Areologia zajmuje się: - wydzielaniem gazów - warunkami klimatycz. - pożarami kopalnianymi oraz ich wpływem na stan atmosfery. Atmosfera kopalniana w jej skład wchodzą: powietrze oraz gazy wydobywające się z procesów technologi. Powietrze kopalniane zawiera: metan, tlenek: węgla, azotu, siarka, wodór, aldehydy, tlenek siarki. Skład gazów jest ściśle określony i zapisany w przepisach górniczych. NDS największe dopuszczalne stężenie średnie gazów w ciągu 8 godz. dnia pracy. Stężenie tych gazów nie może mieć szkodliwego wpływu na człowieka przez jego okres zdolności do pracy ani dla jego potomstwa. NDSCh największe dopuszczalne stężenie chwilowe, które nie może być większe przez 30 min. w ciągu 8 godz. pracy. NDSP największe dopuszczalne stężenie progowe, które nie może być przekroczone. Dotyczy szczególnie gazów trujących i szkodliwych dla zdrowia Tlen gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku, niepalny i nie wybuchowy, bardzo aktywny (łączy się z innymi pierwiastkami). W zależności od szybkości reakcji mówimy o: - utlenianie - powolne łączenie się - palenie - szybkie łączenie się z towarzyszącymi zjawiskami świetlnymi. - wybuch - szybkie łączenie się, zjawiska świetlne i akustyczne. Ilość tlenu najlepsza do oddychania dla człowieka to 21%. Do 19% mogą być prowadzone prace. Przy 17% oddech staje się cięższy, występują zawroty głowy, gaśnie płomień. Przy 15% człowiek jest niezdolny do wysiłku fizycznego. Prz ok. 12% życie jest zagrożone. 10% - wymioty, omdlenia. Przy 7% następuje śmierć w krótkim czasie. Maleje przy pożarach. Zawartość tlenu badana jest przy pomocy analizy chemicznej, rurkami wskaźnikowymi, analizatorów. Azot bezbarwny, bez smaku i zapachu, obojętny dla procesów oddychania. Zawartość azotu może wynosić 77-81%. Zwiększanie zawartości azotu zachodzi kosztem tlenu. Może się on wydzielać do wyrobisk np. z materiałów wybuchowych. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym wykrywana jest poprzez analizę chemiczną. Dwutlenek węgla bezbarwny, bez zapachu, o kwaskowym smaku, nie palny i nie wybuchowy. Jego zawartość wzrasta podczas robót strzałowych, oddychania. Należy do gazów duszących. Gdy zawartość CO2 jest większa niż 2% to następuje zaburzenia czynności oddechowych. Powyżej 8% utrata przytomności. CO2 jest cięższy od powietrza 1,5 razy dlatego gromadzi się przy spągu wyrobiska. Jego zawartość wykrywana jest przy pomocy: rurki wskaźnikowej, metanomierza interferencyjnego, analizy chemicznej. Tlenek węgla CO bezbarwny, bez zapachu i smaku nafty pochodzącej od dyscylacji. Gaz palny, przy odpowiedniej zawartości z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową (12,5 - 74%). Jest to gaz trujący, zdolny do łatwego łączenia z hemoglobiną krwi, która traci zdolność do przenoszenia tlenu. Objawy zatrucia to: uczucie ucisku, tętnienie w skroniach, zawroty głowy, wymioty, problemy ze wzrokiem. Zawartość tlenku węgla w wyrobiskach wykrywana jest poprzez: analizę chemiczną, analizatory oraz rurki wskaźnikowe. Tlenki azotu NO,NO2 są trujące o gryzącym zapachu, w zależności od temp.barwa przybiera kolor od żółtego do brunatnego. Uszkodzenie pęcherzyków płucnych, tchawicy, objawy występują po kilku godzinach: kaszel, drażnienie błon śluzowych, potem duszenie i sinica. Występuje m.in. tam gdzie są maszyny samojezdne o napędzie spalinowym. Wykrywanie: analizatory, rurki wskaźnikowe, analiza chemiczna. SO2 bezbarwny o bardzo silnym ostrym duszącym zapachu, powoduje podrażnienie błon śluzowych, spojówek tchawicy. Jest niepalny, tworzy się przy pożarach, przy urabianiu materiałami zawierającymi siarkę. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe. H2S bezbarwny, zapach zgniłych jaj. Palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4-46%), silnie trujący, powoduje podrażnienie ośrodka oddechowego, śmierć. Wydziela się przy gniciu, rozpuszcza się b. dobrze w wodzie. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe, analizatory. Wodór bezbarwny bez zapachu i smaku jest najlżejszy: obojętny ale palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4 - 70%) występuje w gazach pożarowych, ma niską temp. zapłonu, są niebezpieczeństwa wybuchu gazu. Wydziela się m.in. w ładowniach akumulatorów. Dopuszczalna zawartość 0,5 %. Wykrywanie próbami średnimi i punktowymi, które są pobierane sposobem: mokrym, z przedmuchiwaniem, próżniowym, chemicznie pochłanianie. METAN jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, dla procesów oddychania jest obojętny, przy 40% zawartości tlenu wynosi 12%. Jest palny i tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową ( 4 - 15%). Wybuch powoduje wzrost ciśnienie i temp., potem fale wsteczne. Wybuch metanu jest początkiem wybuchu pyłu węglowego. Produktem tego wybuchu jest wysoka temp., brak tlenu oraz duża zawartość tlenku węgla. W obecności metanu: - do 1% - wszystkie roboty górnicze włącznie z robotami strzałowymi. - 1 - 1,5% - wszystkie roboty górnicze z robotami strzałowymi przy użyciu materiałów wybuchowych specjalnych. - 1,5 - 2% - wszystkie roboty górnicze bez robót strzałowych - powyżej 2% - roboty są zabronione, po za pracami mającymi na celu przywrócenie prawidłowego stanu wentylacji w wyrobiskach. Metan towarzyszy generalnie pokładom węgla. Jako gaz lżejszy od powietrza ma tendencje do migrowania do powierzchni, a CO2 w głąb ziemi. Zawartość metanu w pokładach węgla będzie związana z tektoniką i budową pokładów.

Sorbcje gazów (metanu) to chemiczne połączenie gazu z węglem jak również fizyczne. Metan występuje w postaci związanej z substancją węglową i w postaci luźnej wypełniającej pustki i szczeliny. Metanu w stanie wolnym jest ok. 5- 10%, zwiększa się w miarę wzrostu głębokości zalegania pokładów węgla. Na głębokości 700 do 800 m jest mała ilość gazu występująca w postaci wolnej. W naszych pokładach - 17 m³/ tone czystej substancji węglowej. Metanowość to naturalne nagromadzenie metanu w pokładzie węgla. CWS czysta substancja węglowa, czyli węgiel bez wody i popiołu Zawartość metanu w pokładach węgla opisuje się równaniem Langiura. W miarę wzrostu ciśnienia ilość tego gazu zaabsorbowanego nie ulega zmianie. IV kat zagrożenia metanowego (węgiel m³/tona): a) 0,1-2,5 b) 2,5 - 4,5 c) 4,5 - 8 d) pow. 8. Pole nie metanowe jest gdy zawartość metanu jest mniejsza niż 0,1. Zagrożenia metanowego w złożach soli: 1) złoże soli lub jego część jeśli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego lub łącznie z gazami wybuchowymi i innymi pochodzenia naturalnego w ilości większej niż 0,1% 2)złoże bądź część złoża jeśli wystąpił nagły wypływ lub wyrzut metanu pochodzenia naturalnego oddzielnie lub łączenie z innymi gazami lub skałami- w ilości pow. 1%. Rudy metali zagrożenia metanowe: 1)złoże lub część złóż jeśli stwierdzono występowanie w powietrzu metanu pochodzenia naturalnego w ilości pow. 0,1%. 2)jeśli występuje możliwość wzmożonego wydzielania lub nagły wypływ metanu pochodzenia naturalnego z górotworu lub wody dopływającej do wyrobisk. Zawartość metanu w wyrobiskach: a) prądy grupowe <0,5%, b) na wlocie do rejonu 0,5% przy pomiarze ręcznym i 1% przy pomiarze automatycznym, c) na wylocie z rejonu 1% ręczny, 1,5% automatyczny, d) szyby wentylacyjne 0,75%. Formy wydzielania się metanu: 1)powolne, filtracyjne wydzielanie się metanu 2)w postaci fukaczy - wydzielanie się CH4 ze zbiorników pod odpowiednim ciśnieniem 3)wyrzuty metanu lub metanu i skały. Przy zachowaniu równowagi następuje wyrzucenie gazu lub gazu z pokruszoną skałą. Powstanie atmosfery beztlenowej. Metan to zagrożenie naturalne jak również: zagrożenia wodą, tąpnięciem czy pożarem. Ruch gazu w ośrodku porowatym: V = - k/u grad. p - rów.filtracji k - współ. przepuszczalności u - współ. lepkości dynamicznej gazów div(qV)+m∂p/∂t=W równanie ciągłości m-porowatość ośrodka. Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikowych:

