczelinach.

Jeśli wyrobisko jest przewietrzane prądem wznoszącym, to samozagrzanie się węgla w szczelinie w miejscu P. powoduje wystąpienie depresji naturalnej l_np., która sprzyja przepływowi powietrza w szczelinie. Dlatego strumień objętości powietrza w szczelinie odpowiednio wzrośnie, co stwarza większą możliwość powstania pożaru w porównaniu ze szczeliną poziomą.

W przypadku schodzącego prądu powietrza w wyrobisku i szczelinie oraz samozagrzewania się węgla w miejscu P. depresja naturalna l_np. działa w kierunku przeciwnym do przepływu powietrza. W związku z tym w określonych warunkach może dojść do zatrzymania, a nawet odwrócenia przepływu powietrza w szczelinie i wówczas powietrze popłynie od węzła 2 do P. i dalej do węzła 1. Konsekwencją tego będzie wstrzymanie samozagrzewania się węgla i chłodzenie calizny, co prowadzi z kolei do przywrócenia pierwotnego kierunku przepływu powietrza w szczelinie, tzn. w kierunku 1-P.-2 i ponownego grzania się węgla w miejscu P. Depresja naturalna powstała w wyniku samozagrzewania się węgla w szczelinie działa tutaj jako samoczynny regulator temperatury węgla w szczelinie.

Skutecznym sposobem zapobiegania pożarom szcelinowym jest utrzymywanie dużego otworu równoznacznego kopalni. Im większy bowiem jest otwór równoznaczny kopalni, tym mniejsze są opory poszczególnych bocznic sieci wentylacyjnej, a tym samym mniejsze są spadki potencjału aerodynamicznego w określonych wyrobiskach górniczych i mniej powietrza przepływa szczelinami w caliźnie

8.2.2.3 Zapobieganie pożarom przez zmianę kierunku przepływu powietrza w szczelinach.

Jeśli warunki górnicze uniemożliwiają zmniejszenie przepływu pow. przez szczeliny, to można uniknąć powstania pożaru w szczelinie przez zmianę co pewien czas kierunku przepływu powietrza w tych szczelinach. Np. w chodnikach, między którymi węgiel jest zgnieciony i spękany, aby nie dopuścić do powstania pożaru ,wskazane jest umieszczenie szeregu tam, a tym samym węgiel będzie się nagrzewał lub wychładzał w coraz to innym miejscu. Przy zamkniętych tamach TR1iTR1'nagrzewanie węgla będzie następowało od strony chodnika dolnego. Przy zamk. TR2iTR2' węgiel będzie się nagrzewał od strony chodnika górnego 2-2' jednocześnie będzie następowało wychładzanie węgla w sąsiedztwie chodnika dolnego rys

Jeśli w kopalni stwierdza się samonagrzewanie węgla, w filarze ochronnym szybów bliźniaczych ,gdzie jeden jest wdechowy, a drugi wydechowy, to w razie dużego spiętrzenia went.gł. nawet b.staranna obudowa szybów nie zapobiega przepływowi pow. przez szczeliny w węglu między tymi szybami. Stwarza to duże niebezpiecz. Powst. pożaru szczelinowego w filarze ochronnym tych szybów .w celu uniknięcia takiego pożaru szyb wydechowy powinien co pewien czas pełnić funkcję wydechowego i na odwrót

8.2.3 Racjonalne przewietrzanie wyrob. górniczych

Sposób przewietrzania kopalni jako całość oraz poszczególnych pól ekspl. jest ściśle związany ze sposobem udostępniania złoża rozcięciem pokładów węgla i stosowanym syst. eksploat.

Gdy szyby wdechowy i wydechowy są położone centralnie, to w przypadku pokładów węgla skłonnych do samozapalenia, może dojść do pożaru w filarze ochronnym tych szybów, co jest b.niebezpieczne, gdyż trujące g.pożarowe mogą spowodować zagazowanie kopalni Przy stosowaniu peryferyjnych szybów wydechowych nie ma możliwości powstania pożaru endogenicznego w filarach szybowych., gdyż nie ma przepływu pow. W szczelinach znajdujących się w filarach ochronnych.

Warunkiem do samozapalenia się węgla jest gromadzenie się ciepła w miejscu samozagrzewania węgla .W celu niedopuszczenia do powst. ogniska poż. endogenicz. ,wyrobiska powinny być intensywnie przewietrzane. Przy eksploat. Pokładów skłonnych do samozapalenia oddziały wydobywcze powinny być tak przewietrzane ,by uniemożliwiony był przepływ pow. przez zroby i szczeliny w caliźnie węglowej.

Przy eksp. pokładu węgla syst. Ścianowym z zawałem stropu od miejsca odostępniania pokładu w kierunku do granic pola pow. przenika przez zroby w kierunku od chodnika podścianowego do nadścianowego.

Przepływ pow. przez zroby można ograniczyć ,jeśli wzdłuż chodników podścianowego i wentylacyjnego wykona się odp. szerokie pasy szczelnej podsadzki suchej , a zwłaszcza gdy pas podsadzkowy zostanie dodatkowo uszczelniony. W przypadku pozostawienia wzdłuż chodnika podśc. i wentylac. filarów węglowych istnieje duże niebezp. powstania pożaru w tych filarach .Gdy system ścianowy z zawałem stropu prowadzony jest do granic pola przy centralnym przewietrz. frontu ekspl. to mniej pow. Przepływa przez zroby niż przy skrzydłowym przewietrzaniu a zatem jest mniejsza możliwość powstania pożaru .Przy eksp od granic pola pow. nie ma możliwości przepływu przez zroby , gdyż pow. świeże do ściany i zużyte ze ściany płynie wzdłuż calizny węglowej więc powstanie poż. w z robach jest b.małe .

8.2.4 Zapobieganie pożarom rud siarczkowych.

Pożary endogeniczne rud siarczkowych są możliwe praktycznie przy wszystkich stosowanych syst. ekspl.

Zarówno z zawałem stropu jak i podsadzką hydrauliczną .Dla zapobiegania tego rodzaju pożarom konieczne jest szybkie wybranie złoża ,przy czym nie powinno się tolerować zatrzymania frontu eksploatacyjnego. Tylko szybka ekspl. przy możliwie największej koncentracji wydobycia ,należy do najbardziej efektywnych metod zapobiegania poż. endogenicznym rud siarczkowym. Dobre efekty otrzymuje się stosując szczelną podsadzke hydrauliczną .Do zraszania zagrzanej calizny stosowana jest woda , co umożliwia obniżenie temp. złoża. Wówczas

Przy szybkiej eksploat. możliwe jest wybranie zagrzanej calizny co umożliwia obniżenie temp. złoża .Jednak intensywne przewietrzanie rejonu w którym wystąpiło samozagrzewanie złoża jest korzystniejsze niż chłodzenie calizny wodą .Otrzymuje się je przez dławienie określonych prądów powietrznych lub stosowanie lutniąciągów tłoczących.

8.2.5.Hamowanie utleniania węgla i rud siarczkowych

Substancje hamujące proces samozagrzewania węgla lub rud siarczkowych nazywa się antypirogenami. Ze zbadanych antryp. hamujące utlenianie węgla są zalecane :mocznik(H₂NCONH₂),chlorek sodowy(NaCl), preparat CaBO, fosforan amonowy, chlorek wapnia(CaCl₂),węglan wapnia (CaCO₃),kwaśny węglan wapnia Ca(HCO₃)₂.Ponadto mogą mieć zastosowanie słabe zawiesiny gliny oraz wapna i wapienie z dodatkiem soli mineralnych, a zwłaszcza siarczanu glinu. Ich stosowanie polega na zraszaniu lub posypywaniu miejsc ,w których mogą powstać ogniska pożaru . Antrypirogeny mogą być stosowane jako zawiesiny lub w postaci stałej.

Dobre rezultaty w hamowaniu utleniania rud siarczkowych uzyskano stosując roztwór szkła wodnego oraz odpowiednio rozcieńczonego Na₂SO_{3 .}

9 Poszukiwanie rozwiniętych ognisk pożarowych i usuwanie zadymienia kopalni

Pojawienie się w wyrobiskach górniczych gazów poż. lub dymów świadczy o istnieniu rozwiniętego ogniska pożarowego w kopalni, które może znajdować się nawet w dużej odległości od wystąpienia gazów poż...

Ważne jest wtedy odszukanie ogniska pożaru, określenie pochodzenia i rozmiarów pożaru, szybkości i kierunku rozprzestrzeniania się ognia, kierunku przepływu powietrza oraz stanu wyrobisk, co pozwala dobrać skuteczny sposób ratowania ludzi i gaszenia pożaru. Gdy poż. zauważony jest dość wcześnie często udaje się dojść blisko do jego ogniska i ugasić je bezpośrednio dostępnymi środkami gaśniczymi. W przypadku spóźnionego wykrycia może dojść do zaburzenia wentylacji kopalni ,co utrudni dojście do ogniska pożaru. Gdy nie ma zaburzeń kierunków powietrza w kopalni i ognisko jest jeszcze słabo rozwinięte to miejsce pożaru odszukuje się zazwyczaj na podstawie zapachu gazów poż. lub występowania słabego dymu. Gdy ze względu na wysoka temp. nie można poruszać się w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu gazów ,wówczas ogniska szuka się od strony powietrza świeżego.

9.1. Lokalizacja ognisk pożarowych na podstawie kierunków przepływu gazów pożarowych

Przy zgodnym działaniu depresji pożaru w prądzie głównym ze spiętrzeniem wentylatora głównego, tzn. przy wznoszącym przewietrzaniu kopalni, zarówno przy prostych, jak i odwróconych prądach bocznych, ogniska pożaru należy szukać w prądzie głównym.

W przypadku przewietrzania kopalni prądami schodzącymi proste kierunki prądów w bocznicach wchodzących w skład prądu głównego występują tylko wówczas, gdy depresje cieplne w bocznicach, którymi płyną gazy pożarowe, są mniejsze od odpowiednich spadków potencjału aerodynamicznego. W przeciwnym razie dochodzi do odwrócenia prądów w tych bocznicach.

Obecnie kopalnie o dużym zagrożeniu pożarami podziemnymi w coraz szerszym zakresie są wyposażone w czujniki rejestrujące prędkość, kierunek przepływu powietrza oraz skład gazów płynących wyrobiskami. Do wykrywania ognisk pożarowych znajdują zastosowanie przede wszystkim czujniki tlenku węgla. Tak zwane cometria z anenometrią automatyczną umożliwiają ustalenie bocznic sieci, w których występują dymy (gazy) pożarowe.

9.2. Praktyczne sposoby poszukiwania ognisk pożarowych

Czas zauważenia pożaru ma decydujące znaczenie w prowadzeniu akcji przeciwpożarowej. Gdy pożar jest dostatecznie wcześnie zauważony, wówczas na ogół udaje się dojść blisko do jego ogniska i ugasić je bezpośrednio dostępnymi środkami gaśniczymi.

