Tomasz Celarek Nr. Grupy : 1/1

Rafał Chwalczuk Nr. Zespołu : 2

Adam Chojnacki

1.Temat : Pył Węglowy

2.Opis ogólny

Wybuch pyłu węglowego jest to egzotermiczna reakcja chemiczna, przebiegająca w bardzo krótkim czasie, powodująca powstanie znacznej ilości gazów w wyniku czego następuje gwałtowny wzrost ciśnienia, który w postaci fali podmuchu rozprzestrzenia się od miejsca zainicjowania wybuchu.

Kiedy dochodzi do wybuchu pyłu węglowego ?

1. W wyrobisku musi znajdować się niebezpieczny pył węglowy o odpowiednim stężeniu. Niebezpieczny tzn. pochodzący z pokładu zagrożonego wybuchem pyłu węglowego. Wszystkie aktualnie eksploatowane pokłady węgla zawierają ponad 10% części lotnych w bezwodnej i bezpopiołowej substancji węglowej. Nagromadzenie pyłu węglowego musi być takie , aby powstała mieszanina tego pyłu z powietrzem o stężeniu minimalnym 50g/m3 powietrza. Optymalnym stężeniem dla zaistnienia wybuchu jest 300g/m3 – 500g/m3

2. Musi zaistnieć przyczyna umożliwiająca wzbicie w powietrze pyłu osadzonego na spągu, ociosach, obudowie, urządzeniach i utworzenie mieszaniny z powietrzem. Przyczyną tą może być: wybuch metanu, tąpnięcie roboty strzałowe, wybuch gazów pożarowych.

3. W tym samym czasie musi zadziałać inicjał (źródło zapłonu) wytworzonej mieszaniny o odpowiedniej temperaturze 5500C – 14000C. Najczęstsze źródła zapłonu to: zapalony metan, roboty strzałowe, otwarty ogień lub urządzenia elektryczne.

Spis użytych urządzeń:

- Waga odmierza zwartości pyłu węglowego jak i kamiennego

-komora do pomiaru najmniejszego stężenia wybuchowego: sprawdza najmniejszą mase pyłu węglowego która może zainicjować wybuch jej pojemność to 2 dm^3

-Komora do pomiaru ciśnienia wybuchu pyłu – mierzy ciśnienie w komorze i jej mojemnoścy wynosi 2,3dm^3

- Wykrywacz rurkowy CO-0,01% : wykrywa pomiar stężenia

- inflabar rzuca promienie na próbki pyłu i podaje wartości

3. Wyniki

A) Pomiary w komorze do pomiaru najmniejszego stężenia wybuchowego

Przy pomocy wagi po kolei odmierzaliśmy poszczególne ilości pyłu węglowego i sprawdzaliśmy która próba wykaże najmniejszą wartość pyłu potrzebną do wybuchu

Próba nr.1

Odważono 1 g pyłu węglowego, który umieszczono w komorze spalania o pojemności dwóch litrów, następnie wzniecono pył i nastąpiło jego zapalenie – pył nie wybuchł

Próba nr.2

Odważono 1,1 g pyłu węglowego, który umieszczono w komorze spalania o pojemności dwóch litrów, następnie wzniecono pył i nastąpiło jego zapalenie – pył wybuchł

Próba nr.3

Odważono 1,05 g pyłu węglowego, który umieszczono w komorze spalania o pojemności dwóch litrów, następnie wzniecono pył i nastąpiło jego zapalenie – pył wybuchł

Próba nr.4

Odważono 1,02 g pyłu węglowego, który umieszczono w komorze spalania o pojemności dwóch litrów, następnie wzniecono pył i nastąpiło jego zapalenie – pył wybuchł

Próba nr.4 wskazała nam najmniejszą wartość wybuchową która w naszym wypadku wynosi 1,02 dla komory o pojemności 2dm^3. Następnie obliczamy z wzoru najmniejsze stężenie wybuchowe które w naszym wypadku wynosi 510g/m^3

B) Pomiary w komorze do pomiaru ciśnienia wybuchu

Do komory o objętości 2,3dm^3 wkładamy odmierzone na wadze 1,52g pyłu węglowego. Następuje wybuch pyłu węglowego i z czytujemy wartość ciśnienia jaka panuje wewnątrz komory , w naszym wypadku jest to ………………………. . Następnie używając wykrywacz rurkowy CO odczytujemy stężenie zawartości tlenku węgla w powietrzu po wybuchu które w naszym wypadku wynosi …………………………………………………… . W tej komorze po obliczeniach najmniejsze stężenie procentowe wyniosło 660g/m^3

C ) Neutralizacja pyłu

Próbkę pyłu włożono do inflabaru, który przez 10 sek. rzucał promienie na próbkę pyłu i po rozproszeniu wstecznym rejestrował promienie przez sondę scyntylacyjną. Odczytaliśmy 5 wartości:

85416

83416

83421

83624

84263

Dwie skrajne wartości odrzuciliśmy , a z pozostawionych obliczyliśmy wartość średnią która wyniosła 83769

Następnie użyliśmy wzoru na określenie współczynnika w kopalni niegazowej a wynik jaki otrzymaliśmy to 2,12

Stosunek pyłu węglowego do pyłu kamiennego jaki należy dodać w polach niemetanowych wynosi  1 : 2,12 Dla sprawdzenia wykonano próbę wybuchu

Sprawdzenie: dodano 1,02 g pyłu węglowego oraz 2.12g pyłu kamiennego. Nie doszło do wybuchu – zatem wynik jest prawidłowy.

5.Wnioski

Zwalczanie zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w zakładach górniczych reguluje rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28.06.2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych. Wybuchy pyłu węglowego są bardzo niebezpieczne dla pracujących w wyrobisku górników. Dlatego ważne jest, by prowadzone był bardzo dokładne pomiary panującego w korytarzu stężenia pyłu. Skutki wybuchu mogą być tragiczne dla zdrowia i życia. Od zniszczenia tam wentylacyjnych, poprzez zawały, pożary , po powstanie znacznych ilości CO. Jednym ze skutecznych metod neutralizacji pyłu jest badane przez nas dodawanie pyłu kamiennego do istniejącego już pyłu węglowego. Ważne jest utrzymywanie w pobliżu wyrobisk stref opylanych pyłem kamiennym. Dolna granica wybuchowości pyłu węglowego użytego podczas ćwiczeń laboratoryjnych wynosi 1,02 g/2 litry. Z obliczeń wynika, że należy wymieszać go z pyłem kamiennym w stosunku 1:2,12 w polach niemetanowych, aby otrzymać pył kopalniany z zawartością 70% części niepalnych stałych. Tak zabezpieczony pył węglowy jest zgodny z obowiązującymi przepisami i można bezpiecznie prowadzić prace w wyrobisku, ponieważ nie ma możliwości wybuchu, pod warunkiem wykonania stref zabezpieczających przed wybuchem zakończonych zaporami przeciwwybuchowymi. Z pomiarów przeprowadzonych w czasie ćwiczeń wynika, że stężenie gazów powybuchowych jest bardzo wysokie i gazy te tworzą atmosferę niezdatną do oddychania, a ciśnienie i wysoka temperatura nie dają szans na przeżycie ludzi.

Literatura: - http://www.sitg.agh.edu.pl/wyjazdy/barbara/wug_pyl.pdf http://chomikuj.pl/shark12345/Studia/Studia/Materialy+agh+-+chomik/bhp+i+ergonomia+(licha2)/pyl+weglowy(1),2122341883.doc