z ociosu i urobionego węgla (filtracji, instytutu górniczego im. Skoczyńskiego, kopalni doświadczalnej Barbara). Prognozowanie wydzielania metanu do wyrobisk ścianowych: źródła wydzielanie metanu: pokład ekspl., pokładu naruszone ekspl., skały płonne naruszone ekspl (wykreślna, analityczna, empiryczna, dynamiczna, kopalni doś Barbara). ZWALCZANIE METANU: 1) intensywna wentylacja 2) odmetanowanie górotworu. Rozrzedzenie metanu nie zawsze da się zrobić przy pomocy powietrza. Wtedy stosujemy odmetanowanie - tj planowe ujęcie metanu z górotworu i doprowadzenie szczelnymi przewodami do dróg zużytego powietrza lub na powierzchnię. Odmetanowanie nie jest celem ale koniecznością dla bezpieczeństwa. WILGOTNOŚĆ WŁAŚCIWA - wyraża stosunek zawartości pary wodnej do 1kg powietrza suchego. Wilgotność bezwzględna masa pary wodnej zawarta w 1m³ powietrza wilgotnego. Wilgotność względna: określa wilgotność pary wodnej w powietrzu w stosunku do nasycenia. Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie odniesione do próżni, jeśli będziemy to odnosić do ciśnienia barometrycznego to mówimy o podciśnieniu lub nadciśnieniu. Urządzenia mierzące różnice ciśnień: -manometry; -mikromanometry różnicowe.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia bezwzględnego 1. barograf różnicowy 2.barometr rtęciowy 3.aneroidy 4.baroluk. Cieplne warunki pracy: Na komfort ciepła wpływa: 1.Wilgotność powietrza 2.temp.powietrza oraz temp. ociosów 3.prędkość przepływu powietrza 4.ciśnienie powietrza 5.skład chemiczny powietrza 6.promieniowanie ciepła 7.zanieczyszczenia. Warunki pracy -8 godz. pracy jeżeli temp. na termometrze suchym <=28 C i intensywność chłodzenia jest >11 -jeżeli temp. powietrza 28-33 lub intensywność chłodzenia jest mniejsza od 11k to czas pracy do 6 godz. Intensywność powietrza mierzymy katatermometrem. Wskaźniki oceniające warunki pracy: 1) Belgijska temp. Efektywna BTE=0.9 tm+0,1 ts <34 C Tm-temp wilgotna 2) temp francuska: FTE= 0,7 tm + 0,3 ts -V 3) wskaźnik oceny mikroklimatu górniczego (pom. zamknięte): WBGT=0,7 Tmn + 0,3 Tg -(pom otwarte) WBGT= 0,7 Tmn + 0,2 Tg + 0,1 Ta. Tmn-temp.mierzona na termometrze wilgotnym bez wymuszenia przepływu powietrza wokół zbiornika termometru; Tg-temp.poczernionej kuli; Ta-temp.powietrza na termometrze suchym. Na temp. powietrza kopalnianego w 50% wpływa ciepło z górotworu; w 25% proces utleniania; w 25%_s \

inne źródła. Temp. powietrza w wyrobisku zależy od: -temp. na wlocie; -szeregu przemian termodynamicznych, które będą miały miejsce. Czynniki wpływające na średnią temp w wyrobisku - zmiana entalpii powietrza w wyniku sprężenia lub rozprężenia pod wpływem zmian ciśnienia barometrycznego - wymiana ciepła między górotworem a przepływającym powietrzem - wymiana wilgoci i zmiana stanu skupienia wilgoci - wydzielania ciepła w wyniku egzotermicznych procesów utleniania - wymiana ciepła między powietrzem sprężonym płynącym w rurociągu, a powietrzem kopalnianym - wydzielanie ciepła z urządzeń energomechanicznych.

Temp w wyrobisku W wyrobiskach temp musi być niższa od 33^oC. Ggdy temp >33^oC tylko prace związane z ratownictwem. Średnia głębokość 700m. Co 33 m wzrostu głębokości następuje wzrost o 1^oC temp pierwotnej górotworu. Jeżeli temp górotworu >niż temp powietrza to ciepło górotworu wpływa na wzrost temp pow. o 50%.Musimy obniżyć temp czyli wprowadzić klimatyzacje. Jeżeli obniżymy temp np. do 20^oC, a temp górotworu wynosi 40C to gradient temp wynosi 20C. Procesy wykorzystywane do obniżenia temp: - topnienie (stały w ciekły) - sublimacja (stały w gazowy) - parowanie (ciekły w gazowy) - rozprężanie gazów - chłodzenie termoelektryczne Klimatyzacje stosujemy wtedy kiedy wykorzystaliśmy już pozostałe procesy. Klimatyzacja jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. W naszych warunkach stosowany jest proces rozprężania. Maszyny sprężarkowe Lokalizacja tych urządzeń może być na powierzchni. Ciepło ze skraplacza „wyrzucamy” wentylatorami. Czasami stosowane są okłady lodowe, gdzie stosowana jest wytwornica lodu. Może być też chłodzenie absorpcyjne - inny jest czynnik chłodniczy, który paruje i powoduje obniżenie temp. Stosowane czynniki Chłodnicze: -amoniak -freony; Czynnik musi się charakteryzować stałością składu chemicznego, niską temp. parowania, nie może być wybuchowy (amoniak nie może być stosowany pod ziemią). Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Wybuchowy pył węglowy jest to pył, który przechodzi przez sito o oczku 1mm. Jeżeli zawartość części lotnych >10% to jest to niebezpieczny pył węglowy. Zabezpieczony pył węglowy jest to pył, który zawiera części niepalne w ilości co najmniej: - 70% w polach nie metanowych - 80% w polach metanowych lub zawiera wodę przemijającą. Czynniki decydujące o możliwości wybuchu pyłu węglowego: 1) wybuchowość pyłu węglowego - granice wybuchowości, inicjał wybuchu, warunki dyspersji 2) lotność pyłu węglowego 3) stopień rozdrobnienia 4) zasięg zapylenia wyrobiska 5) obecność metanu. Granice wybuchu: od 50 g/m³ do 1000g/m³. Optymalne stężenie wybuchowe: 300-500g/m³. Temp. zapłonu 823-1673K, 550-1400^oC. Minimalna energia iskry zapalającej: 200-300 [mJ] Opóźnienie zapłonu (czas indukcji): 0,1 ms - do kilku sekund. Temp. min. Energia iskry oraz opóźnienie zapłonu zależą od stopnia uwęglenia węgla (zawartych w nim części lotnych). Inicjator wybuchu pyłu: -wybuch metanu, -niewłaściwe prowadzenie robót strzelniczych, -tąpnięcia, -wybuch gazów pożarowych, Warunki dyspersji: Im więcej cząstek pyłu drobnego na obwodzie wyrobiska i na stropie, tym mniejsza wartość minimalnego ciśnienia statycznego fali uderzeniowej inicjatora. Czynniki wpływające na inicjację: -aerodynamiczny-inicjał musi wytworzyć falę ciśnienia o odpowiedniej energii i prędkości dla utworzenia obłoku pierwotnego i wtórnego, --termodynamiczny-inicjał musi wytworzyć bardzo słabą temp. utrzymującą się przez odpowiednio długi czas. Mechanizm wybuchu: 1.Podmuch (pierwotny)- wzniesienie pierwotnego obłoku pyłowego (ruch burzliwy cząstek pyłu) min. ciśnienie statyczne 1kPa 2.Pierwotna fala uderzeniowa- części palne w obłoku pyłu ulegają spaleniu przy kontakcie z płomieniem. Energia termiczna odgazowuje pył. Spalenie części lotnych stanowi zasadniczą rolę, gazy ulegają znacznemu rozprężeniu. 3.Strefa płomienia- spalenie części lotnych, powstaje obłok wtórny i zapalenie w nim cząstek pyłu, powoduje to dynamiczne rozprężanie gazów i „wyrzut” płomienia (fala uderzeniowa wybuchu). 4. Strefa gazów wybuchowych- przemieszczająca się za strefą płomienia z pewnym opóźnieniem. Wybuchowość mieszanin hybrydowych (metanowo- powietrznych) -obecność metanu powoduje obniżenie dolnej granicy wybuchowości i pyłów węglowych (stężenieCH₄ 2% - obniżenie granicy do ok. 50%) -max. ciśnienie wybuchu Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu 1.Miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja pokładów Klasa A- pokłady lub ich części, w których występuje pył zabezpieczony w sposób naturalny Klasa B- pokłady lub ich części, w których występuje pył niezabezpieczony w sposób naturalny Klasyfikacja wyrobisk Klasa A- w których występuje pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinka z pyłem niezabezp. Dłuższym niż 30 m, przy czym odległość między tymi odcinkami nie może być < niż 100 m Klasa B- pozostałe wyrobiska. Podstawowe linie obrony: Linia I -Zwalczanie pyłu w miejscu jego powstaw. Linia II -Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu Linia III -Przeciw działanie rozwojowi wybuchu -utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem się wybuchu (zmywanie wodą lub optymalnie pyłem kamiennym) usuwanie pyłu z maszyn i urządzeń a strefie zabezpieczającej -w pokładach zaliczanych do IV kat. zagrożenia metanowego zawartość części niepalnych powinna wynosić co najmniej 50% lub zawartość wody co najmniej 60% Linia IV -Ograniczenie wybuchu przez stosowanie zapór przeciwwybuchowych lub wodnych. Szkodliwe oddziaływanie pyłów: -mechaniczne uszkodzenie błon śluzowych lub skóry, -choroby uczuleniowe, -pylica płuc, -choroby nowotworowe. Podział pyłów: 1.zwłókniejący 2.drażniący 3.uczulający 4.kancerogenne 5.toksyczne Szkodliwe działanie pyłu zależy od: -stężenia pyłu, -wielkości ziaren, -zawartości wolnej krystalicznej krzemianki -czas ekspozycji, -kształt cząstek (kształty ostre), Przewietrzanie ślepych wyrobisk: Odrębne przewietrzanie lub lutniowe- niezależnie od wentylacji głównej W tym wyrobisku przepływ dwukierunkowy. Wyróżniamy 3 rodzaje wentylacji: 1.lutniowo ssąca 2.lutniowo tłocząca 3.mieszana Lutnie: -kołnierzowe, -wsuwane, -elastyczne, Jeżeli jest urabianie kombajnem musi być zastosowany odpylacz. Wentylacja tłocząca wtedy kiedy urabiamy caliznę materiałami wybuch. W wentylacji ssącej, jeżeli zachodzi Konieczność chłodzenia, to wtedy Stosuje się również wentylację mieszaną Zadaniem wentylacji jest dostarczenie do przodka odpowiedniego strumienia powietrza