Gdy nie ma zaburzeń kierunków prądu powietrza w kopalni i ognisko pożaru jest jeszcze słabo rozwinięte, miejsce pożaru odszukuje się zazwyczaj na podstawie zapachu gazów pożarowych lub występowania słabego dymu.

Jeśli sieć wentylacyjna kopalni jest zadymiona, to poszukiwanie ogniska pożaru prowadzą zastępy ratownicze. Sposób poszukiwania ogniska zależy od od sposobu przewietrzania kopalni (wentylacja wznosząca czy też schodząca).

Przy PRZEWIETRZANIU WZNOSZĄCYM, zgodnie z teorią W. Budryka , obowiązują następujące zasady:

1.Gdy po zamknięciu przez ratowników tamy (np.bezpieczeństwa) w bocznicy, którą dymy płyną do wyrobisk górniczych zostanie usunięte zadymienie bocznicy, z której dymy wypływają, wówczas pożaru należy szukać w tym kierunku dokąd dymy podążają.

2. Jeśli przez zamknięcie tamy spowodujemy skierowanie dymów do wyrobiska, w którym znajduje się zastęp ratowniczy, będzie to oznaczać, że znajdujemy się poza ogniskiem pożaru, przy czym należy niezwłocznie otworzyć tę tamę i idąc inną drogą poszukiwać ogniska pożaru w tym kierunku skąd dymy wypływają.

3. Jeżeli przez zamknięcie tamy kierunek dymów w żadnej bocznicy nie ulegnie zmianie, świadczy to o tym, że ratownicy znajdują się w wyrobisku, w którym prąd powietrza uległ odwróceniu, wówczas ogniska pożaru należy szukać w tym kierunku dokąd płyną dymy z bocznicy odwróconej.

Przy PRZEWIETRZANIU SCHODZĄCYM zaleca się przestrzeganie zasad:

1.Gdy po zamknięciu tamy w określonym wyrobisku zostanie usunięte zadymienie tego wyrobiska, miejsca pożaru należy szukać w tym kierunku skąd dymywy wypływają.

2. Jeśli po zamknięciu tamy dymy skierują się do wyrobiska, w którym znajduje się zastęp ratowniczy, oznacza to, że zaszliśmy poza miejsce pożaru i wówczas należy niezwłocznie otworzyć tę tamę i szukać ogniska pożaru w tym kierunku skąd dymy wypływają.

3.Gdy po zamknięciu tamy dymow się nie zmienia, wskazuje to, że dla dojścia do ogniska pożaru została obrana droga niewlaściwa.

Przy przewietrzaniu kopalń prądami schodzącymi, gdy depresja pożaru jest większa od spiętrzenia odpowiedniej stacji wentylatorów głównych, nie poleca się prowadzenia poszukiwania rozwiniętych ognisk pożarowych.

9.3. Ogólne zasady usuwania zadymienia kopalni

Usuwanie zadymienia (tzw. oddymianie) kopalni ma na celu zmniejszenie obszaru zadymionego od strefy bezpośredniego zadymienia.

Niekiedy do oddymiania kopalni i przywrócenia w sieci wentylacyjnej pierwotnych kierunków przepływu powietrza wystarczy zwiększenie spiętrzeń wentylatorów głównych lub zmniejszenie oporów zasów regulacyjnych znajdujących się w kanałach wentylatorów głównych. Jeśli czynności te nie dają spodziewanych rezultatów lub jeżeli nie można ich wykonać, to przystępuje się do oddymiania sieci wentylacyjnej.

Sposób oddymiania kopalni zależy w dużej mierze od informacji uzyskanych o stanie urządzeń wentylacyjnych na dole kopalni, takich jak: tamy bezpieczeństwa, tamy wentylacyjne itp. W niektórych bowiem przypadkach zaburzenia kierunków przepływu powietrza mogą być spowodowane

zamknięciem określonych tam wentylacyjnych lub bezpieczeństwa,które nie powinny być zamknięte. Otwarcie tych tam może wtedy wystarczyć do przywrócenia pierwotnych kierunków przepływu powietrza w kopalnianej sieci wentylacyjnej.

Jeżeli zaburzenia kierunków przepływu powietrza nastąpiły wyłącznie pod wpływem pożaru, a nie wskutek niewłaściwych manipulacji tamami, to należy przystąpić do właściwego oddymiania kopalni. Sposób oddymiania zależy od tego, czy kopalnia jest przewietrzana wznosząco czy schodząco.

9.3.1.oddymianie kopalni o przewietrzaniu wznoszącym

Pod wpływem działania pożaru , który powstał w bocznicy sieci w kopalni o przewietrzaniu wznoszącym , zostały odwrócone kierunki wszystkich prądów bocznych.

Jeżeli zaburzenia kierunków przepływu powietrza w kopalni o przewietrzaniu wznoszącym wystąpiły pod wpływem pożaru, a nie wskutek niewlaściwych manipulacji tamami, przystępuje się do oddymiania sieci w sposób następujący : Idziemy z prądem głównym, zgodnie z kierunkiem przepływu powietrza, dochodząc do pierwszego węzła zadymionego. W węźle tym stwierdzamy do której bocznicy kierują się dymy. W tej bocznicy, którą dymy płyną w kierunku rejonu dławimy przepływ powietrza zamykając znajdującą się w niej tamę bezpieczeństwa, bądź też - jeśli takiej tamy nie ma - budując tamę T np.. z płótna wentylacyjnego. Po wykonaniu tej czynności następuje przywrócenie pierwotnego kierunku przepływu powietrza w bocznicy. Im większa będzie szczelność tamy, tym szybciej i łatwiej prąd powietrza w bocznicy uzyska swój pierwotny przepływ. Następnie zamyka się na początku lub na końcu bocznicy oddymionej tamę t. Tama ta pozostaje przez cały czas oddymiania zamknięta. Następnie przechodząc przez tamę T , przez którą wtedy już przepływa świeże powietrze, dochodzimy do następnego zadymionego węzła, itd.

9.3.2. Oddymianie kopalni o przewietrzaniu schodzącym

W czasie pożaru w bocznicy ze schodzącym prądem powietrza odwróceniu ulega tenże prąd, przy czym dymy pożarowe wypływające z tej bocznicy kierują się do prądów bocznych i powodują ich zadymienie. 1. Podnosi się max zasuwę ż w kanale entylacyjnym. 2. Po dojściu do pierwszego zadymionego węzła sieci i określeniu kierunków przepływu dymów szukamy tej bocznicy, którą dymy płyną do rejonów wentylacyjnych. Zdławienie przepływu powietrza w bocznicy uzyskuje się przez zamknięcie tamy bezpieczeństwa TG. Po zamknięciu tej tamy następuje przywrócenie pierwotnych kierunków przepływu powietrza. Pozostawiając zamkniętą tamę TG, idzie się do węzła i zamyka tamę bezpieczeństwa TR, gdyż przez tę tamę kierują się dymy do rejonu. Po zamknięciu tamy następuje oddymienie bocznicy.

Pozostawiając zamkniętą tamę TG i TR i zamykając następną tamę TR następuje oddymienie bocznicy.

Po oddymieniu bocznicy staje się możliwe dojście do ogniska P. pożaru i podjęcia aktywnego gaszenia.

9.4.Zabezpieczenie kopalni przed zadymieniem

Obecnie dla skutecznego zwalczania zaburzeń kierunków przepływu powietrza, wywoływanych działaniem pożarów podziemnych, stosuje się wen­tylatory we wszystkich kopalniach eksploatujących kopaliny palne.

Wentylatory powinny być instalowane na powierzchni, a nie w podziemiach kopalń. Wentylatory podziemne bo­wiem stwarzają niebezpieczeństwo w razie pożaru lub wybuchu (zniszczenie wentylatora) w kopalni.

W związku z tym nie powinno się stosować żadnych wentylatorów podziem­nych, prze­konują o tym katastrofy pożarowe, np. katastrofa w kopalni Barbara-Wyzwolenie w 1954 roku wskutek stosowania wentylatora pomocniczego. Obecnie tylko w wyjątkowych przypadkach, z zachowaniem wielu rygorów przeciwpożarowych, można uzyskać zgodę urzędu górniczego na zastosowanie w kopalni wentylatora pomocniczego.

Podczas pożaru szczególnego znaczenia nabiera pewność przewietrzania kopalń. W kopalniach podziemnych obowiązuje stosowanie wentylatorów rezerwowych, oprócz czynnych wentylatorów głównych. Stacje wentylatorowe są wówczas dwuwentylatorowe. Bywają również stosowane stacje wielo­wentylatorowe, np. trójwentylatorowe, w których dwa wentylatory pracują jednocześnie, trzeci zaś stanowi rezerwę.

Jednym z bardzo ważnych środków bezpieczeństwa pożarowego są od­powiednio duże parametry pracy wentylatorów głównych, przede wszystkim spiętrzenia wentylatorów głównych. Im te spiętrzenia są większe, tym trud­niej dochodzi w kopalni do zaburzeń kierunków przepływu powietrza (lub gazów). Spiętrzenia te jednak w kopalniach eksploatujących pokłady węgla skłonne do samozapalenia mogą ułatwić powstanie pożarów endogenicznych.

Stwierdzono, ze najwięcej katastrof pożarowych wystąpiło w kopalniach wyposażonych w wentylatory o spiętrzeniach poniżej 785 J/m³ (80 mm słupa wody). Wartość tę przyjęto w polskich kopalniach jako najmniejszą dla wentylatorów głównego przewietrzania. Zbyt duże spiętrzenia wentylatorów głównych, jak już wspomniano, sprzyjają powstaniu pożarów endogenicz­nych. Jest oczywiste, że konieczne jest przyznanie pierwszeństwa zapobieganiu katastrofom pożarowym przed niedopuszczeniem do powstania pożarów endogenicznych. Dlatego w kopalniach, zwłaszcza głębokich i silnie metano­wych, należy stosować możliwie duże spiętrzenia wentylatorów głównych.

Zasięg zadymienia kopalń w czasie pożaru podziemnego zależy w dużej mierze od struktury sieci wentylacyjnej, która jest ściśle związana z roz­cięciem złoża i rozmieszczeniem rejonów wydobywczych w obszarze górniczym.

Według W. Budryka kopalniana sieć wentylacyjna w razie pożaru powinna odznaczać się łatwością stabilizowania kierunków prądów powietrza. Łatwość tę ma sieć normalna, ale i sieć przekątna nie ma większych wad, jeśli każdy z rejonów wentylacyjnych jest przewietrzany niezależnym prądem powietrza o możliwie dużym stopniu stabilności kierun­ku. Stopień ten, zwany również stopniem niezależności, został zdefiniowany przez W. Budryka jako iloraz spadku naporu w danym rejonie przez sumę spadków naporu w dolotowych i wylotowych drogach grupowych na zewnątrz tego rejonu. Wobec tego stopień niezależności prądu rejonowego sieci pasywnej można zdefiniować wzorem

(9.1.)

gdzie:

δΦ_r - spadek potencjału aerodynamicznego (spadek naporu) w r-tym rejonie wentylacyjnym wchodzącym w skład obranego oczka zewnętrznego sieci, J/m³,

δΦ_s - suma spadków potencjału aerodynamicznego w grupowych bocz­nicach powietrza świeżego tego oczka, J/m³,

δΦ_z - suma spadków potencjału aerodynamicznego w grupowych bocz­nicach powietrza zużytego tego oczka, J/m³.

