Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica

WYDZIAŁ GEOLOGII GEOFIZYKI I OCHRONY ŚRODOWISKA

SPRAWOZDANIE NR I

z przedmiotu:

„BEZPIECZEŃSTWO PRACY I ERGONOMIA”

Temat: Gazy

Rafał Krawczykowski

Bartosz Klich

Sebastian Jaślanek

Kamil Rzeźnik

3BGG3 2011

Pomiary gazów

Stanowisko do pomiaru gazów wyposażone było w dwie komory z gazami. Pomiary wykonano przy pomocy metanomierzy interferencyjnych Szi-3, Riken, metanomierzy VM-1c, M-1c, comierza Drager oraz rurek wskaźnikowych.

Stanowisko do pomiarów gazów

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-3 – metanomierz interferencyjny produkcji radzieckiej, zakres pomiarowy do 100 % (CH₄ i CO₂), dokładność pomiaru 0,2 %

Bateria służy do zasilania żarówki która podświetla kolorowe prążki interferencyjne. Przed pomiarem należy w "czystej atmosferze" nastawić tzw. "zero przyrządu" czyli wybrany prążek ustawić na zero. Potem za pomocą wężyka i pompki co najmniej pięciokrotnie zassać badane powietrze. Nacisnąć przycisk podświetlenia i przez okular sprawdzić o ile przesunął się wybrany prążek i na skali odczytać stężenie metanu.

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 M-1ca – metanomierz z wyświetlaczem cyfrowym. Po pięciokrotnym zassaniu nacisnąć przycisk i odczytać pomiar. Zakres pomiarowy od 0,1 do 9,9%, powyżej działa jako wskaźnik. Wyposażony jest w trzy diody: zielona - oznacza naładowaną baterię, pomarańczowa - możliwość wykonania najwyżej dwudziestu pomiarów, czerwona – wskaźnik, metanu powyżej 9,9%.

• 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

• po jednym zassaniu

• po dziesięciu zassaniach

• 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

• po jednym zassaniu

• po dziesięciu zassaniach

• 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	dopuszczalna zawartość	wybuchowość	barwa	zapach	szkodliwość
O2	min 19%	nie wybuch	bezbarwny	bez zapachu	niezbędny do życia
N2	-	nie wybuch	bezbarwny	bez zapachu	obojętny
CO2	do 1%	nie wybuch	bezbarwny	bez zapachu	duszący
CH4	do 2%	5-15%	bezbarwny	bez zapachu	obojętny
H2	-	4-72%	bezbarwny	bez zapachu	obojętny
	NDS mg/m^3 (objętościowo i %)	NDSCh mg/m^3 (objętościowo i %)
CO	30 0,0026	180 0,015	12-72%	bezbarwny	bez zapachu
NO	5 0,00026	10 0,00052	nie wybuch	żółto-brązowy	ostry
SO2	2 0,000075	5 0,00019	nie wybuch	bezbarwny	ostry
H2S	10 0,0007	20 0,0014	4.5-45%	bezbarwny	zgniłych jaj

Pomiary

Gaz	Nr pomiaru	Przyrząd pomiarowy	Komora I	Komora II
CH4	1	Szi-3	1,5%	3%
2	Riken	1,5%	2%
3	VM-1z	1,6%	3%
4	M-1ca	1,4%	2,9%
CO2	5	Szi-3	2,5%	4%
6	Riken	2,5%	3,6%
7	Rurka pomiarowa		0,5%
CO	8	Drager	40 ppm	85 ppm
9	Drager	40 ppm	55 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.