| PRACOWNIA BEZPIECZEŃSTWA PRACY I ERGONOMII W GÓRNICTWIE |
|---|
| Temat ćwiczenia: Powietrze kopalniane |
| Kierunek: Górnictwo i Geologia |
| II gig Mysłowice |
| Grupa: III |
Powietrze kopalniane
Stanowisko do pomiarów gazów
Stanowisko do pomiaru gazów wyposażone było w dwie komory z gazami. Pomiary wykonano przy pomocy metanomierzy interferencyjnych Szi-z, Riken, metanomierzy żarowych
VM-1c, M-1c, comierza Drager oraz rurek wskaźnikowych.
Metanomierze indywidualne interferencyjne – przyrządy do pomiaru stężeń metanu i dwutlenku węgla w powietrzu kopalnianym:
metanomierz Riken – precyzyjny metanomierz interferencyjny produkcji japońskiej, wyposażony w kompensator (noniusz) zwiększający dokładność odczytu do 0,02 %, zakres pomiarowy do 100 % (CH4 i CO2),
metanomierz Szi-z – metanomierz interferencyjny produkcji radzieckiej, zakres pomiarowy do 100 % (CH4 i CO2), dokładność pomiaru 0,2 %
Metanomierze:
Metanomierz VM-1z– metanomierz działający na zasadzie katalitycznego spalania metanu w komorze pomiarowej, produkowany przez Zakład Elektroniki Górniczej w Tychach na licencji francuskiej, zakres pomiarowy 0,3-5,0 % (tylko CH4), dokładność 10 % wartości odczytanej, posiadał możliwość wskazywania wyższych stężeń metanu.
Po pięciokrotnym zassaniu nacisnąć przycisk i odczytać pomiar do 5%, gdy wskazówka wychyli się w prawe skrajne położenie oznacza to, że metanomierz działa jako wskaźnik i stężenie metanu wynosi od 5 do 15%, a gdy wychyli się w lewe skrajne położenie metanu jest powyżej 15%.
Metanomierz VM-1m - metanomierz z wyświetlaczem cyfrowym. Po pięciokrotnym zassaniu nacisnąć przycisk i odczytać pomiar. Zakres pomiarowy od 0,1 do 5%, powyżej działa jako wskaźnik. Trzy litery „HHH” na wyświetlaczu oznaczają ilość metanu 5-15%, a litery „PPP” 15-100%.
Comierz Drager - przyrząd do pomiaru tlenku węgla. Obsługa jest bardzo prosta, wynik odczytujemy w ppm.
1 ppm = 0,0001%.
Rurki wskaźnikowe służą do pomiarów różnych gazów. Jest to rurka szklana jednorazowego użytku wypełniona substancją, która barwi się w czasie pomiaru. W komplecie jest pompka harmonijkowa, która zasysa dokładnie 10 cm3 powietrza. Aby użyć rurkę należy odłamać końcówki, włożyć do pompki odpowiednim końcem i zassać powietrze. Rodzaj rurki lub stężenie gazu określa ilość zassań jakie należy wykonać. Oznaczenia na rurkach oraz zabarwienie substancji wskaźnikowej różnią się kolorem.
Sposób pomiaru przykładowymi rurkami wskaźnikowymi:
Rurka do niskich stężeń CO – Oznaczenie czerwone, barwi się na zielono. Zassać 1 raz, jeżeli rurka nie zabarwi się, zassać jeszcze 9 razy i odczytać na skali pomiar. Skala 0,002-0,05%. Sposób obliczenia pomiaru
Rurka do wysokich stężeń CO – Oznaczenie czerwone z dodatkowym paskiem, barwi się na zielono. Zassać 1 raz, jeżeli rurka nie zabarwi się, zassać jeszcze 9 razy i odczytać na skali pomiar. Skala 0,01-0,3%. Sposób obliczenia pomiaru
Rurka do niskich stężeń CO2 – Oznaczenie czarne, barwi się na fioletowo. Zassać 1 raz i odczytać na skali pomiar. Skala 0,5-5%.
Rurka do wysokich stężeń CO2 – Oznaczenie czarne, barwi się na fioletowo. Zassać 1 raz i odczytać na skali pomiar. Skala 1-18%.
Rurka do NO-NO2 – Oznaczenie czarne, barwi się na stalowo. Zassać 5 razy i odczytać na skali pomiar. Skala 0,5-4 ppm.
Rurka do H2 – Oznaczenie granatowe, może się żarzyć. Zassać 5 razy i odczytać na skali pomiar. Skala 0,5-3%. Warunki użycia rurki O2 – min 5%, CO – max 0,1%, temp 15-400C.