Na r-ty prąd rejonowy inne prądy powietrza wywierają tym mniejszy wpływ w oczku zewnętrznym, im mniejsza jest suma figurująca w mianow­niku wzoru (9.1).

Nowsze badania wykazały, że zagrożenie od danego prądu powietrznego zależy od dysypacji mocy w tym prądzie, przy czym im mniej­sza jest dysypacja mocy, tym zagrożenie jest większe.

W przypadku pasywnej sieci wentylacyjnej tj. sieci, w której gęstość powietrza jest wielkością niezmienną ρ_n= idem = 1,20 kg/m³, dysypację mo­cy N_fβ oblicza się ze wzoru:

(9.2)

gdzie:

l_fβ - dysypacja energii w bocznicy β sieci, J/m³,

V_β - strumień objętości powietrza w obranym przekroju tej bocznicy, m³/s,

R_fβ - opór właściwy tejże bocznicy sieci, kg/m⁷.

Dyspozycję mocy bocznic aktywnych wyznacza się z zależności

(9.3)

gdzie:

R_nβ - opór normalny bocznicy β sieci, kg/m⁷,

V_nβ - strumień objętości normalnej powietrza, m³/s.

Gdy zna się opór właściwy R_fβ bocznicy β sieci oraz średnią gęstość ρ_mβ powietrza w tej bocznicy, można wyznaczyć opór normalny R_nβ tejże boczni­cy korzystając ze wzoru:

(9.4)

Strumień objętości powietrza V_nβ natomiast, wyznacza się z zależności

(9.5)

gdzie:

ρ_β(s) - gęstość powietrza w przekroju poprzecznym o współrzędnej bieżącej (s) bocznicy β sieci wentylacyjnej, kg/m³,

V_β(s) - strumień objętości powietrza w tym przekroju.

Występowanie dostatecznie dużych dysypacji mocy w poszczególnych bo­cznicach sieci wentylacyjnej jest podstawowym warunkiem zapewnienia bez­pieczeństwa sieci wentylacyjnej w aspekcie prewencji zaburzeń kierunków prądów powietrznych w razie pożaru podziemnego.

Przy ocenie określonego prądu powietrznego korzysta się z klasyfikacji opartej na następujących kryteriach:

-bardzo mocny prąd, gdy N_fβ ≥6000W

-mocny prąd, gdy1200W ≤ N_fβ≤6000W

- średni prąd, gdy240W≤ N_fβ <6000W

- słaby prąd, gdy 50 W ≤ N_fβ < 240W

- bardzo słaby prąd, gdy 0<N_fβ < 50W

W kopalniach powinny być stosowane bardzo mocne, mocne i średnie prądy powietrza, przy czym dopuszcza się stosowanie słabych prądów wewnątrz rejonów eksploatacyjnych. Bardzo słabych prądów powietrznych natomiast nie wolno projektować ani tolerować w praktyce, gdyż prądy te jak stwierdzono, mogą stać się przyczyną poważnego niebezpieczeństwa w razie pożaru podziemnego.

W przypadku konieczności utrzymywania wyrobisk górniczych, charak­teryzujących się bardzo małą stabilnością kierunków prądów powietrza, wy­robiska te powinny być zamknięte szczelnymi śluzami wentylacyjnymi. Nie powinny być tolerowane zwłaszcza nie otamowane bocznice, w których płyną zależne prądy powietrza świeżego (bocznica a-b), a także zależne prądy powietrza zużytego (bocznica c-d, rys 9.10). W przypadku bowiem powstania pożaru w bocznicy 2-a lub 2-b cała kopalnia może ulec zadymieniu, gdyż bocznica a-b charakteryzuje się nietrwałym kie­runkiem przepływu powietrza. Również niebez­pieczna jest bocznica c-d, łącząca ze sobą prądy powietrza zużytego. Zagrożenie jest tutaj mniej­sze, gdyż w drogach powietrza zużytego jest za­trudniona mała liczba górników, jednak prądów takich należy unikać. Niebezpieczne są także bo­cznice, którymi doprowadza się do miejsc pracy dodatkowe strumienie powietrza (tzw. doświeża­nie) np. bocznica e-f (rys. 9.10), do bocznicy f-5 bowiem mogą się przedostać dymy z bocznic 4-f i e-f czyli z dwóch stron.

Rys. 9.10

Schemat kanoniczny sieci wentylacyjnej z prądami zależnymi

Pożar w oddziale, do którego dopływa kilka prądów powietrza świeżego jest trudniejszy do zlokalizowania i łatwiej może spowodować zaburzenie w sieci wentylacyjnej. Należy przyjąć również zasadę, że wszystkie niepo­trzebne kopalni wyrobiska powinny być zlikwidowane lub wyeliminowane z sieci wentylacyjnej, czy to przez podsadzanie, czy tez przez szczelne otamo­wanie. Pozostawienie niepotrzebnych wyrobisk bez otamowania było w wielu przypadkach przyczyną wielkich katastrof w czasie pożarów.

Racjonalny sposób przewietrzania każdej kopalni powinien spełniać następujące warunki:

- spiętrzenia wszystkich wentylatorów głównych pracujących w sieci wentylacyjnej powinny być możliwie duże (według przepisów górniczych nie mniejsze od 785 J/m³),

- spadki potencjału aerodynamicznego w grupowych prądach powietrza świeżego oraz grupowych prądach powietrza zużytego powinny być możliwe jak najmniejsze,

- spadki potencjału aerodynamicznego w prądach rejonowych powinny być możliwe duże.

Jeśli w kopalnianej sieci wentylacyjnej spadki potencjału aerodynamicz­nego w grupowych prądach powietrza są małe, to zrealizowany jest ,,sposo­bem wentylacyjnym" postulat rozgałęzienia prądów powietrza świeżego możliwie blisko szybu wdechowego oraz łączenie prądów powietrza zużytego możliwie blisko szybu wentylacyjnego, pomimo iż długości bocznic sieci, w których płyną grupowe prądy powietrza może być duża. Odpowiada to wymaganiom stawianym racjonalnemu systemowi przewietrzania kopalni.

Struktura sieci wentylacyjnej kopalni ma zasadniczy wpływ na zagrożenie załogi dołowej, tzw. bezpośrednim zadymieniem w czasie pożaru.

9.4.1.Stabilizacja kierunków prądów powietrza w kopalni przewietrzanej prądami wznoszącymi

W czasie pożaru w kopalni o przewietrzaniu wznoszącym należy stosować:

1.Tamowanie bocznicy, w której powstał pożar. Jest to pod każdym wzg1ędem korzystne, nawet wtedy, gdy depresja naturalna (pożarowa) nie występuje w tej bocznicy. Dlatego tamę w tej bocznicy uważa się za zasadniczą i nieodzowną we wszystkich przypadkach pożaru w prądzie wznoszącym.

2.Korzystne jest tamowanie wszystkich prądów bocznych odchodzących od prądu głównego płynącego do miejsca pożaru. Konieczne jest nato­miast tamowanie tych prądów bocznych, którymi powietrze dopływa do miejsc występowania depresji cieplnej na drodze dymów.

3.W prądzie głównym miedzy szybem wdechowym a tamą zasadniczą, jak również na drodze odpływu dymów należy usunąć wszelkie prze­szkody, jakie tamują ich przepływ (np. tamy regulacyjne, zasuwy przy wentylatorze, itp.).

4.Zwiększenie spiętrzenia wentylatora, do którego płyną dymy (przy wentylacji ssącej) lub który doprowadza powietrze do ognia (przy wentylacji tłoczącej), jest w każdym przypadku korzystne.

Należy także nadmienić, że przy doprowadzaniu powietrza do miejsc gdzie płyną bardzo gorące dymy, trzeba liczyć się z moż1iwością powstawa­nia wtórnych ognisk pożarowych. W celu uniknięcia tych ognisk należy możliwie szczelnie tamować prądy doprowadzające powietrze do miejsc nie­bezpiecznych. Uwagi te odnoszą się nie tylko do normalnych systemów wentylacyjnych, lecz również i do systemów przekątnych.

9.4.2.Stabilizacja kierunków prądów powietrza w kopalni przewietrzanej prądami schodzącymi

Jeśli przewietrzanie kopalni jest schodzące, to w czasie pożaru w prądzie schodzącym kierunek działania depresji naturalnej jest przeciwny do kierun­ku działania wentylatora głównego. W przypadku kopalni przewietrzanej schodzącymi prądami powietrza zazwyczaj występuje odwrócenie prądu głównego przy normalnych kierun­kach prądów bocznych. Stabilizacja kierunków prądów powietrza w kopalni o przewietrzaniu schodzącym przeprowadza się odmiennie niż w kopalniach o przewietrzaniu wznoszącym.

9.4.3.Stabilizacja rozpływu powietrza w kopalniach metanowych

Stabilizacja kierunków prądów powietrza przeprowadza się wtedy, gdy nie występuje zagrożenie wybuchowe. W kopalni rnetanowej należy ze wzg1ędu na zagrożenie wybuchowe przeprowadzić stabilizację rozpływu powietrza tj. kierunków i strumieni objętości powietrza. Należy przy tym brać pod uwagę następujące okoliczności:

aktywne gaszenie pożarów i stężenie gazów pożarowych wywiera isto­tny wpływ na sposób realizacji stabilizacji rozpływu powietrza.

tama zasadnicza nie może spowodować wystąpienia niebezpiecznych stężeń metanu w strefie objętej pożarem,

tamowanie prądów bocznych tamami pomocniczymi nie może spowo­dować niebezpiecznego wzrostu stężenia metanu w tych prądach,

w miejscach wzmożonego wypływu metanu w wyrobiskach, którymi płynie prąd główny do ogniska pożaru, muszą być podjęte określone środki w celu ograniczenia stężenia metanu w tym prądzie,

we wszystkich wyrobiskach, w których zmniejszono strumienie objętości powietrza przez przymknięcie tam stabilizacyjnych konieczne jest systematyczne prowadzenie pomiarów stężeń gazów palnych.

W celu niedopuszczenia do zaburzeń rozpływu powietrza w kopalniach metanowych należy dążyć do możliwie największego ograniczenia przyrostu depresji cieplnych na drogach przepływu gazów pożarowych. Dlatego konie­czne jest, jeśli to tylko możliwe, stosowanie aktywnego zwalczania pożaru oraz ochładzanie gazów pożarowych za pomocą zasłon wodnych. Szczególnego znaczenia nabiera chłodzenie gazów pożarowych możliwie jak najbliżej ogniska pożarowego. W każdym przypadku zasłony wodne powin­ny być umieszczone przed pierwszym skrzyżowaniem wyrobiska, którym płyną dymy, z wyrobiskiem, którym dopływa boczny prąd powietrza. Ponad­to, jeśli gazy pożarowe nie zostały wystarczająco wychłodzone przed pierw­szym skrzyżowaniem, konieczne jest stosowanie zasłon wodnych na dalszej drodze przepływu dymów.