kopalniane zawiera: metan, tlenek: węgla, azotu, siarka, wodór, aldehydy, tlenek siarki. Skład gazów jest ściśle określony i zapisany w przepisach górniczych. NDS największe dopuszczalne stężenie średnie gazów w ciągu 8 godz. dnia pracy. Stężenie tych gazów nie może mieć szkodliwego wpływu na człowieka przez jego okres zdolności do pracy ani dla jego potomstwa. NDSCh największe dopuszczalne stężenie chwilowe, które nie może być większe przez 30 min. w ciągu 8 godz. pracy. NDSP największe dopuszczalne stężenie progowe, które nie może być przekroczone. Dotyczy szczególnie gazów trujących i szkodliwych dla zdrowia Tlen gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku, niepalny i nie wybuchowy, bardzo aktywny (łączy się z innymi pierwiastkami). W zależności od szybkości reakcji mówimy o: - utlenianie - powolne łączenie się - palenie - szybkie łączenie się z towarzyszącymi zjawiskami świetlnymi. - wybuch - szybkie łączenie się, zjawiska świetlne i akustyczne. Ilość tlenu najlepsza do oddychania dla człowieka to 21%. Do 19% mogą być prowadzone prace. Przy 17% oddech staje się cięższy, występują zawroty głowy, gaśnie płomień. Przy 15% człowiek jest niezdolny do wysiłku fizycznego. Prz ok. 12% życie jest zagrożone. 10% - wymioty, omdlenia. Przy 7% następuje śmierć w krótkim czasie. Maleje przy pożarach. Zawartość tlenu badana jest przy pomocy analizy chemicznej, rurkami wskaźnikowymi, analizatorów. Azot bezbarwny, bez smaku i zapachu, obojętny dla procesów oddychania. Zawartość azotu może wynosić 77-81%. Zwiększanie zawartości azotu zachodzi kosztem tlenu. Może się on wydzielać do wyrobisk np. z materiałów wybuchowych. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym wykrywana jest poprzez analizę chemiczną. Dwutlenek węgla bezbarwny, bez zapachu, o kwaskowym smaku, nie palny i nie wybuchowy. Jego zawartość wzrasta podczas robót strzałowych, oddychania. Należy do gazów duszących. Gdy zawartość CO2 jest większa niż 2% to następuje zaburzenia czynności oddechowych. Powyżej 8% utrata przytomności. CO2 jest cięższy od powietrza 1,5 razy dlatego gromadzi się przy spągu wyrobiska. Jego zawartość wykrywana jest przy pomocy: rurki wskaźnikowej, metanomierza interferencyjnego, analizy chemicznej. Tlenek węgla CO bezbarwny, bez zapachu i smaku nafty pochodzącej od dyscylacji. Gaz palny, przy odpowiedniej zawartości z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową (12,5 - 74%). Jest to gaz trujący, zdolny do łatwego łączenia z hemoglobiną krwi, która traci zdolność do przenoszenia tlenu. Objawy zatrucia to: uczucie ucisku, tętnienie w skroniach, zawroty głowy, wymioty, problemy ze wzrokiem. Zawartość tlenku węgla w wyrobiskach wykrywana jest poprzez: analizę chemiczną, analizatory oraz rurki wskaźnikowe. Tlenki azotu NO,NO2 są trujące o gryzącym zapachu, w zależności od temp.barwa przybiera kolor od żółtego do brunatnego. Uszkodzenie pęcherzyków płucnych, tchawicy, objawy występują po kilku godzinach: kaszel, drażnienie błon śluzowych, potem duszenie i sinica. Występuje m.in. tam gdzie są maszyny samojezdne o napędzie spalinowym. Wykrywanie: analizatory, rurki wskaźnikowe, analiza chemiczna. SO2 bezbarwny o bardzo silnym ostrym duszącym zapachu, powoduje podrażnienie błon śluzowych, spojówek tchawicy. Jest niepalny, tworzy się przy pożarach, przy urabianiu materiałami zawierającymi siarkę. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe. H2S bezbarwny, zapach zgniłych jaj. Palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4-46%), silnie trujący, powoduje podrażnienie ośrodka oddechowego, śmierć. Wydziela się przy gniciu, rozpuszcza się b. dobrze w wodzie. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe, analizatory. Wodór bezbarwny bez zapachu i smaku jest najlżejszy: obojętny ale palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4 - 70%) występuje w gazach pożarowych, ma niską temp. zapłonu, są niebezpieczeństwa wybuchu gazu. Wydziela się m.in. w ładowniach akumulatorów. Dopuszczalna zawartość 0,5 %. Wykrywanie próbami średnimi i punktowymi, które są pobierane sposobem: mokrym, z przedmuchiwaniem, próżniowym, chemicznie pochłanianie. METAN jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, dla procesów oddychania jest obojętny, przy 40% zawartości tlenu wynosi 12%. Jest palny i tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową ( 4 - 15%). Wybuch powoduje wzrost ciśnienie i temp., potem fale wsteczne. Wybuch metanu jest początkiem wybuchu pyłu węglowego. Produktem tego wybuchu jest wysoka temp., brak tlenu oraz duża zawartość tlenku węgla. W obecności metanu: - do 1% - wszystkie roboty górnicze włącznie z robotami strzałowymi. - 1 - 1,5% - wszystkie roboty górnicze z robotami strzałowymi przy użyciu materiałów wybuchowych specjalnych. - 1,5 - 2% - wszystkie roboty górnicze bez robót strzałowych - powyżej 2% - roboty są zabronione, po za pracami mającymi na celu przywrócenie prawidłowego stanu wentylacji w wyrobiskach. Metan towarzyszy generalnie pokładom węgla. Jako gaz lżejszy od powietrza ma tendencje do migrowania do powierzchni, a CO2 w głąb ziemi. Zawartość metanu w pokładach węgla będzie związana z tektoniką i budową pokładów.

