Charakterystyka gazów kopalnianych.

Azot - N2 to gaz bez barwy, smaku i zapachu. Azot w warunkach normalnych, jest obojętny dla organizmu ludzkiego i biologicznie bierny. Wzrost zawartości azotu w powietrzu kopalnianym idzie zwykle w parze z obniżeniem zawartości tlenu.

Gazy szlachetne: argon (Ar), ksenon (Xe), neon (Ne), krypton (Kr) - są obojętne dla procesu oddychania a stąd biologicznie bierne dla organizmu człowieka.

Wodór - H2 jest gazem bezbarwnym, nie posiadającym własności trujących i dla procesu oddychania biologicznie obojętnym.

Tlenek węgla - CO jest gazem bez barwy smaku i zapachu. Stanowi on duże zagrożenie, zwłaszcza w górnictwie podziemnym bowiem wykazuje on silne działanie trujące. Zatrucie tlenkiem węgla powoduje szereg objawów, takich jak: uczucie ucisku i bóle głowy, uczucie tętnienia w skroniach i zaburzenia równowagi, zawroty głowy, zaburzenia wzroku, nudności, wymioty, ogólne osłabienie, utrata przytomności, śmierć. Górnicze przepisy bezpieczeństwa dopuszczają, w miejscach pracy górników, zawartość tlenku węgla maksymalnie do 0,002% obj.

Dwutlenek węgla - CO2 nie jest gazem trującym, należy do gazów duszących, gdyż pozbawia organizm ludzki dostępu tlenu. Polskie przepisy górnicze wymagają, aby zawartość dwutlenku węgla w prądzie powietrza zużytego nie przekraczała 1% obj.

Tlenki azotu stanowią mieszaninę NO, NO2, N2O4 i N2O5 . Najgroźniejszym z tlenków azotu jest NO2 , który w zetknięciu się z wydzieliną błon śluzowych tworzy kwas azotowy i azotawy. Szkodliwe działanie kwasu pojawia się dopiero po pewnym czasie utajenia, wynoszącym od kilku do kilkunastu godzin i polega na bardzo ciężkim uszkodzeniu pęcherzyków płucnych, naczyń włosowatych płuc, błon śluzowych oskrzeli i tchawicy. Dopuszczalna przepisami górniczymi zawartość tlenków azotu w powietrzu kopalnianym nie powinna przekraczać 0,00025% obj.

Siarkowodór - H2S jest gazem bez barwy o bardzo charakterystycznym zapachu zgniłych jaj. Oddychanie powietrzem skażonym siarkowodorem w większych stężeniach powoduje porażenie ośrodka oddechowego, utratę przytomności i śmierć. Najwyższe dopuszczalne stężenie H2S w powietrzu kopalnianym według górniczych przepisów bezpieczeństwa nie może przekraczać 0,0007% obj.

Dwutlenek siarki - SO2 jest gazem bezbarwnym o bardzo silnym, drażniącym zapachu i kwaśnym smaku. Dwutlenek siarki jest gazem silnie trującym. Ulegając rozpuszczeniu w wydzielinach błon śluzowych tworzy kwas siarkowy, który działa żrąco na błony śluzowe. Dopuszczalne stężenie dwutlenku siarki w powietrzu kopalnianym, według górniczych przepisów bezpieczeństwa, nie może być większe od 0,0007% obj.
Celem ćwiczenia jest dokładne zapoznanie się z budową i zasada pracy przyrządów służących do pomiaru składników gazowych w mieszaninie gazowo - powietrznej, z techniką prawidłowego przeprowadzania pomiaru danego składnika mieszaniny gazów oraz z nauką przeprowadzania poprawnych ocen otrzymanych wartości w wyniku wykonanego pomiaru.

OTRZYMANE Z POMIARÓW WARTOŚCI STĘŻEŃ SKŁADNIKÓW GAZOWYCH
WNIOSKI:

1)

Porównując zawartość metanu CH4 w mieszaninie gazowo - powietrznej stwierdzamy, że otrzymane wartości stężenia tego gazu w komorze II przekraczają wartości dopuszczalne. Zawartość metanu do 2,0% znacznie przekracza normy dopuszczalnej zawartości metanu w rejonowych prądach powietrza zużytego (dopuszczalne stężenie 1%); także przekracza normy w szybie wydechowym (dopuszczalne stężenie 0,75%); oraz przy zastosowaniu metanometrii automatycznej, gdzie zawartość metanu nie powinna przekraczać 1,5%.

Otrzymane wartości stężenia tego gazu w komorze I odpowiadają dopuszczalnej zawartości metanu w rejonowych prądach powietrza zużytego (dopuszczalne stężenie 1%); w szybie wydechowym (dopuszczalne stężenie 0,75%); oraz przy zastosowaniu metanometrii automatycznej, gdzie zawartość metanu nie powinna przekraczać 1,5%.

Otrzymane z pomiarów stężenia dwutlenku węgla mieszczą się w granicach wartości dopuszczalnych - NDS (1%) oraz NDSCH (1%).

2)

Pomiary stężeń metanu dokonywane metanomierzemi użytymi do wykonania ćwiczenia w komorze nr I i nr II wartości odczytane na manometrach są identyczne. Wskazania rurek wskaźnikowych obarczone są dużym błędem pomiaru - do 25%. Podziałka rurki, nierównomierne zabarwienie rurki wskaźnikowej podczas pomiaru uniemożliwiają dokonanie dokładnego odczytu.

3)

Zawartość w mieszaninie gazowo - powietrznej metanu w wysokości do 2,8% nie spowoduje żadnych komplikacji dla zdrowia człowieka. Metan jest gazem obojętnym dla procesów oddychania, lecz wzrost stężenia metanu o 5% powoduje spadek stężenia tlenu o 1%. Zawartość dwutlenku węgla w ilości ok. 1,25% może spowodować u człowieka zaburzenia czynności oddechowych, przy 5% występuje przyspieszenie i pogłębienie oddychania, zaś przy 8% pojawiają się duszności. Dalszy wzrost stężenia prowadzi do utraty przytomności, sinicy aż do śmierci.

4)

Obsługa metanomierzy jest rzeczą prostą i łatwą. Są to urządzenia nieskomplikowane i charakteryzujące się prosta budową. Przy obsłudze metanomierza interferencyjnego możliwe jest wykonanie złego pomiaru przez daltonistę, który nie potrafi wyodrębnić jednego czarnego prążka i poprawnie odczytać stężenie gazu. Metanomierze te wymagają wymiany baterii zasilającej żarówkę oraz wymiany pochłaniacza. Metanomierz VN - 1 musi być co pewien okres czasu ładowany a nie naładowanie uniemożliwia dokonanie pomiaru. Wykrywacz WG - 2 posiada małe wymiary i jest lekki. Przed przystąpieniem do pomiaru należy sprawdzić jego szczelność. Wskaźniki rurkowe posiadają małą dokładność wskazań (błąd do 25%) aczkolwiek mają szeroki wachlarz pomiarów stężeń różnych gazów

---