Do wychładzania gazów pożarowych powinno się przywiązywać dużą wagę, gdyż przy odpowiednim wychłodzeniu tych gazów nie tylko zmniejsza się depresję pożaru, ale także ogranicza się możliwość inicjacji wybuchu metanu w strefie objętej pożarem, a zwłaszcza na skrzyżowaniach prądu głównego z prądami bocznymi. Na tych skrzyżowaniach w wyniku przydła­wienia prądów bocznych mogą występować niebezpieczne stężenia metanu. Ze względu na ważność problemu zalecane jest stosowanie w pokładach silnie metanowych w wyrobiskach o szczególnym zagrożeniu pożarowym urządzeń automatycznie uruchamiających zasłony wodne przy napłynięciu dymów o odpowiednio wysokiej temperaturze.

Przez tamy stabilizacyjne w kopalni metanowej, jak to już wspomniano, musi przepływać strumień objętości powietrza wystarczający do rozrzedzenia metanu i innych gazów wybuchowych, a zwłaszcza przez tamę zasadniczą musi przepływać taki strumień objętości powietrza, by zapewnione było dostateczne rozrzedzenie metanu w prądzie powietrza dopływającym do ognis­ka pożaru.

Najmniejszy strumień objętości powietrza
(m³/s) jaki należy dopro­wadzić do zaognionej przestrzeni, aby nie doszło do wybuchu metanu gazów pożarowych, można orientacyjnie określić na podstawie wzoru:

gdzie:

-strumień objętości gazów palnych wydzielających się w strefie objętej pożarem, m³/s,

G_d -dolna granica wybuchowości roztworu gazów palnych, %,

r -stężenie gazów palnych w powietrzu dopływającym do ogniska pożaru (głównie CH₄),%,

Aby umożliwić doprowadzenie do strefy objętej pożarem strumienia objętości powietrza wyznaczonego ze wzoru, należy utrzymywać w budowanych tamach stabilizacyjnych odpowiednie przeloty dla powietrza.

9.5. Zabezpieczenie prądów schodzących

Gdy w kopalni stosowany jest oddział podpoziomowy, do którego doprowadza się powietrze świeże po upadzie, wówczas schodzący prąd powietrza powinien mieć odpowiednie zabezpieczenie, zw. Zabezpieczeniem dodatkowym. W skład takiego zabezpieczenia wchodzi odpowiedni układ wyrobisk i tam bezpieczeństwa, zdatnych do uruchomienia w razie powstania pożaru w wymienionym prądzie schodzącym. Celem dodatkowego zabezpieczenia prądu schodzącego stosowanego w oddziale podpoziomowym jest umożliwienie wyprowadzenia załogi z tego oddziału do wyrobisk nie zadymionych oraz niedopuszczenie do zadymienia sąsiednich oddziałów

W oddziałach, w których sprowadzane jest na upad powietrze świeże lub powietrze zużyte powinna być stosowana obudowa niepalna, w upadowych lub pochylniach taśmy trudno palne i przewody elektryczne w oponie trudno palnej oraz bezolejowe urządzenia elektryczne.

9.6. Rewersja wentylacji głównej

Pożary zlokalizowane w grupowych prądach powietrza świeżego stanowią wielkie zagrożenie dla załogi, ponieważ niebezpieczne dla życia i szkodliwe dla zdrowia gazy pożarowe mogą objąć całą kopalnię lub dużą jej część. Ognisko pożaru usytuowane na początku rejonowego prądu powietrza wywołuje duże zagrożenie, lecz zwykle mniejsze niż przy pożarach w grupowych prądach powietrza świeżego. Jeżeli pożar powstanie na końcu rejonowego prądu powietrza lub w grupowym prądzie powietrza zużytego, wtedy zagrożenie załogi gazami pożarowymi jest zazwyczaj małe.

Do zadań kierownictwa każdej akcji pożarowej należy zapewnienie bezpieczeństwa załodze. W czasie pożaru podziemnego załogę zagrożoną gazami pożarowymi wycofuje się ze strefy zagrożenia pożarowego do nie zadymionych prądów powietrza świeżego. Występują jednak przypadki, w których dla ratowania załogi dołowej konieczne jest przeprowadzenie zmiany kierunków przepływu powietrza w części lub w całej kopalni, czyli przeprowadzenie rewersji wentylacji w kopalni. Zdarza się to wówczas, gdy pożar powstanie w szybie wdechowym, na podszybiu szybu wdechowego lub w grupowym prądzie powietrza świeżego.

Po wykonaniu rewersji wentylacji powietrze świeże dopływa do kopalni szybem wentylacyjnym, natomiast gazy pożarowe wypływają szybem wdechowym. Podczas rewersyjnej wentylacji kopalni gazy pożarowe występują jedynie na odcinku od ogniska pożaru do zrębu szybu wdechowego, dzięki czemu jest możliwe wycofanie zagrożonej załogi z dołu kopalni.

Wg przepisów górniczych wentylatory główne powinny być wyposażone w urządzenia do zmiany kierunku prądu powietrza. Urządzenia te muszą być utrzymane w takim stanie, aby w każdej chwili mogły być użyte i pozwalały na zmianę kierunku przewietrzania w ciągu co najwyżej 20min. Przepisy górnicze nakazują także stosowania podwójnych tam went. z drzwiami otwieranymi w przeciwne strony we wszystkich wyrobiskach łączących bocznice went., którymi płyną prądy powietrza świeżego i zużytego.

Rewersja wentylacji w czasie pożaru jest b. niebezpiecznym manewrem went. w każdej kopalni, szczególnie w kopalniach metanowych.

9.6.1. Sposoby przeprowadzania rewersji wentylacji.

Rewersja wentylacji w kopalni może być dokonana przez:

-zmianę kierunku działania wentylatora głównego przewietrzania

-uruchomienie specjalnego wentylatora rewersyjnego

wlewanie wody do szybu wydechowego

Zmianę kierunku działania wentylatora promieniowego lub osiowego nie rewersyjnego osiąga się za pomocą odpowiedniego kanału obiegowego, klap i tam, zwanych rewersyjnymi.

Jeśli wentylator osiowy jest rewersyjny, wtedy do wykonania za jego pomocą rewersji wentylacji wystarczy zmienić kierunek obroty wirnika.

Wsp. sprawności wentylatora przy rewersji uzyskiwanej za pomocą kanału obiegowego nie zmienia się lub zmienia się tylko nieznacznie.

W przypadku wentylatora osiowego, gdy rewersji dokonuje się przez zmianę kierunku obrotów wirnika, zmienia się charakterystyka wentylatora, zmniejszają się: wsp. sprawności wydajność i spiętrzenie.

W kopalniach przewietrzanych dużą liczbą wspólnie pracujących wentylatorów głównych może być celowe utrzymywanie przy szybach wdechowych wentylatorów specjalnych, przygotowanych do natychmiastowej rewersji.

Badania wykazały, że przez wlewanie odpowiedniej ilości wody do szybu wydechowego można uzyskać rewersję wentylacji w kopalni w ciągu kilku minut.

Rewersję wentylacji ocenia się przy pomocy wsk. czasu W_τ i wsk. objętości powietrza W_ν

gdzie

τ_max - maksymalny czas ustalony przepisami górniczymi potrzebny do przeprowadzenia rewersji wentylacji,

τ - czas liczony od momentu wydania polecenia przeprowadzenia rewersji went. do momentu wykonania faktycznej zmiany kierunku przepływu prądu powietrza płynącego przez zrąb szybu wdechowego, s

V_r - całkowity strumień obj. powietrza wpływającego do kopalni przy wentylacji rewersyjnej, m³/s

V_c - całkowity strumień obj. powietrza wpływający do kopalni przy normalnej wentylacji kopalni, m³/s

Pierwszy z tych wskaźników służy do oceny efektywności rewersji went. w aspekcie ratowania ludzi, drugi natomiast do oceny efektywności rewersji ze wzgl. na zwalczanie zagrożenia metanowego.

Czas wykonania rewersji w kopalni jest na ogół dłuższy od czasu przebycia drogi gazów pożarowych od szybu wdechowego do szybu wentylacyjnego. Dlatego też czas wykonania rewersji powinien być jak najkrótszy, ograniczony do 5 min.

9.6.2. Zasady przeprowadzania rewersji wentylacji

W celu ratowania ludzi zagrożonych pożarem powstałym w całkowitym prądzie powietrza świeżego, tzn. w budynku nadszybowym szybu wdechowego, w szybie wdechowym lub na jegi podszybiu, konieczne jest zapobieżenie przedostawaniu się gazów pożarowych do oddziałów produkcyjnych. W tym celu stosuje się rewersję wentylacji lub krótkie spięcie wentylacyjne między szybem wdechowym a wydechowym, zamknięcie klapy na zrębie szybu wdechowego, lub zamknięcie przyszybowych tam bezpieczeństwa.

Rewersję wentylacji należy przeprowadzić wówczas, gdy rozwój pożaru jest gwałtowny, a stężenia toksycznych składników gazów pożarowych w całkowitym prądzie powietrza wpływającym do kopalni zagrażają zdrowiu i życiu załogi dołowej.

Jeśli rozwój pożaru jest powolny, oraz stężenia trujących składników gazów pożarowych nie zagrażają życiu i zdrowiu załogi, to wtedy oddaje się pierwszeństwo manewrom wentylacyjnym polegającym na wykonaniu krótkiego spięcia went., zamknięci zrębu szybu wdechowego lub zamknięciu przyszybowych tam bezpieczeństwa.

Przy wykonaniu rewersji w kopalni silnie metanowej należy pamiętać aby wskaźnik strumienia obj. powietrza przy rewersyjnym przewietrzaniu był nie mniejszy od W_ν=1, a także należy pamiętać by czas wykonania rewersji nie był dłuższy niż 300s.

Jeśli pożar jest zlokalizowany w jednym z grupowych prądów powietrza świeżego, to należy dążyć do takiego wykonania manewru wentylacyjnego, by gazy pożarowe nie przedostawały się do oddziałów produkcyjnych. Zwykle stosuje się wtedy krótkie spięcie wentylacyjne między określonymi prądami grupowymi powietrza świeżego i zużytego z jednoczesnym zamknięciem odpowiednich tam bezpieczeństwa. Jeżeli warunki lokalne nie pozwalają na wykonanie takiego manewru, wtedy można wykonać rewersję wentylacji kopalni, pod warunkiem, że rozpływ powietrza w sieci went. przy rewersji wentylacji nie zagrozi załodze znajdującej się poza strefą bezpośredniego zagrożenia gazami pożarowymi.