Sorbcje gazów (metanu) to chemiczne połączenie gazu z węglem jak również fizyczne. Metan występuje w postaci związanej z substancją węglową i w postaci luźnej wypełniającej pustki i szczeliny. Metanu w stanie wolnym jest ok. 5- 10%, zwiększa się w miarę wzrostu głębokości zalegania pokładów węgla. Na głębokości 700 do 800 m jest mała ilość gazu występująca w postaci wolnej. W naszych pokładach - 17 m³/ tone czystej substancji węglowej. Metanowość to naturalne nagromadzenie metanu w pokładzie węgla. CWS czysta substancja węglowa, czyli węgiel bez wody i popiołu Zawartość metanu w pokładach węgla opisuje się równaniem Langiura. W miarę wzrostu ciśnienia ilość tego gazu zaabsorbowanego nie ulega zmianie. IV kat zagrożenia metanowego (węgiel m³/tona): a) 0,1-2,5 b) 2,5 - 4,5 c) 4,5 - 8 d) pow. 8. Pole nie metanowe jest gdy zawartość metanu jest mniejsza niż 0,1. Zagrożenia metanowego w złożach soli: 1) złoże soli lub jego część jeśli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego lub łącznie z gazami wybuchowymi i innymi pochodzenia naturalnego w ilości większej niż 0,1% 2)złoże bądź część złoża jeśli wystąpił nagły wypływ lub wyrzut metanu pochodzenia naturalnego oddzielnie lub łączenie z innymi gazami lub skałami- w ilości pow. 1%. Rudy metali zagrożenia metanowe: 1)złoże lub część złóż jeśli stwierdzono występowanie w powietrzu metanu pochodzenia naturalnego w ilości pow. 0,1%. 2)jeśli występuje możliwość wzmożonego wydzielania lub nagły wypływ metanu pochodzenia naturalnego z górotworu lub wody dopływającej do wyrobisk. Zawartość metanu w wyrobiskach: a) prądy grupowe <0,5%, b) na wlocie do rejonu 0,5% przy pomiarze ręcznym i 1% przy pomiarze automatycznym, c) na wylocie z rejonu 1% ręczny, 1,5% automatyczny, d) szyby wentylacyjne 0,75%. Formy wydzielania się metanu: 1)powolne, filtracyjne wydzielanie się metanu 2)w postaci fukaczy - wydzielanie się CH4 ze zbiorników pod odpowiednim ciśnieniem 3)wyrzuty metanu lub metanu i skały. Przy zachowaniu równowagi następuje wyrzucenie gazu lub gazu z pokruszoną skałą. Powstanie atmosfery beztlenowej. Metan to zagrożenie naturalne jak również: zagrożenia wodą, tąpnięciem czy pożarem. Ruch gazu w ośrodku porowatym: V = - k/u grad. p - rów.filtracji k - współ. przepuszczalności u - współ. lepkości dynamicznej gazów div(qV)+m∂p/∂t=W równanie ciągłości m-porowatość ośrodka. Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikowych:

z ociosu i urobionego węgla (filtracji, instytutu górniczego im. Skoczyńskiego, kopalni doświadczalnej Barbara). Prognozowanie wydzielania metanu do wyrobisk ścianowych: źródła wydzielanie metanu: pokład ekspl., pokładu naruszone ekspl., skały płonne naruszone ekspl (wykreślna, analityczna, empiryczna, dynamiczna, kopalni doś Barbara). ZWALCZANIE METANU: 1) intensywna wentylacja 2) odmetanowanie górotworu. Rozrzedzenie metanu nie zawsze da się zrobić przy pomocy powietrza. Wtedy stosujemy odmetanowanie - tj planowe ujęcie metanu z górotworu i doprowadzenie szczelnymi przewodami do dróg zużytego powietrza lub na powierzchnię. Odmetanowanie nie jest celem ale koniecznością dla bezpieczeństwa. WILGOTNOŚĆ WŁAŚCIWA - wyraża stosunek zawartości pary wodnej do 1kg powietrza suchego. Wilgotność bezwzględna masa pary wodnej zawarta w 1m³ powietrza wilgotnego. Wilgotność względna: określa wilgotność pary wodnej w powietrzu w stosunku do nasycenia. Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie odniesione do próżni, jeśli będziemy to odnosić do ciśnienia barometrycznego to mówimy o podciśnieniu lub nadciśnieniu. Urządzenia mierzące różnice ciśnień: -manometry; -mikromanometry różnicowe.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia bezwzględnego 1. barograf różnicowy 2.barometr rtęciowy 3.aneroidy 4.baroluk. Cieplne warunki pracy: Na komfort ciepła wpływa: 1.Wilgotność powietrza 2.temp.powietrza oraz temp. ociosów 3.prędkość przepływu powietrza 4.ciśnienie powietrza 5.skład chemiczny powietrza 6.promieniowanie ciepła 7.zanieczyszczenia. Warunki pracy -8 godz. pracy jeżeli temp. na termometrze suchym <=28 C i intensywność chłodzenia jest >11 -jeżeli temp. powietrza 28-33 lub intensywność chłodzenia jest mniejsza od 11k to czas pracy do 6 godz. Intensywność powietrza mierzymy katatermometrem. Wskaźniki oceniające warunki pracy: 1) Belgijska temp. Efektywna BTE=0.9 tm+0,1 ts <34 C Tm-temp wilgotna 2) temp francuska: FTE= 0,7 tm + 0,3 ts -V 3) wskaźnik oceny mikroklimatu górniczego (pom. zamknięte): WBGT=0,7 Tmn + 0,3 Tg -(pom otwarte) WBGT= 0,7 Tmn + 0,2 Tg + 0,1 Ta. Tmn-temp.mierzona na termometrze wilgotnym bez wymuszenia przepływu powietrza wokół zbiornika termometru; Tg-temp.poczernionej kuli; Ta-temp.powietrza na termometrze suchym. Na temp. powietrza kopalnianego w 50% wpływa ciepło z górotworu; w 25% proces utleniania; w 25%_s \

inne źródła. Temp. powietrza w wyrobisku zależy od: -temp. na wlocie; -szeregu przemian termodynamicznych, które będą miały miejsce. Czynniki wpływające na średnią temp w wyrobisku - zmiana entalpii powietrza w wyniku sprężenia lub rozprężenia pod wpływem zmian ciśnienia barometrycznego - wymiana ciepła między górotworem a przepływającym powietrzem - wymiana wilgoci i zmiana stanu skupienia wilgoci - wydzielania ciepła w wyniku egzotermicznych procesów utleniania - wymiana ciepła między powietrzem sprężonym płynącym w rurociągu, a powietrzem kopalnianym - wydzielanie ciepła z urządzeń energomechanicznych.