Własności wybranych gazów:
Metan CH4
Metan jest gazem bezbarwnym, bez smaku i zapachu. Jest lżejszy od powietrza i dlatego gromadzi się głównie pod stropem wyrobisk. Metan wydziela się z pokładów węgla oraz ze skał otaczających w sposób powolny, intensywnie w postaci fukaczy lub w sposób nagły w postaci wyrzutów pod dużym ciśnieniem, powodując równocześnie wyrzucenie dużej ilości urobku. Gromadzi się w zrobach, skąd wypływa z innymi gazami w czasie
zniżki barometrycznej. Metan jest obojętny dla organizmu ludzkiego, lecz tylko do pewnej granicy. Przy dużej ilości wypycha powietrze z wyrobiska, powodując powstanie atmosfery ubogiej w tlen, a nawet beztlenowej. Zawartość powyżej 30% metanu w wyrobisku kopalnianym stanowi granicę niebezpieczną dla człowieka, gdyż zawartość tlenu spada poniżej 15% (5% metanu wypiera z powietrza 1% tlenu).
Metan jest gazem wybuchowym w granicach od 5 do 15%, a poniżej i 5% oraz powyżej 15% jest gazem palnym. Najsilniejszy wybuch następuje przy zawartości CH4 9,5%. Temperatura zapłonu metanu wynosi 650 0C, a temperatura wybuchu 2600 0C. Metan wykrywamy w powietrzu kopalnianym metanomierzami oraz lampa benzynową lampą wskaźnikową. W II, III i IV kat. zagr. metanowego dla kontroli metanu stosuje się metanometrię ciągłą automatyczną.
Tlenek węgla CO
Jest gazem bezbarwnym, bez smaku i zapachu. Jest lżejszy od powietrza i dlatego gromadzi się głównie pod stropem wyrobisk. Tlenek węgla jest gazem silnie trującym oraz wybuchowym
Dwutlenek węgla CO2
Jest gazem bezbarwnym, bez smaku i zapachu. Jest cięższy od powietrza i dlatego gromadzi się głównie przy spągu wyrobisk. Dwutlenek węgla jest gazem duszącym.
| Gaz | Nr pomiaru | Przyrząd pomiarowy | Komora I | b/filtra CH4+CO2 |
Komora II | b/filtra CH4+CO2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CH4 | 1 | Szi-z | 2% | 3% | 1,5% | 3,5% |
| 2 | Riken | 1,75% | 4% | 2% | 3,5% | |
| 3 | VM-1z | 1,2% | 0,8% | |||
| CO2 | 4 | Rurka pomiarowa | 0,5% | |||
| CO | 5 | Drager | 24 ppm | 14 ppm |
Wnioski
Dopuszczalne wartości metanu są uzależnione od miejsc w których wykonuje się pomiar. Przepisy mówią, że na wylocie z rejonowych prądów powietrza zawartość metanu nie może przekroczyć 1% i 0,75% w szybie wydechowym., a w razie stosowania metanometrii automatycznej 1,5%. Stosując się do tych przepisów w komorze I ilość metanu jest dopuszczalna w przypadku pomiaru nr 1, 2, 4 na wylocie przy metanometrii automatycznej.
Inne przepisy mówią, że w razie przekroczenia zawartości 2% metanu w powietrzu wypływającym ze ściany lub zawartości 1% metanu w powietrzu dopływającym do ściany, metanomierze powinny wyłączać spod napięcia urządzenia elektryczne zabudowane:
1) w ścianie,
2) w wyrobisku przyścianowym z prądem powietrza wypływającym ze ściany,
3) w wyrobisku przyścianowym z prądem powietrza dopływającym do ściany, na odcinku co najmniej 10 m od wlotu do ściany.
Na wlocie do ściany stężenia metanu są zbyt wysokie w obu komorach, natomiast na wylocie metanu jest za dużo w komorze II, pomiar nr 1, 3, 4.
Kolejny przepis to w przypadku stwierdzenia, w wyniku przeprowadzonych pomiarów nad obudowa, zawartości 5% metanu lub powyżej:
1) niezwłocznie wstrzymuje się roboty w wyrobisku,
2) przeprowadza dodatkowe pomiary dla ustalenia rozmiarów nagromadzenia metanu i miejsc wypływu metanu,
3) podejmuje działania mające na celu likwidacje zagrożenia.
W tym przypadku można pracować ponieważ żaden pomiar nie wykazał większego stężenia metanu.
Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) i najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (NDSCh) dla dwutlenku węgla wynosi 1%. Pomiary CO2 w komorach I i II wykazały przekroczenia za wyjątkiem rurki pomiarowej. Przebywanie ludzi w takich wyrobiskach jest zabronione, może nastąpić uduszenie.
Jeżeli wartości tlenku węgla w przeprowadzonych pomiarach w komorach I i II nie pochodzą z procesów technologicznych (roboty strzałowe, ruch kolejek spalinowych), to wystąpił pożar w podziemnym wyrobisku, który jest przy przekroczeniu 26 ppm (0,0026%) w obiegowym prądzie powietrza. Przebywanie ludzi w tym środowisku grozi zatruciem.