W czasie pożarów w oddziałach eksploatacyjnych, gdy nie ma odpowiednich dróg ucieczkowych dla załogi i nie można wykonać krótkiego spięcia wentylacyjnego, w celu ratowania ludzi konieczne jest również i w tym przypadku wykonanie rewersji wentylacji.

W każdym przypadku należy znać rozpływ powietrza przy rewersyjnym przewietrzaniu kopalni by nie stwarzać zagrożenia dla załogi znajdującej się poza oddziałem, w którym istnieje pożar podziemny.

Jeśli pożar powstanie w rejonowych lub grupowych prądach powietrza zużytego, należy zachować istniejący przed pożarem sposób przewietrzania, z jednoczesnym zmniejszeniem strumienia objętości powietrza płynącego do ogniska pożaru.

9.6.3. Kontrola urządzeń powierzchniowych i dołowych do rewersji wentylacji

Warunkiem pewnego i szybkiego przeprowadzenia rewersji wentylacji jest sprawność powierzchniowych i dołowych urządzeń rewersyjnych.

W każdej kopalni powinna być przeprowadzona okresowo, przynajmniej dwa razy w roku, kontrola stanu i działania zasuw oraz kanałów rewersyjnych, rewersyjnego działania wentylatorów głównych i rezerwowych, przy czym przynajmniej raz na 5 lat powinny być wykonywane charakterystyki rewersyjnej pracy wszystkich wentylatorów głównego przewietrzania w kopalni.

Aby zapewnić w czasie rewersyjnego przewietrzania kopalni możliwie taki sam procentowy rozdział powietrza na poszczególne bocznice sieci jak podczas normalnego przewietrzania, niezbędna jest systematyczna kontrola wszystkich mostów oraz tam wentylacyjnych i regulacyjnych pod względem szczelności, zwłaszcza ich szczelne podwójne drzwi otwierane w przeciwne strony.

Dołowe urządzenia rewersyjne muszą być stale utrzymane w pełnej sprawności. Przynajmniej raz w roku należy przeprowadzać próby rewersji wentylacji lub prognostyczne obliczenia rozpływu powietrza w kopalnianej sieci wentylacyjnej przy rewersji wentylacji.

9.6.4. Przyspieszenie przeprowadzenia rewersji wentylacji

Badania wykazały, że przez podawanie odpowiedniej ilości wody do szybu wydechowego można uzyskać rewersję wentylacji w określonej sieci went. w ciągu kilku minut, przy czym rewersja powinna przebiegać z zachowaniem następujących zasad:

1.Wyłączenie wentylatora głównego, jeśli to możliwe z hamowaniem wirnika. Równoczaśnie należy przystąpić do przygotowania wentylatora do pracy rewersyjnej.

2.Po wyłączeniu wentylatora prowadzić wlewanie wody do szybu, odpowiednimi wężownicami. Podawany strumień wody powinien być taki, aby ciężar wody na całej długości szybu przewyższał depresję naturalną w danej sieci went. Depresja wytwarzana przez opadającą wodę w szybie może być obliczona ze wzoru

gdzie

l_w- depresja wywołana opadającą wodą w szybie wydechowym, J/m³

ρ_w- gęstość masy wody, kg/m³

V_w- strumień obj. wody podawanej do szybu, m³/s

L_w- długość drogi opadania wody w szybie, m

A - użyteczne pole przekroju poprzecznego szybu, m²

w- średnia prędkość powietrza w szybie, m/s

w_s- średnia względna prędkość opadania kropli wody w szybie, można przyjąć w_s=8,9 m/s

Potrzebna ilość wody do wytwarzania żądanego przepływu powietrza w szybie w czasie rewersji może być wyznaczona ze wzoru

gdzie

R_f - opór właściwy sieci went.,kg/m⁷

V_r - żądany strumień objętości powietrza w szybie w czasie rewersji, m³/s

V_n - strumień objętości powietrza przepływającego w szybie wydechowym pod wpływem działania depresji naturalnej, m³/s

3.Po przygotowaniu wentylatora do rewersji należy wentylator włączyć do sieci, z równoczesnym kontynuowaniem podawania wody do szybu wydechowego.

9.7.Lokalna rewersja wentylacji

Przy pożarze w oddziałach eksploatacyjnych tylko w wyjątkowych przypadkach można zastosować rewersję wentylacji głównej. Najczęściej wtedy, w celu uniknięcia dopływu gazów pożarowych do rejonów sąsiednich, nie można wykonywać rewersji wentylacji głównej, można natomiast przeprowadzić tzw. lokalną rewersję wentylacji. Przez którą rozumie się zmianę kierunku przewietrzania rejonu wentylacyjnego, w którym powstał pożar, przy czym przewietrzanie innych rejonów kopalni nie ulegnie żadnej zmianie.

W wielu przypadkach rejony wentylacyjne (bocznice sieci) mają możliwość przeprowadzenia zmiany kierunku przepływu powietrza, bez wykonania dodatkowych wyrobisk i urządzeń wentylacyjnych. Jeśli rejon wentylacyjny stanowi bocznicę normalną, to jest niemożliwa rewersja lokalna. Rejony wentylacyjne stanowiące bocznice przekątne mogą być przewietrzane rewersyjnie. Aby umożliwić przeprowadzenie rewersji wentylacji w rejonie wentylacyjnym stanowiącym normalną bocznicę, należy dokonać zmian w strukturze sieci wentylacyjnej, dzięki czemu otrzyma się bocznicę przekątną.

Sposób przygotowania rejonu wentylacyjnego do rewersji lokalnej może być różny, przy czym o wyborze określonego wariantu rozwiązania technicznego decyduje zazwyczaj koszt jego realizacji. Wskazane jest, aby wszystkie rejony wentylacyjne obejmujące oddziały produkcyjne z długimi drogami wentylacyjnymi były odpowiednio przygotowane do lokalnej rewersji wentylacji. Efektywność lokalnej rewersji wentylacji powinna być okresowo badana przez dozór górniczy i służbę wentylacyjną kopalni. Przy obecnym stanie techniki możliwe jest automatyczne, zdalne sterowanie urządzeniami wentylacyjnymi (tamami), wywołującymi lokalną rewersję wentylacji.

9.8.Klapy szybowe i tamy bezpieczeństwa

Klapy szybowe i tamy bezpieczeństwa są normalnymi przeciwpożarowymi prądów powietrza w kopalni. Klapy szybowe buduje się na zrębach szybów wdechowych.

Tamy bezpieczeństwa natomiast w następujących miejscach: - na wszystkich poziomach w pobliżu szybów wdechowych; tamy bezpieczeństwa wokół szybów wdechowych powinny być wyposażone w drzwi żelazne; - w zakładach górniczych wydobywających kopaliny palne powinny być wykonane przeciwpożarowe tamy bezpieczeństwa z drzwiami w prądach grupowych wlotowych oraz we wlotowych i wylotowych prądach rejonowych oraz prądach niezależnych przewietrzających komory; - przeciwpożarowe tamy bezpieczeństwa bez drzwi na wszystkich poziomach przy szybach wydechowych oraz w miejscach ustalonych przez kierownika działu wentylacji wewnątrz rejonów wentylacyjnych.

Przeciwpożarowe tamy bezpieczeństwa powinny być utrzymywane w stanie zdatnym do niezwłocznego zamknięcia, a przy tamach bezpieczeństwa bez drzwi powinien być nagromadzony materiał niezbędny do ich szybkiego zamknięcia.

Klapy szybowe mają zastosowanie w razie pożaru na powierzchni w sąsiedztwie nadszybi, a tamy przyszybowe przy pożarze w szybach. Grupowe tamy bezpieczeństwa są używane w zasadzie przy oddymianiu kopalni. Odrzwia bezpieczeństwa bez drzwi są w zasadzie wykorzystywane do izolacji pól pożarowych. Tamy rejonowe stosuje się głównie przy stabilizacji kierunków prądów powietrza oraz przy oddymianiu kopalń.

Rys.Rozmieszczenie tam bezpieczeństwa w kopalnianej sieci wentylacyjnej, TG-klapy szybowe, Z-zasuwa regulacyjna, OB₁,OB₂-odrzwia bezpieczeństwa

9.9. Wpływ pożaru na pracę wentylatora głównego

Wypadkowa depresja naturalna może działać zgodnie lub niezgodnie z wentylatorem głównym. Badanie pracy wentylatora w kopalni sieci wentylacyjnej przeprowadza się korzystając z charakterystyki spiętrzenia wentylatora głównego. W czasie pożaru w kopalni o przewietrzaniu wznoszącym działanie wypadkowej depresji naturalnej jest zgodne z działaniem wentylatora głównego, a depresja naturalna i spiętrzenie wentylatora sumują się jak przy pracy szeregowej wentylatorów. Z chwilą powstania pożaru i w miarę jego rozwoju wzrasta wypadkowa depresja naturalna w sieci wentylacyjnej, dlatego wzrasta strumień objętości powietrza płynącego przez kopalnię przy równoczesnym zmniejszeniu się spiętrzenia wentylatora głównego oraz wzroście zużycia mocy pobieranej przez silnik wentylatora. Dalszy wzrost depresji naturalnej spowoduje wzrost strumienia objętości powietrza płynącego przez wentylator oraz dalsze zmniejszenie spiętrzenia wentylatora głównego. Przy dużej depresji naturalnej spiętrzenie może zmniejszyć się do 0 lub przyjąć wartość ujemną-wentylator wówczas dławi prąd powietrza jak tama regulacyjna. W kopalniach przewietrzanych wznoszącymi prądami powietrza pożar podziemny powoduje przesunięcie punktu pracy wentylatora na jego charakterystyce w kierunku na prawo od punktu pracy tego wentylatora przed powstaniem pożaru. Powoduje to zmniejszenie spiętrzenia wentylatora oraz zwiększenie strumienia objętości powietrza płynącego przez wentylator oraz wzrost zużycia energii pobieranej przez silnik wentylatora. Zwiększony pobór mocy może spowodować spalenie silnika napędzającego wentylator. W celu zapobieżenia zmniejszaniu się spiętrzaniu wentylatora głównego należy przystąpić do stabilizacji kierunków prądów powietrza bądź stabilizacji rozpływu powietrza. Stabilizacja ta w kopalni o przewietrzaniu wznoszącym ma przeciwny skutek jak działanie pożaru. Gdy w czasie pożaru wentylator główny dławi przepływ prądu powietrza przez kopalnię, tzn. spiętrzenie wentylatora jest ujemne, wskazane jest unieruchomienie wentylatora i otwarcie zrębu szybu wydechowego. W czasie pożaru podziemnego w kopalni o przewietrzaniu schodzącym działanie wypadkowej depresji naturalnej jest niezgodne z działaniem wentylatora głównego. Zmniejsza się wówczas wydajność wentylatora, zwiększa jego spiętrzenie . W czasie pożaru w kopalni o przewietrzaniu schodzącym w razie wystąpienia bardzo dużej depresji naturalnej może nastąpić odwrócenie prądu głównego. Pożar w kopalni przewietrzanej prądami schodzącymi powoduje przesunięcie punktu pracy wentylatora na jego charakterystyce na lewo od punktu pracy tego wentylatora przed powstaniem pożaru. Powoduje to zwiększenie spiętrzenia wentylatora oraz zmniejszenie strumienia objętości powietrza płynącego przez wentylator. W miarę opanowania pożaru następuje stopniowy systematyczny wzrost spiętrzenia wentylatora głównego, który spowodowany jest zmniejszeniem depresji naturalnej. Tamowanie poszczególnych bocznic sieci wentylacyjnej powoduje zwiększenie oporu sieci wentylacyjnej, czyli zmniejszenie otworu równoznacznego kopalń. Gdy mimo tamowania określonych bocznic sieci wentylacyjnej spiętrzenie wentylatora głównego nadal maleje, świadczy to o dalszym rozwoju pożaru, np. wskutek niekontrolowanego dopływu powietrza do ogniska pożaru przez zroby zawałowe, nieszczelną podsadzkę hydrauliczną, szczeliny w górotworze. Szybki spadek spiętrzenia wentylatora może wskazywać na powstanie wtórnego ogniska pożaru. Gwałtowny spadek spiętrzenia wentylatora głównego może być spowodowany wybuchem gazów pożarowych lub wybuchem metanu. Wyraźne obniżenie spiętrzenia wentylatora może także wystąpić w przypadku przepalenia się oddzielających tam wentylacyjnych znajdujących się w krótkim połączeniu, zwłaszcza między grupowymi prądami powietrza świeżego i powietrza zużytego, lub w razie otwarcia tam przez wycofującą się załogę. Wzrost spiętrzenia wentylatora występuje też w razie pęknięcia rurociągu podsadzkowego lub podsadzenia wyrobiska, w którym jest prowadzony prąd grupowy powietrza. Wywołuje to poważne zaburzenia sieci wentylacyjnej - odwrócenie prądów bocznych lub cofanie prądu głównego. Skokowy wzrost spiętrzenia wentylatora głównego może wykazywać na powstanie zawału w ognisku pożaru lub w prądzie głównym poza ogniskiem pożaru. W prądzie schodzącym w początkowej fazie rozwoju pożaru następuje zwiększenie spiętrzenia wentylatora głównego i zmniejszenie strumienia objętości powietrza przepływającego przez kopalnię. W miarę opanowania pożaru spiętrzenie wentylatora stopniowo się zmniejsza, lecz jest ono wyższe niż przed powstaniem pożaru, wskutek otamowania określonych bocznic sieci wentylacyjnych. W czasie pożarów w kopalni przewietrzanej prądami schodzącymi może wystąpić zawał , wybuch gazów pożarowych.