Temp w wyrobisku W wyrobiskach temp musi być niższa od 33^oC. Ggdy temp >33^oC tylko prace związane z ratownictwem. Średnia głębokość 700m. Co 33 m wzrostu głębokości następuje wzrost o 1^oC temp pierwotnej górotworu. Jeżeli temp górotworu >niż temp powietrza to ciepło górotworu wpływa na wzrost temp pow. o 50%.Musimy obniżyć temp czyli wprowadzić klimatyzacje. Jeżeli obniżymy temp np. do 20^oC, a temp górotworu wynosi 40C to gradient temp wynosi 20C. Procesy wykorzystywane do obniżenia temp: - topnienie (stały w ciekły) - sublimacja (stały w gazowy) - parowanie (ciekły w gazowy) - rozprężanie gazów - chłodzenie termoelektryczne Klimatyzacje stosujemy wtedy kiedy wykorzystaliśmy już pozostałe procesy. Klimatyzacja jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. W naszych warunkach stosowany jest proces rozprężania. Maszyny sprężarkowe Lokalizacja tych urządzeń może być na powierzchni. Ciepło ze skraplacza „wyrzucamy” wentylatorami. Czasami stosowane są okłady lodowe, gdzie stosowana jest wytwornica lodu. Może być też chłodzenie absorpcyjne - inny jest czynnik chłodniczy, który paruje i powoduje obniżenie temp. Stosowane czynniki Chłodnicze: -amoniak -freony; Czynnik musi się charakteryzować stałością składu chemicznego, niską temp. parowania, nie może być wybuchowy (amoniak nie może być stosowany pod ziemią). Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Wybuchowy pył węglowy jest to pył, który przechodzi przez sito o oczku 1mm. Jeżeli zawartość części lotnych >10% to jest to niebezpieczny pył węglowy. Zabezpieczony pył węglowy jest to pył, który zawiera części niepalne w ilości co najmniej: - 70% w polach nie metanowych - 80% w polach metanowych lub zawiera wodę przemijającą. Czynniki decydujące o możliwości wybuchu pyłu węglowego: 1) wybuchowość pyłu węglowego - granice wybuchowości, inicjał wybuchu, warunki dyspersji 2) lotność pyłu węglowego 3) stopień rozdrobnienia 4) zasięg zapylenia wyrobiska 5) obecność metanu. Granice wybuchu: od 50 g/m³ do 1000g/m³. Optymalne stężenie wybuchowe: 300-500g/m³. Temp. zapłonu 823-1673K, 550-1400^oC. Minimalna energia iskry zapalającej: 200-300 [mJ] Opóźnienie zapłonu (czas indukcji): 0,1 ms - do kilku sekund. Temp. min. Energia iskry oraz opóźnienie zapłonu zależą od stopnia uwęglenia węgla (zawartych w nim części lotnych). Inicjator wybuchu pyłu: -wybuch metanu, -niewłaściwe prowadzenie robót strzelniczych, -tąpnięcia, -wybuch gazów pożarowych, Warunki dyspersji: Im więcej cząstek pyłu drobnego na obwodzie wyrobiska i na stropie, tym mniejsza wartość minimalnego ciśnienia statycznego fali uderzeniowej inicjatora. Czynniki wpływające na inicjację: -aerodynamiczny-inicjał musi wytworzyć falę ciśnienia o odpowiedniej energii i prędkości dla utworzenia obłoku pierwotnego i wtórnego, --termodynamiczny-inicjał musi wytworzyć bardzo słabą temp. utrzymującą się przez odpowiednio długi czas. Mechanizm wybuchu: 1.Podmuch (pierwotny)- wzniesienie pierwotnego obłoku pyłowego (ruch burzliwy cząstek pyłu) min. ciśnienie statyczne 1kPa 2.Pierwotna fala uderzeniowa- części palne w obłoku pyłu ulegają spaleniu przy kontakcie z płomieniem. Energia termiczna odgazowuje pył. Spalenie części lotnych stanowi zasadniczą rolę, gazy ulegają znacznemu rozprężeniu. 3.Strefa płomienia- spalenie części lotnych, powstaje obłok wtórny i zapalenie w nim cząstek pyłu, powoduje to dynamiczne rozprężanie gazów i „wyrzut” płomienia (fala uderzeniowa wybuchu). 4. Strefa gazów wybuchowych- przemieszczająca się za strefą płomienia z pewnym opóźnieniem. Wybuchowość mieszanin hybrydowych (metanowo- powietrznych) -obecność metanu powoduje obniżenie dolnej granicy wybuchowości i pyłów węglowych (stężenieCH₄ 2% - obniżenie granicy do ok. 50%) -max. ciśnienie wybuchu Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu 1.Miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja pokładów Klasa A- pokłady lub ich części, w których występuje pył zabezpieczony w sposób naturalny Klasa B- pokłady lub ich części, w których występuje pył niezabezpieczony w sposób naturalny Klasyfikacja wyrobisk Klasa A- w których występuje pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinka z pyłem niezabezp. Dłuższym niż 30 m, przy czym odległość między tymi odcinkami nie może być < niż 100 m Klasa B- pozostałe wyrobiska. Podstawowe linie obrony: Linia I -Zwalczanie pyłu w miejscu jego powstaw. Linia II -Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu Linia III -Przeciw działanie rozwojowi wybuchu -utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem się wybuchu (zmywanie wodą lub optymalnie pyłem kamiennym) usuwanie pyłu z maszyn i urządzeń a strefie zabezpieczającej -w pokładach zaliczanych do IV kat. zagrożenia metanowego zawartość części niepalnych powinna wynosić co najmniej 50% lub zawartość wody co najmniej 60% Linia IV -Ograniczenie wybuchu przez stosowanie zapór przeciwwybuchowych lub wodnych. Szkodliwe oddziaływanie pyłów: -mechaniczne uszkodzenie błon śluzowych lub skóry, -choroby uczuleniowe, -pylica płuc, -choroby nowotworowe. Podział pyłów: 1.zwłókniejący 2.drażniący 3.uczulający 4.kancerogenne 5.toksyczne Szkodliwe działanie pyłu zależy od: -stężenia pyłu, -wielkości ziaren, -zawartości wolnej krystalicznej krzemianki -czas ekspozycji, -kształt cząstek (kształty ostre), Przewietrzanie ślepych wyrobisk: Odrębne przewietrzanie lub lutniowe- niezależnie od wentylacji głównej W tym wyrobisku przepływ dwukierunkowy. Wyróżniamy 3 rodzaje wentylacji: 1.lutniowo ssąca 2.lutniowo tłocząca 3.mieszana Lutnie: -kołnierzowe, -wsuwane, -elastyczne, Jeżeli jest urabianie kombajnem musi być zastosowany odpylacz. Wentylacja tłocząca wtedy kiedy urabiamy caliznę materiałami wybuch. W wentylacji ssącej, jeżeli zachodzi Konieczność chłodzenia, to wtedy Stosuje się również wentylację mieszaną Zadaniem wentylacji jest dostarczenie do przodka odpowiedniego strumienia powietrza