10. Aktywne zwalczanie pożarów podziemnych

Powodzenie w zwalczaniu pożarów zależy przede wszystkim od tego, w jakim stadium rozwoju pożaru przystępuje się do gaszenia ognia. We wczesnych stadiach rozwoju pożarów podziemnych najskuteczniejsze zazwyczaj jest ich aktywne zwalczanie. Aktywne gaszenie pożarów podziemnych jest skuteczne, gdy szybkość gaszenia ognia jest większa od szybkości rozwoju pożaru. Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, pożar powinno się izolować za pomocą tam pożarowych. W zasadzie aktywnie można gasić pożary takie, do których istnieje dostęp.

Do sposobów aktywnego zwalczania pożarów należą: gaszenie ognisk pożarowych wodą, środkami gaśniczymi i pianotwórczymi, środkami niepalnymi, wybieranie zagrzanego lub palącego się węgla, zastosowanie podsadzki hydraulicznej, zawiesiny iłowej oraz gazów obojętnych.

11.1 Wybór miejsca na tamy

Przy wyborze miejsca na tamy pożarowe należy przede wszystkim pamiętać :

-otamowana część kopalni powinna być jak najmniejsza

-liczba tam powinna być minimalna

Należy zwrócić uwagę na szczelność, niepalność i dokładność wykonania tam pożarowych od strony dopływu powietrza do pola pożarowego miejsce na te tamy powinny być wybrane w skałach bez szczelin i możliwie o dużej wytrzymałości. Wykonanie wrębu sięgającego do zwięzłej calizny pozwoli na uzyskanie dużej szczelności. O wyborze miejsca na tamę decyduje bliskość opływowego prądu powietrza oraz bliskość dróg transportowych.

11.3 Kolejność zamykania tam pożarowych

Zamykanie tam pożarowych od strony dopływu powietrza świeżego do zaognionej przestrzeni jest łatwiejsze niż od strony wypływu gazów pożarowych . Po zamknięciu tych tam dopływ powietrza do ognia ulega ograniczeniu , co powoduje zmniejszenie intensywności spalania oraz przyczynia się do obniżenia temperatury gazów pożarowych wypływających z tamowanego pola . Aby ułatwić izolowanie zaognionego pola w kopalniach niemetanowych , należy w pierwszej kolejności zamykać tamy od strony dopływu powietrza , przy czym najpierw należy zamknąć tamę w prądzie głównym płynącym od ognia , a następnie w prądach bocznych , którymi dopływa powietrze do tamowanej części kopalni , na końcu natomiast tamy od strony wylotu gazów . W przypadku kopalń metanowych przeważa pogląd , że tamy pożarowe należy zamykać jednocześnie . Niektórzy uważają , że aby uniknąć wybuchu gazów pożarowych w tamowanym polu , wskazane jest zamykanie w pierwszej kolejności tam wylotowych , dopiero później tam wlotowych . W polach metanowych przez zamknięcie w pierwszej kolejności tamy wlotowej , w wyniku ograniczenia dopływu powietrza można spowodować zwiększenie dopływu metanu , można więc łatwo przekroczyć dolna granicę wybuchowości metanu i wówczas nastąpi jego wybuch. Najniebezpieczniejszym okresem ze względu na wybuch jest okres zamykania pierwszych tam wlotowych. Tłumaczy się to tym , że w czasie zamykania tych tam zmniejsza się stopniowo dopływ tlenu do ognia , stwarza się warunki do odwrócenia prądów powietrza w tamowanej przestrzeni ( poza tamami ) ; w przypadku kopalń metanowych możliwe jest również zwiększenie wypływu metanu w tej przestrzeni . Wobec tego w określonym czasie zmieszane z powietrzem gazy pożarowe lub metan mogą utworzyć mieszaninę wybuchową , która po zetknięciu się z ogniskiem pożaru spowoduje wybuch.

11.4 Tamowanie pożaru w polach metanowych z zastosowaniem tam przeciwwybuchowych.

W celu ograniczenia skutków ewentualnego wybuchu gazów palnych ( zwłaszcza metanu ) w czasie tamowania pożaru , a przede wszystkim dla zabezpieczenia ludzi zatrudnionych w akcji pożarowej , wykonuje się zwykle tamy przeciwwybuchowe . Zadaniem tamy przeciwwyb. Jest przejęcie i zatrzymanie fali wybuchu gazów w polu pożarowym i niedopuszczenie do przeniesienia skutków wybuchu poza tamę . Ważniejsze rodzaje tam przeciwwyb. omówiono w rozdziale 11.2. Czas ukończania budowy tam przeciwyb. musi być krótszy od czasu τ , tj. czasu ewentualnego utworzenia się w tamowanym polu pożarowym roztworu wybuchowego gazów palnych . Zasadnicze znaczenie przy budowie tam przeciwwyb. ma szybkość ich wykonania . Dlatego tamy te nie są zbyt szczelne i ssą tamami tymczasowymi . Kolejność budowy i zamykania tam pożarowych w polach metanowych przy zwykłym tamowaniu ( bez stosowania gazów obojętnych ) może być następująca :

-tamy ostateczne buduje się jednocześnie z wykonywaniem tam przeciwwyb. , po ukończeniu budowy tam zamyka się równocześnie klapy oraz drzwi w tamach przeciwwyb. i ostatecznych zarówno po stronie dopływu jak i wypływu powietrza ze strefy objętej pożarem.

-tamy ostateczne buduje się po wykonaniu tam przeciwwyb. , natychmiast po ich zamknięciu (w przypadku bardzo wytrzymałych tam przeciwwyb. )

-tamy ostateczne buduje się po wykonaniu tam przeciwwyb. , po ich zamknięciu ( równocześnie na dopływie i wypływie powietrza ) oraz po odczekaniu czasu , w którym może nastąpić wybuch w polu pożarowym poza zamkniętymi tamami przeciwwyb. ; czas ten może być różny i wynosi zwykle od 8 do 24 h .

W wielu przypadkach tamy przeciwwyb. , jeśli są wykonane dokładnie i z odpowiednim wrębem mogą pełnić jednocześnie funkcję tam ostatecznych . dotyczy to zwłaszcza tam podsadzkowych i gipsowych . Każda tama przeciwwyb. powinna być zabezpieczona 200 - metrową strefą opylania lub zraszania oraz zaporą przeciwwybuchową ( pyłową lub wodną ) z co najmniej 400 kg pyłu kamiennego lub wody na 1 m² pola przekroju poprzecznego wyrobiska z zaporą

11.5 Tamowanie pożaru z zastosowaniem gazów obojętnych

Tamowanie pożaru z zastosowaniem gazów obojętnych jest stosowane wówczas , gdy chce się uniknąć niebezpieczeństwa wybuchu gazów palnych w tamowanej przestrzeni . Sposób ten może być stosowany tylko wtedy , gdy ilość gazu obojętnego , którą dysponujemy , jest wystarczająca do obniżenia stężenia tlenu w izolowanym polu do granic bezpiecznych ( tj. do około 10% przy CH₄ ), i to w czasie krótszym od czasu , w którym może nastąpić nagromadzenie się gazów palnych o stężeniu powyżej dolnej granicy wybuchowości . Jako gazy obojętne stosowane są : CO₂ , azot , lub zneutralizowane gazy spalinowe . Dobre efekty uzyskuje się przy stosowaniu gazów spalinowych z parą wodną , wytwarzanych za pomocą generatorów gazotwórczych o dużej wydajności ( rozdz. 10.7) .Ilość CO₂ niezbędnego do obniżenia stężenia tlenu do wartości granicznej , przy której nie zachodzi możliwość wybuchu gazów pożarowych oblicza się ze wzoru V_CO2=V(100-CO₂)/100*O₂gdzie:

V - strumień objętości powietrza wpływającego do tamowanego pola pożarowego lub przesączającego się przez zamknięte tamy pożarowe [m³/min] ;O₂ - stężenie tlenu w tym powietrzu. Jeśli przez pole pożarowe przepływa strumień objętości powietrza V , to dla wyparcia tlenu z tego powietrza do granicy bezpiecznej należy doprowadzić CO₂ w ilości obliczonej ze wzoru: V_CO2=5VΔO₂/100 gdzie : ΔO₂ - różnica między stężeniem tlenu w powietrzu przed zamknięciem tam pożarowych a stężeniem granicznym , przy którym nie zachodzi możliwość wybuchu gazów palnych w otamowanej przestrzeni [%] .Podawanie gazów obojętnych do tamowanego pola może nastąpić po wybudowaniu zwykłych tam tymczasowych wówczas , gdy nie ma możliwości odwrócenia się prądów powietrza w tym polu lub po wybudowaniu tam przeciwwybuchowych z włazami , gdy istnieje możliwość odwrócenia się prądów powietrza w tamowanej przestrzeni . Po utworzeniu się w tamowanym polu atmosfery obojętnej przystępuje się do budowy ostatecznych tam pożarowych . CO₂ jest bardziej skutecznym gazem obojętnym od azotu . Dla zobojętnienia pod względem wybuchowym mieszaniny metanowo- powietrznej konieczne jest doprowadzenie do niej 1,875 razy więcej azotu niż CO₂ . Najlepsze efekty zobojętniania atmosfery w izolowanej przestrzeni osiąga się przy otamowanych wlotach powietrza do pola pożarowego i otwartych włazach w tamach wylotowych . Skuteczność stosowania gazów obojętnych zależy od szczelności otamowania pola pożarowego i technologii podawania gazów obojętnych . Podawanie gazów obojętnych powinno zapewnić wypełnienie pola pożarowego nimi , oraz utrzymanie tego stanu do czasu zobojętnienia atmosfery w polu .Tamy wylotowe można zamknąć wtedy , gdy stężenie tlenu w otamowanej przestrzeni obniży się do 8÷10% . Wtłaczanie gazów obojętnych do zamkniętego pola pożarowego kontynuuje się aż do ustalenia się składu chemicznego atmosfery w tym polu .Potem przerywa się proces wtłaczania gazów obojętnych . Wznawia się go gdy skład chemiczny gazów w polu pożarowym wskazuje , że do pola tego dopływa powietrze ( wznowienie pożaru ).Stosowanie gazów obojętnych obniża temperaturę gazów i skał w polu pożarowym .

11.6 Kombinowane sposoby gaszenia pożarów podziemnych

Kombinowane gaszenie pożarów polega na tym , że jednocześnie z tamowaniem pożaru stosuje się środki do aktywnego gaszenia pożarów lub środki obniżające stężenie tlenu albo temperaturę w polu pożarowym . Stosuje się je gdy :

-nieskuteczne jest stosowanie wyłącznie aktywnego lub pasywnego sposobu gaszenia pożaru podziemnego

-konieczne jest zwiększenie bezpieczeństwa załogi zatrudnionej przy aktywnym lub pasywnym gaszeniu pożaru

-przewiduje się przyspieszone otwarcie pola pożarowego dla odzyskania otamowanych wyrobisk i ich wyposażenia

Często stosuje się kombinowane gaszenie pożaru z zastosowaniem wody jako środka gaśniczego , przy czym woda może być podawana do zaognionej przestrzeni w czasie tamowania pożaru lub po otamowaniu pola pożarowego . Innym kombinowanym sposobem jest zatapianie pól pożarowych , po oprzednim wykonaniu odpowiednio wytrzymałych tam wodnych . Zatapianie przeprowadza się po wycofaniu załogi z miejsc zagrożonych , przy czym konieczne jest kontrolowanie przepływu wody jak i poziomu wody w zatopionym polu pożarowym . Używa się wody z rurociągów przeciwpożarowych , podsadzkowych , węży pożarniczych itp. .W kopalniach stosujących podsadzkę hydrauliczną pole pożarowe podsadza się podsadzką hydrauliczną .Podsadzanie przeprowadza się przez jednorazowe doprowadzenie podsadzki hydraulicznej do pola pożarowego lub etapami przez skracanie odpowiednio rurociągu podsadzkowego . Przy kombinowanych sposobach gaszenia pożarów podziemnych często są stosowane gazy obojętne , które mają zapobiegać wybuchom metanu lub gazów pożarowych , jak również przyspieszać gaszenie pożaru . Metoda ta wymaga stosowania odpowiednich technologii budowy tam oraz transportu i podawania gazów obojętnych . W przypadku małych przestrzeni zaognionych stosuje się gaz obojętny ( CO₂ , N₂ ) sprowadzony na dół kopalni w butlach . Gdy pole pożarowe zajmuje przestrzeń 1000 do 5000 m³ można stosować ciekły azot podawany do pola pożarowego rurociągiem z przewoźnych zbiorników dołowych lub z powierzchni . W przypadku dużych pól pożarowych , powyżej 10000 m³ do kombinowanego gaszenia pożarów podziemnych potrzeba dużych ilości gazów obojętnych .W tym celu używane są specjalne generatory gazów obojętnych o dużych wydajnościach , np. GAG . Do wygaszania pożaru w otamowanej przestrzeni mogą być wykorzystane gazy pożarowe wytwarzane w polu pożarowym . Wprowadzenie tych gazów do pola pożarowego od strony tam wlotowych powoduje obniżenie stężenia tlenu w tej części pola , z której ognisko pożaru czerpie tlen do procesu spalania . Sposób ten wymaga połączenia strony wylotowej pola pożarowego ze stroną wlotową szczelnym lutniociągiem wyposażonym w wentylator lutniowy wprowadzający w ruch zneutralizowane gazy pożarowe (tzn. zawierające poniżej 5 % tlenu ) . W pewnych przypadkach w kopalniach metanowych stosuje się metan do skrócenia okresu występowania w polach pożarowych mieszanin wybuchowych . Wypełnienie metanem zaognionych przestrzeni odbywa się pod wpływem ciśnienia złożowego lub przez wtłaczanie go za pomocą specjalnej instalacji . Pobór metanu odbywa się z rurociągów odmetanowania . W metodzie tej tamy pożarowe muszą być wykonane jako tamy przeciwwybuchowe , uniemożliwiające przeniesienie się ewentualnego wybuchu z pola pożarowego do czynnych wyrobisk górniczych.

11.8.Wyrównywanie potencjałów aerodynamicznych wokół pola pożarowego

Dysypację energii (J/m³) w dowolnej bocznicy sieci wentylacyjnej, w tym również w polu pożarowym, oblicza się wzorem l_fv=R_nV_n² gdzie :R_n- opór normalny pola pożarowego(kg/m⁷),V_n- strumień objętości normalnej powietrza przepływającego przez pole pożarowe(m³/s).Z zależności wynika że strumień objętości powietrza jest określany wzorem V_n=
I_fv/R_n Z tego wynika, że strumień ten a zatem również i ilość tlenu w polu pożarowym, jest tym mniejsza ,im większy jest opór R_npola pożarowego lub im mniejsza jest dysypacja energii. W ogólnym przypadku w aktywnej bocznicy sieci wentylacyjnej występują: spadek potencjału aerodynamicznego∂φ(J/kg),dysypacja energii l_f(J/kg) oraz depresja naturalna (cieplna) l_n(j/kg).Miedzy wielkościami zachodzi związek ∂φ=l_f-l_n, zgodnie z pracą ∂φ=φ_d-φ_w, w której φ_d,φ_w oznaczaja odpowiednio potencjał aerodynamiczny w przekroju krańcowym dopływu(d) i wypływu(w) wyrobiska. Gdy wyrównamy potencjały,tzn. gdy φ_d≈φ_w wówczas nastąpi wstrzymanie dopływu powietrza kopalnianego do pola pożarowego. Gdy strumień objętości V_n powietrza kopalnianego równa się zero (V_n=0),wtedy stopniowo maleje zapas tlenu wewnątrz tego pola i ogień gaśnie.Tak więc, jeśli dla pola pożarowego w którym występuje depresja cieplna,φ_d≈φ_w i l_n≈l_tp, to strumień objętości V_n→0 i wtedy występują dogodne warunki gaszenia ogniska pożaru w otamowanej przestrzeni. Depresję naturalną (cieplną) ln można obliczyć ze wzoru przybliżonego l_n = (kν_o)/(k-1)[p_w(p_o /p)^1/k-p_d(p_o/p_d)^1/k]-0,5(ν_d+ν_w)(p_w-p_d),gdzie: p_w, p_d i ν_d, ν_w oznaczają odpowiednio ciśnienia statyczne, bezwzględne (Pa) w przekroju dopływu i wypływu oraz objętości właściwej powietrza w tych przekrojach. Dysypację energii boliczamy według wzoru l_f = -0,5(ν_d+ν_w)(p_w-p_d) - 0,5(w_w²-w_d²) - g(z_w- z_d) Niekiedy jednak do pomiaru dysypacji energii (energii rozproszenia) stosowane są mikromanomery pochyłe i węże grubościenne. Stosując tę metodę zakłada się, że sieć wentylacyjna kopalni jest siecią pasywna, w której w wyrobiskach górniczych za wyjątkiem pola pożarowego, nie są generowane depresje naturalne (cieplne).Jeśli rozpatruje się pole pożarowe, w którym występuje depresja pożaru l_np., to często depresję wyznacza się w następujący sposób. Dla zamkniętego oczka sieci wentylacyjnej skład którego wchodzi bocznica sieci obejmująca pole pożarowe 1-d-2-c-1,układa się równanie oczkowe w następującej postaci ∂φ_1-2=l_mT1+l_mT2+l_fa-b-l_np. gdzie:l_mT1,l_mT2-odpowiednio dysypacje energii w wlotowej (T₁)i wylotowej (T₂) tamie pożarowej ,l_fa-b-dysypacja energii zachodząca wewnątrz pola pożarowego między tymi tamami.

11.8.1.Wyrównanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą bocznicy gaszącej i tamy gaszącej.

W kopalni przedstawionej na rysunku (a, b) tama dławiąca (regulacyjna)TR₁ powoduje, ze przez wdechowe tamy pożarowe przy węzłach 3,4,5 powietrze wpływa do pola pożarowego, podczas gdy tamy przy węzłach 6,7,8,9 są wydechowe większy jest spadek potencjału aerodynamicznego w tamie TR₁, tym więcej powietrza wpływa do pola pożarowego . W celu zmniejszenia strumienia powietrza wpływającego do tego pola, a zatem przyspieszenia ugaszenia pożaru w otamowanym polu pożarowym, należy zlikwidować tamę dławiącą TR₁, zbudować natomiast tamę dławiącą TR₂ w bocznicy 2-3 rys.(c, d) lub tamę TR₃ w bocznicy 9-10 rys (e ,f).Lepszym rozwiązaniem jest zbudowanie tamy TR₂ w bocznicy 2-3 rys(c) gdyż w razie pożaru w bocznicy 3-4-5-6-7-8-9-10 gazy pożarowe będą miały zapewniony swobodny odpływ do szybu wentylacyjnego. Gdy w tamie TR₂ występuje duży spadek potencjału aerodynamicznego, wyrobisko 2-3 znajduje się natomiast w rozgniecionym węglu skłonnym do samozapalenia, buduje się tamę TR₃ w wyrobisku kamiennym 9-10 rys(e)

11.8.2.Wyrównywanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą tamy dławiącej

Gdy pole pożarowe w systemie wentylacyjnym stanowi bocznicę przekątną , wówczas można wyrównać potencjały aerodynamiczne za pomocą odpowiednio zlokalizowanej tamy dławiącej .Na rysunku (a ) przedstawiono schemat przestrzenny kopalni , w której w nieczynnym przekopie zbudowano tamę dławiącą TR₁. Przez tamę płynie powietrze potrzebne do przewietrzania wydechowych tam pożarowych znajdujących się obok bocznicy 2-6-7-8-9. Dla wyrównania potencjału aerodynamicznego wokół pola pożarowego należy usunąć tamę TR₁ i zbudować tamę TR₂ w bocznicy 8-9 rys (c) .wpływ działania tam TR₁ i TR₂ na rozkład potencjału aerodynamicznego wokół pola pożarowego podając schematy na rys. (b, d)

11.8.3.Wyrównanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą wentylatora w tamie regulacyjnej.