kopalniane zawiera: metan, tlenek: węgla, azotu, siarka, wodór, aldehydy, tlenek siarki. Skład gazów jest ściśle określony i zapisany w przepisach górniczych. NDS największe dopuszczalne stężenie średnie gazów w ciągu 8 godz. dnia pracy. Stężenie tych gazów nie może mieć szkodliwego wpływu na człowieka przez jego okres zdolności do pracy ani dla jego potomstwa. NDSCh największe dopuszczalne stężenie chwilowe, które nie może być większe przez 30 min. w ciągu 8 godz. pracy. NDSP największe dopuszczalne stężenie progowe, które nie może być przekroczone. Dotyczy szczególnie gazów trujących i szkodliwych dla zdrowia Tlen gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku, niepalny i nie wybuchowy, bardzo aktywny (łączy się z innymi pierwiastkami). W zależności od szybkości reakcji mówimy o: - utlenianie - powolne łączenie się - palenie - szybkie łączenie się z towarzyszącymi zjawiskami świetlnymi. - wybuch - szybkie łączenie się, zjawiska świetlne i akustyczne. Ilość tlenu najlepsza do oddychania dla człowieka to 21%. Do 19% mogą być prowadzone prace. Przy 17% oddech staje się cięższy, występują zawroty głowy, gaśnie płomień. Przy 15% człowiek jest niezdolny do wysiłku fizycznego. Prz ok. 12% życie jest zagrożone. 10% - wymioty, omdlenia. Przy 7% następuje śmierć w krótkim czasie. Maleje przy pożarach. Zawartość tlenu badana jest przy pomocy analizy chemicznej, rurkami wskaźnikowymi, analizatorów. Azot bezbarwny, bez smaku i zapachu, obojętny dla procesów oddychania. Zawartość azotu może wynosić 77-81%. Zwiększanie zawartości azotu zachodzi kosztem tlenu. Może się on wydzielać do wyrobisk np. z materiałów wybuchowych. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym wykrywana jest poprzez analizę chemiczną. Dwutlenek węgla bezbarwny, bez zapachu, o kwaskowym smaku, nie palny i nie wybuchowy. Jego zawartość wzrasta podczas robót strzałowych, oddychania. Należy do gazów duszących. Gdy zawartość CO2 jest większa niż 2% to następuje zaburzenia czynności oddechowych. Powyżej 8% utrata przytomności. CO2 jest cięższy od powietrza 1,5 razy dlatego gromadzi się przy spągu wyrobiska. Jego zawartość wykrywana jest przy pomocy: rurki wskaźnikowej, metanomierza interferencyjnego, analizy chemicznej. Tlenek węgla CO bezbarwny, bez zapachu i smaku nafty pochodzącej od dyscylacji. Gaz palny, przy odpowiedniej zawartości z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową (12,5 - 74%). Jest to gaz trujący, zdolny do łatwego łączenia z hemoglobiną krwi, która traci zdolność do przenoszenia tlenu. Objawy zatrucia to: uczucie ucisku, tętnienie w skroniach, zawroty głowy, wymioty, problemy ze wzrokiem. Zawartość tlenku węgla w wyrobiskach wykrywana jest poprzez: analizę chemiczną, analizatory oraz rurki wskaźnikowe. Tlenki azotu NO,NO2 są trujące o gryzącym zapachu, w zależności od temp.barwa przybiera kolor od żółtego do brunatnego. Uszkodzenie pęcherzyków płucnych, tchawicy, objawy występują po kilku godzinach: kaszel, drażnienie błon śluzowych, potem duszenie i sinica. Występuje m.in. tam gdzie są maszyny samojezdne o napędzie spalinowym. Wykrywanie: analizatory, rurki wskaźnikowe, analiza chemiczna. SO2 bezbarwny o bardzo silnym ostrym duszącym zapachu, powoduje podrażnienie błon śluzowych, spojówek tchawicy. Jest niepalny, tworzy się przy pożarach, przy urabianiu materiałami zawierającymi siarkę. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe. H2S bezbarwny, zapach zgniłych jaj. Palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4-46%), silnie trujący, powoduje podrażnienie ośrodka oddechowego, śmierć. Wydziela się przy gniciu, rozpuszcza się b. dobrze w wodzie. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe, analizatory. Wodór bezbarwny bez zapachu i smaku jest najlżejszy: obojętny ale palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4 - 70%) występuje w gazach pożarowych, ma niską temp. zapłonu, są niebezpieczeństwa wybuchu gazu. Wydziela się m.in. w ładowniach akumulatorów. Dopuszczalna zawartość 0,5 %. Wykrywanie próbami średnimi i punktowymi, które są pobierane sposobem: mokrym, z przedmuchiwaniem, próżniowym, chemicznie pochłanianie. METAN jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, dla procesów oddychania jest obojętny, przy 40% zawartości tlenu wynosi 12%. Jest palny i tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową ( 4 - 15%). Wybuch powoduje wzrost ciśnienie i temp., potem fale wsteczne. Wybuch metanu jest początkiem wybuchu pyłu węglowego. Produktem tego wybuchu jest wysoka temp., brak tlenu oraz duża zawartość tlenku węgla. W obecności metanu: - do 1% - wszystkie roboty górnicze włącznie z robotami strzałowymi. - 1 - 1,5% - wszystkie roboty górnicze z robotami strzałowymi przy użyciu materiałów wybuchowych specjalnych. - 1,5 - 2% - wszystkie roboty górnicze bez robót strzałowych - powyżej 2% - roboty są zabronione, po za pracami mającymi na celu przywrócenie prawidłowego stanu wentylacji w wyrobiskach. Metan towarzyszy generalnie pokładom węgla. Jako gaz lżejszy od powietrza ma tendencje do migrowania do powierzchni, a CO2 w głąb ziemi. Zawartość metanu w pokładach węgla będzie związana z tektoniką i budową pokładów.

Sorbcje gazów (metanu) to chemiczne połączenie gazu z węglem jak również fizyczne. Metan występuje w postaci związanej z substancją węglową i w postaci luźnej wypełniającej pustki i szczeliny. Metanu w stanie wolnym jest ok. 5- 10%, zwiększa się w miarę wzrostu głębokości zalegania pokładów węgla. Na głębokości 700 do 800 m jest mała ilość gazu występująca w postaci wolnej. W naszych pokładach - 17 m³/ tone czystej substancji węglowej. Metanowość to naturalne nagromadzenie metanu w pokładzie węgla. CWS czysta substancja węglowa, czyli węgiel bez wody i popiołu Zawartość metanu w pokładach węgla opisuje się równaniem Langiura. W miarę wzrostu ciśnienia ilość tego gazu zaabsorbowanego nie ulega zmianie. IV kat zagrożenia metanowego (węgiel m³/tona): a) 0,1-2,5 b) 2,5 - 4,5 c) 4,5 - 8 d) pow. 8. Pole nie metanowe jest gdy zawartość metanu jest mniejsza niż 0,1. Zagrożenia metanowego w złożach soli: 1) złoże soli lub jego część jeśli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego lub łącznie z gazami wybuchowymi i innymi pochodzenia naturalnego w ilości większej niż 0,1% 2)złoże bądź część złoża jeśli wystąpił nagły wypływ lub wyrzut metanu pochodzenia naturalnego oddzielnie lub łączenie z innymi gazami lub skałami- w ilości pow. 1%. Rudy metali zagrożenia metanowe: 1)złoże lub część złóż jeśli stwierdzono występowanie w powietrzu metanu pochodzenia naturalnego w ilości pow. 0,1%. 2)jeśli występuje możliwość wzmożonego wydzielania lub nagły wypływ metanu pochodzenia naturalnego z górotworu lub wody dopływającej do wyrobisk. Zawartość metanu w wyrobiskach: a) prądy grupowe <0,5%, b) na wlocie do rejonu 0,5% przy pomiarze ręcznym i 1% przy pomiarze automatycznym, c) na wylocie z rejonu 1% ręczny, 1,5% automatyczny, d) szyby wentylacyjne 0,75%. Formy wydzielania się metanu: 1)powolne, filtracyjne wydzielanie się metanu 2)w postaci fukaczy - wydzielanie się CH4 ze zbiorników pod odpowiednim ciśnieniem 3)wyrzuty metanu lub metanu i skały. Przy zachowaniu równowagi następuje wyrzucenie gazu lub gazu z pokruszoną skałą. Powstanie atmosfery beztlenowej. Metan to zagrożenie naturalne jak również: zagrożenia wodą, tąpnięciem czy pożarem. Ruch gazu w ośrodku porowatym: V = - k/u grad. p - rów.filtracji k - współ. przepuszczalności u - współ. lepkości dynamicznej gazów div(qV)+m∂p/∂t=W równanie ciągłości m-porowatość ośrodka. Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikowych:

z ociosu i urobionego węgla (filtracji, instytutu górniczego im. Skoczyńskiego, kopalni doświadczalnej Barbara). Prognozowanie wydzielania metanu do wyrobisk ścianowych: źródła wydzielanie metanu: pokład ekspl., pokładu naruszone ekspl., skały płonne naruszone ekspl (wykreślna, analityczna, empiryczna, dynamiczna, kopalni doś Barbara). ZWALCZANIE METANU: 1) intensywna wentylacja 2) odmetanowanie górotworu. Rozrzedzenie metanu nie zawsze da się zrobić przy pomocy powietrza. Wtedy stosujemy odmetanowanie - tj planowe ujęcie metanu z górotworu i doprowadzenie szczelnymi przewodami do dróg zużytego powietrza lub na powierzchnię. Odmetanowanie nie jest celem ale koniecznością dla bezpieczeństwa. WILGOTNOŚĆ WŁAŚCIWA - wyraża stosunek zawartości pary wodnej do 1kg powietrza suchego. Wilgotność bezwzględna masa pary wodnej zawarta w 1m³ powietrza wilgotnego. Wilgotność względna: określa wilgotność pary wodnej w powietrzu w stosunku do nasycenia. Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie odniesione do próżni, jeśli będziemy to odnosić do ciśnienia barometrycznego to mówimy o podciśnieniu lub nadciśnieniu. Urządzenia mierzące różnice ciśnień: -manometry; -mikromanometry różnicowe.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia bezwzględnego 1. barograf różnicowy 2.barometr rtęciowy 3.aneroidy 4.baroluk. Cieplne warunki pracy: Na komfort ciepła wpływa: 1.Wilgotność powietrza 2.temp.powietrza oraz temp. ociosów 3.prędkość przepływu powietrza 4.ciśnienie powietrza 5.skład chemiczny powietrza 6.promieniowanie ciepła 7.zanieczyszczenia. Warunki pracy -8 godz. pracy jeżeli temp. na termometrze suchym <=28 C i intensywność chłodzenia jest >11 -jeżeli temp. powietrza 28-33 lub intensywność chłodzenia jest mniejsza od 11k to czas pracy do 6 godz. Intensywność powietrza mierzymy katatermometrem. Wskaźniki oceniające warunki pracy: 1) Belgijska temp. Efektywna BTE=0.9 tm+0,1 ts <34 C Tm-temp wilgotna 2) temp francuska: FTE= 0,7 tm + 0,3 ts -V 3) wskaźnik oceny mikroklimatu górniczego (pom. zamknięte): WBGT=0,7 Tmn + 0,3 Tg -(pom otwarte) WBGT= 0,7 Tmn + 0,2 Tg + 0,1 Ta. Tmn-temp.mierzona na termometrze wilgotnym bez wymuszenia przepływu powietrza wokół zbiornika termometru; Tg-temp.poczernionej kuli; Ta-temp.powietrza na termometrze suchym. Na temp. powietrza kopalnianego w 50% wpływa ciepło z górotworu; w 25% proces utleniania; w 25%_s \

inne źródła. Temp. powietrza w wyrobisku zależy od: -temp. na wlocie; -szeregu przemian termodynamicznych, które będą miały miejsce. Czynniki wpływające na średnią temp w wyrobisku - zmiana entalpii powietrza w wyniku sprężenia lub rozprężenia pod wpływem zmian ciśnienia barometrycznego - wymiana ciepła między górotworem a przepływającym powietrzem - wymiana wilgoci i zmiana stanu skupienia wilgoci - wydzielania ciepła w wyniku egzotermicznych procesów utleniania - wymiana ciepła między powietrzem sprężonym płynącym w rurociągu, a powietrzem kopalnianym - wydzielanie ciepła z urządzeń energomechanicznych.

Temp w wyrobisku W wyrobiskach temp musi być niższa od 33^oC. Ggdy temp >33^oC tylko prace związane z ratownictwem. Średnia głębokość 700m. Co 33 m wzrostu głębokości następuje wzrost o 1^oC temp pierwotnej górotworu. Jeżeli temp górotworu >niż temp powietrza to ciepło górotworu wpływa na wzrost temp pow. o 50%.Musimy obniżyć temp czyli wprowadzić klimatyzacje. Jeżeli obniżymy temp np. do 20^oC, a temp górotworu wynosi 40C to gradient temp wynosi 20C. Procesy wykorzystywane do obniżenia temp: - topnienie (stały w ciekły) - sublimacja (stały w gazowy) - parowanie (ciekły w gazowy) - rozprężanie gazów - chłodzenie termoelektryczne Klimatyzacje stosujemy wtedy kiedy wykorzystaliśmy już pozostałe procesy. Klimatyzacja jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. W naszych warunkach stosowany jest proces rozprężania. Maszyny sprężarkowe Lokalizacja tych urządzeń może być na powierzchni. Ciepło ze skraplacza „wyrzucamy” wentylatorami. Czasami stosowane są okłady lodowe, gdzie stosowana jest wytwornica lodu. Może być też chłodzenie absorpcyjne - inny jest czynnik chłodniczy, który paruje i powoduje obniżenie temp. Stosowane czynniki Chłodnicze: -amoniak -freony; Czynnik musi się charakteryzować stałością składu chemicznego, niską temp. parowania, nie może być wybuchowy (amoniak nie może być stosowany pod ziemią). Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Wybuchowy pył węglowy jest to pył, który przechodzi przez sito o oczku 1mm. Jeżeli zawartość części lotnych >10% to jest to niebezpieczny pył węglowy. Zabezpieczony pył węglowy jest to pył, który zawiera części niepalne w ilości co najmniej: - 70% w polach nie metanowych - 80% w polach metanowych lub zawiera wodę przemijającą. Czynniki decydujące o możliwości wybuchu pyłu węglowego: 1) wybuchowość pyłu węglowego - granice wybuchowości, inicjał wybuchu, warunki dyspersji 2) lotność pyłu węglowego 3) stopień rozdrobnienia 4) zasięg zapylenia wyrobiska 5) obecność metanu. Granice wybuchu: od 50 g/m³ do 1000g/m³. Optymalne stężenie wybuchowe: 300-500g/m³. Temp. zapłonu 823-1673K, 550-1400^oC. Minimalna energia iskry zapalającej: 200-300 [mJ] Opóźnienie zapłonu (czas indukcji): 0,1 ms - do kilku sekund. Temp. min. Energia iskry oraz opóźnienie zapłonu zależą od stopnia uwęglenia węgla (zawartych w nim części lotnych). Inicjator wybuchu pyłu: -wybuch metanu, -niewłaściwe prowadzenie robót strzelniczych, -tąpnięcia, -wybuch gazów pożarowych, Warunki dyspersji: Im więcej cząstek pyłu drobnego na obwodzie wyrobiska i na stropie, tym mniejsza wartość minimalnego ciśnienia statycznego fali uderzeniowej inicjatora. Czynniki wpływające na inicjację: -aerodynamiczny-inicjał musi wytworzyć falę ciśnienia o odpowiedniej energii i prędkości dla utworzenia obłoku pierwotnego i wtórnego, --termodynamiczny-inicjał musi wytworzyć bardzo słabą temp. utrzymującą się przez odpowiednio długi czas. Mechanizm wybuchu: 1.Podmuch (pierwotny)- wzniesienie pierwotnego obłoku pyłowego (ruch burzliwy cząstek pyłu) min. ciśnienie statyczne 1kPa 2.Pierwotna fala uderzeniowa- części palne w obłoku pyłu ulegają spaleniu przy kontakcie z płomieniem. Energia termiczna odgazowuje pył. Spalenie części lotnych stanowi zasadniczą rolę, gazy ulegają znacznemu rozprężeniu. 3.Strefa płomienia- spalenie części lotnych, powstaje obłok wtórny i zapalenie w nim cząstek pyłu, powoduje to dynamiczne rozprężanie gazów i „wyrzut” płomienia (fala uderzeniowa wybuchu). 4. Strefa gazów wybuchowych- przemieszczająca się za strefą płomienia z pewnym opóźnieniem. Wybuchowość mieszanin hybrydowych (metanowo- powietrznych) -obecność metanu powoduje obniżenie dolnej granicy wybuchowości i pyłów węglowych (stężenieCH₄ 2% - obniżenie granicy do ok. 50%) -max. ciśnienie wybuchu Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu 1.Miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja pokładów Klasa A- pokłady lub ich części, w których występuje pył zabezpieczony w sposób naturalny Klasa B- pokłady lub ich części, w których występuje pył niezabezpieczony w sposób naturalny Klasyfikacja wyrobisk Klasa A- w których występuje pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinka z pyłem niezabezp. Dłuższym niż 30 m, przy czym odległość między tymi odcinkami nie może być < niż 100 m Klasa B- pozostałe wyrobiska. Podstawowe linie obrony: Linia I -Zwalczanie pyłu w miejscu jego powstaw. Linia II -Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu Linia III -Przeciw działanie rozwojowi wybuchu -utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem się wybuchu (zmywanie wodą lub optymalnie pyłem kamiennym) usuwanie pyłu z maszyn i urządzeń a strefie zabezpieczającej -w pokładach zaliczanych do IV kat. zagrożenia metanowego zawartość części niepalnych powinna wynosić co najmniej 50% lub zawartość wody co najmniej 60% Linia IV -Ograniczenie wybuchu przez stosowanie zapór przeciwwybuchowych lub wodnych. Szkodliwe oddziaływanie pyłów: -mechaniczne uszkodzenie błon śluzowych lub skóry, -choroby uczuleniowe, -pylica płuc, -choroby nowotworowe. Podział pyłów: 1.zwłókniejący 2.drażniący 3.uczulający 4.kancerogenne 5.toksyczne Szkodliwe działanie pyłu zależy od: -stężenia pyłu, -wielkości ziaren, -zawartości wolnej krystalicznej krzemianki -czas ekspozycji, -kształt cząstek (kształty ostre), Przewietrzanie ślepych wyrobisk: Odrębne przewietrzanie lub lutniowe- niezależnie od wentylacji głównej W tym wyrobisku przepływ dwukierunkowy. Wyróżniamy 3 rodzaje wentylacji: 1.lutniowo ssąca 2.lutniowo tłocząca 3.mieszana Lutnie: -kołnierzowe, -wsuwane, -elastyczne, Jeżeli jest urabianie kombajnem musi być zastosowany odpylacz. Wentylacja tłocząca wtedy kiedy urabiamy caliznę materiałami wybuch. W wentylacji ssącej, jeżeli zachodzi Konieczność chłodzenia, to wtedy Stosuje się również wentylację mieszaną Zadaniem wentylacji jest dostarczenie do przodka odpowiedniego strumienia powietrza