Jeżeli nie ma udzielnej drogi , którą płynęłoby powietrze przewietrzające tamy pożarowe bądź jeśli niema możliwości łatwego i szybkiego uzyskania tej drogi , stosuje się wyrównanie potencjałów aerodynamicznych wokół pola pożarowego za pomocą wentylatora w tamie dławiącej. W polu pożarowym otamowanym przy węzłach 2 i 5 w kopalni podanej na rys.(a ) znajdującym się w warunkach potencjalnych przedstawionych na rys. (b) zainstalowano tamę dławiącą TR₁ z wentylatorem ssącym powietrze z przestrzeni między tamą pożarową TP₁ i tama dławiącą TR₁ rys(c).Wentylator pracuje w obiegu zamkniętym powietrza :przestrzeń przed tamąTR₁ - okienko w tamie TR₁ - przestrzeń między tama TR₁ i tama pożarowa TP₁ - wentylator - przestrzeń przed tamą TR₁.Gdy warunki lokalne nie pozwalają zbudować tamy dławiącej TR₁ z wentylatorem ssącym , buduje się tam regulacyjną TR₂ z wentylatorem tłoczącym powietrze do przestrzeni między tamą TR₂ a wydechowa tamą pożarową TP₂.Tama dławiąca TR₁ bądź TR₂ może być wykonana jako tama deskowa lub murowa z drzwiami oraz oknem i zasuwą regulacyjna . W celu kontroli działania instalacji jest konieczne zabudowanie manometru wodnego przed tamą dławiącą, przy czym jedno jego ramie powinno być połączone z przestrzenia za tama pożarowa, drugie natomiast ramie łączy się z przestrzenią między tamą dławiącą i pożarowa. Rys 1 .Najczęściej za pomocą zasuwy regulacyjnej w tamie dławiącej sprowadza się słupki wody w obu ramionach manometru U - rurki do tego samego poziomu. Działanie tamy dławiącej z wentylatorem należy stale kontrolować, gdyż mogą zachodzić zmiany w pracy wentylatora. Jeżeli pole pożarowe jest otamowane dużą liczbą tam pożarowych, należy dążyć do stosowania możliwie jak najmniejszej liczby tam dławiących TR₁ TR₂, z wentylatorami, które obejmują swym działaniem większa liczbę tam pożarowych .

11.8.4.Wyrównanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą tamy dławiącej i wentylatora pomocniczego(wtórnego)

Stosuje się je najczęściej wtedy ,gdy pole pożarowe jest odizolowane od reszty kopalni dużą liczba tam pożarowych ,przy czym ze względów ruchowych jest niedopuszczalne zmniejszenie strumienia objętości powietrza w żadnym rejonie wentylacyjnym kopalni. Jeżeli w kopalni z rys. a),ze względu na niekorzystnie ukształtowane pole potencjału aerodynamicznego rys. b),trzeba wyrównać potencjały wokół pola pożarowego, nie można natomiast zmniejszyć strumienia objętości powietrza w bocznicach 2-K₁-6-7-8-9 i 2-3-4-5-K₂-9 ,to należy w bocznicy 2-3 zabudować tamę dławiącą TR₁, w bocznicy 5-K₂-9 zaś zainstalować wentylator pomocniczy W_p rys. c).Opór tamy dławiącej i spiętrzenie wentylatora pomocniczego powinny być odpowiednio dobrane do warunków lokalnych. Pole potencjalne ukształtowane wokół pola pożarowego

Po zastosowaniu tamy dławiącej TR₁ i wentylatora pomocniczego W_p ilustruje schemat potencjalny rys. d). Kontrolę wyrównania potencjałów aerodynamicznych przeprowadza się mierząc dysypacje energii w tamach wdechowych i wydechowych.

11.8.5.Wyrównanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą tamy dławiącej i wentylatorów głównych.

Pole pożarowe w kopalni przedstawionej na rysunkach znajduje się w bocznicy przekątnej. Pewne tamy pożarowe są pod wpływem drugiego wentylatora głównego rys. a). Regulację pracy jednego z wentylatorów przeprowadza się zasuwą TR₁ rys. a) i b).Wyrównanie potencjału aerodynamicznego wokół tego pola pożarowego można uzyskać przez usunięcie tamy (zasuwy) TR₁ i zbudowanie tamy TR₂ rys. c) i d). Jeśli zasuwa TR₁ rys. b) w kanale wentylacyjnym jest całkowicie otwarta , to wyrównanie potencjałów aerodynamicznych można uzyskać przez zbudowanie tamy TR₂ oraz odpowiednie dobranie spiętrzenia wentylatorów głównych z uwzględnieniem zapotrzebowania na powietrze w kopalni. W tym przypadku spiętrzenie wentylatorów głównych dobiera się operując zasuwami w kanałach wentylatorów , obrotami wirników, kątami ustawienia łopatek, kierownic, bądż nawet stosując szeregową lub równoległą pracę wentylatorów zainstalowanych przy jednym szybie.

11.8.6.Wyrównanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą jednostronnych komór gaszących.

Przyspieszenie likwidacji pól pożarowych usytuowanych między szybem wdechowym a wydechowym rys. a) i b) za pomocą jednostronnych komór gaszących polega na wykonaniu przed wylotową tamą pożarową TP₂ komory , w której będzie wytworzone takie ciśnienie , jakie występuje przed wlotową tamą pożarową TP₁.Komorę gaszącą otrzymujemy przez zbudowanie przed wylotową tamą pożarową TP₂ dodatkowej tamy z okienkiem regulacyjnym TR₂ w celu uzyskania zamkniętego odcinka wyrobiska w postaci komory K rys. b).W komorze gaszącej należy wytworzyć takie ciśnienie , jakie panuje przed tamą pożarową TP₁, uniemożliwi to przepływ powietrza w polu pożarowym. W tym celu komorę gaszącą należy połączyć z atmosferą zewnętrzną za pomocą rurociągu obiegowego R rys. b). Rurociąg obiegowy R, łączy komorę gaszącą z atmosferą zewnętrzną, jest bocznicą wentylacyjną równoległą do bocznicy , którą jest szyb wdechowy. Pole pożarowe natomiast przy zastosowaniu jednostronnej komory gaszącej zmienia swój charakter z bocznicy wentylacyjnej równoległej rys.c) na bocznicę przekątną rys. d). Kierunek przepływu gazów w polu pożarowym zależy wówczas od oporów bocznic sąsiadujących z polem pożarowym. Opory rurociągu obiegowego R i tamy TR₂ rys. b) można zmienić za pomocą zasuwy zainstalowanej w rurociągu R i w tamie TR₂, wobec czego uzyskuje się wyrównanie potencjałów aerodynamicznych wokół pola pożarowego. Pole potencjalne ukształtowane wokół otamowanej przestrzeni przed zastosowaniem jednostronnej komory gaszącej oraz po wykonaniu takiej komory przedstawiono na rys. c) i d). Rurociągi obiegowe, w zależności od długości i przewidywanej szczelności tamt TR₂, mogą być wykonane z rur średnicy 100, 150, 180, 200 mm lub z lutni kołnierzowych średnicy 300, 400, 500, 600, 700 lub 800 mm.

11.8.7.Wyrównanie potencjałów aerodynamicznych za pomocą wielostronnych komór gaszących.

Przyspieszenie likwidacji pól pożarowych za pomocą wielostronnych komór gaszących polega na wykonaniu przed wlotowymi i wylotowymi tamami pożarowymi komór, w których panuje jednakowe ciśnienie powietrza, tzw. komór gaszących. Otrzymujemy je przez zbudowanie przed tamami pożarowymi TP₁ i TP₂ dodatkowych tam TR₁ i TR₂,w celu uzyskania zamkniętych odcinków wyrobisk, tj. komór K₁ i K_2. Długość komór powinna być taka, aby kontaktujące się z polem pożarowym wszystkie szczeliny wokół tam pożarowych TP₁ i TP₂ były objęte daną komorą. W komorach gaszących należy utrzymać takie ciśnienie powietrza, aby nie było przepływu powietrza w polu pożarowym. Dlatego komory gaszące należy połączyć za pomocą rurociągu obiegowego R rys. Rurociąg obiegowy łączący komory gaszące K₁ i K₂ stanowi bocznicę wentylacyjną równoległą do bocznicy P_P, jaką jest pole pożarowe.

12.LIKWIDACJA PODZIEMNYCH PÓL POŻAROWYCH

W przypadku niepowodzenia aktywnego zwalczania pożaru podziemnego zaognioną część kopalni izoluje się od czynnych wyrobisk tamami pożarowymi. W ten sposób powstają otamowane pola pożarowe, które stanowią poważne zagrożenie dla załóg dołowych kopalń, zwłaszcza w razie wyjścia ognia przed tamy pożarowe. Prócz tego w otamowanych polach pożarowych pozostają często znaczne zasoby węgla przygotowane do eksploatacji oraz maszyny i urządzenia. Aby zmniejszyć zagrożenie załóg dołowych od strony pól pożarowych oraz odzyskać uwięzione w tych polach zasoby węgla i urządzenia, konieczne jest możliwie szybkie ugaszenie pożaru w otamowanej przestrzeni, a następnie zlikwidowanie pola pożarowego.

12.1.Ocena stanu pożaru w otamowanej przestrzeni

Po otamowaniu pożaru tamami pożarowymi w miarę upływu czasu zachodzą różne zmiany w atmosferze otamowanej przestrzeni. W początkowym okresie po zamknięciu tam pożarowych w polu pożarowym obserwuje się wzrastanie zawartości dwutlenku węgla CO₂, tlenku węgla CO, wodoru H₂, metanu CH₄, i węglowodorów alifatycznych C_m.H_n oraz zmniejszenie zawartości tlenu O₂.

Po osiągnięciu maksymalnych wartości zmniejsza się zawartość CO, H₂, CH₄, C_m.H_n, wzrasta natomiast stężenie O₂ i CO₂.W otamowanym polu pożarowym obserwuje się również zmiany wartości depresji naturalnej (cieplnej). Systematycznie prowadzone obserwacje wymienionych zmian pozwalają na wyciągnięcie odpowiednich wniosków dotyczących stanu pożaru w otamowanej przestrzeni.

---