kopalniane zawiera: metan, tlenek: węgla, azotu, siarka, wodór, aldehydy, tlenek siarki. Skład gazów jest ściśle określony i zapisany w przepisach górniczych. NDS największe dopuszczalne stężenie średnie gazów w ciągu 8 godz. dnia pracy. Stężenie tych gazów nie może mieć szkodliwego wpływu na człowieka przez jego okres zdolności do pracy ani dla jego potomstwa. NDSCh największe dopuszczalne stężenie chwilowe, które nie może być większe przez 30 min. w ciągu 8 godz. pracy. NDSP największe dopuszczalne stężenie progowe, które nie może być przekroczone. Dotyczy szczególnie gazów trujących i szkodliwych dla zdrowia Tlen gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku, niepalny i nie wybuchowy, bardzo aktywny (łączy się z innymi pierwiastkami). W zależności od szybkości reakcji mówimy o: - utlenianie - powolne łączenie się - palenie - szybkie łączenie się z towarzyszącymi zjawiskami świetlnymi. - wybuch - szybkie łączenie się, zjawiska świetlne i akustyczne. Ilość tlenu najlepsza do oddychania dla człowieka to 21%. Do 19% mogą być prowadzone prace. Przy 17% oddech staje się cięższy, występują zawroty głowy, gaśnie płomień. Przy 15% człowiek jest niezdolny do wysiłku fizycznego. Prz ok. 12% życie jest zagrożone. 10% - wymioty, omdlenia. Przy 7% następuje śmierć w krótkim czasie. Maleje przy pożarach. Zawartość tlenu badana jest przy pomocy analizy chemicznej, rurkami wskaźnikowymi, analizatorów. Azot bezbarwny, bez smaku i zapachu, obojętny dla procesów oddychania. Zawartość azotu może wynosić 77-81%. Zwiększanie zawartości azotu zachodzi kosztem tlenu. Może się on wydzielać do wyrobisk np. z materiałów wybuchowych. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym wykrywana jest poprzez analizę chemiczną. Dwutlenek węgla bezbarwny, bez zapachu, o kwaskowym smaku, nie palny i nie wybuchowy. Jego zawartość wzrasta podczas robót strzałowych, oddychania. Należy do gazów duszących. Gdy zawartość CO2 jest większa niż 2% to następuje zaburzenia czynności oddechowych. Powyżej 8% utrata przytomności. CO2 jest cięższy od powietrza 1,5 razy dlatego gromadzi się przy spągu wyrobiska. Jego zawartość wykrywana jest przy pomocy: rurki wskaźnikowej, metanomierza interferencyjnego, analizy chemicznej. Tlenek węgla CO bezbarwny, bez zapachu i smaku nafty pochodzącej od dyscylacji. Gaz palny, przy odpowiedniej zawartości z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową (12,5 - 74%). Jest to gaz trujący, zdolny do łatwego łączenia z hemoglobiną krwi, która traci zdolność do przenoszenia tlenu. Objawy zatrucia to: uczucie ucisku, tętnienie w skroniach, zawroty głowy, wymioty, problemy ze wzrokiem. Zawartość tlenku węgla w wyrobiskach wykrywana jest poprzez: analizę chemiczną, analizatory oraz rurki wskaźnikowe. Tlenki azotu NO,NO2 są trujące o gryzącym zapachu, w zależności od temp.barwa przybiera kolor od żółtego do brunatnego. Uszkodzenie pęcherzyków płucnych, tchawicy, objawy występują po kilku godzinach: kaszel, drażnienie błon śluzowych, potem duszenie i sinica. Występuje m.in. tam gdzie są maszyny samojezdne o napędzie spalinowym. Wykrywanie: analizatory, rurki wskaźnikowe, analiza chemiczna. SO2 bezbarwny o bardzo silnym ostrym duszącym zapachu, powoduje podrażnienie błon śluzowych, spojówek tchawicy. Jest niepalny, tworzy się przy pożarach, przy urabianiu materiałami zawierającymi siarkę. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe. H2S bezbarwny, zapach zgniłych jaj. Palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4-46%), silnie trujący, powoduje podrażnienie ośrodka oddechowego, śmierć. Wydziela się przy gniciu, rozpuszcza się b. dobrze w wodzie. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe, analizatory. Wodór bezbarwny bez zapachu i smaku jest najlżejszy: obojętny ale palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4 - 70%) występuje w gazach pożarowych, ma niską temp. zapłonu, są niebezpieczeństwa wybuchu gazu. Wydziela się m.in. w ładowniach akumulatorów. Dopuszczalna zawartość 0,5 %. Wykrywanie próbami średnimi i punktowymi, które są pobierane sposobem: mokrym, z przedmuchiwaniem, próżniowym, chemicznie pochłanianie. METAN jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, dla procesów oddychania jest obojętny, przy 40% zawartości tlenu wynosi 12%. Jest palny i tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową ( 4 - 15%). Wybuch powoduje wzrost ciśnienie i temp., potem fale wsteczne. Wybuch metanu jest początkiem wybuchu pyłu węglowego. Produktem tego wybuchu jest wysoka temp., brak tlenu oraz duża zawartość tlenku węgla. W obecności metanu: - do 1% - wszystkie roboty górnicze włącznie z robotami strzałowymi. - 1 - 1,5% - wszystkie roboty górnicze z robotami strzałowymi przy użyciu materiałów wybuchowych specjalnych. - 1,5 - 2% - wszystkie roboty górnicze bez robót strzałowych - powyżej 2% - roboty są zabronione, po za pracami mającymi na celu przywrócenie prawidłowego stanu wentylacji w wyrobiskach. Metan towarzyszy generalnie pokładom węgla. Jako gaz lżejszy od powietrza ma tendencje do migrowania do powierzchni, a CO2 w głąb ziemi. Zawartość metanu w pokładach węgla będzie związana z tektoniką i budową pokładów.

Sorbcje gazów (metanu) to chemiczne połączenie gazu z węglem jak również fizyczne. Metan występuje w postaci związanej z substancją węglową i w postaci luźnej wypełniającej pustki i szczeliny. Metanu w stanie wolnym jest ok. 5- 10%, zwiększa się w miarę wzrostu głębokości zalegania pokładów węgla. Na głębokości 700 do 800 m jest mała ilość gazu występująca w postaci wolnej. W naszych pokładach - 17 m³/ tone czystej substancji węglowej. Metanowość to naturalne nagromadzenie metanu w pokładzie węgla. CWS czysta substancja węglowa, czyli węgiel bez wody i popiołu Zawartość metanu w pokładach węgla opisuje się równaniem Langiura. W miarę wzrostu ciśnienia ilość tego gazu zaabsorbowanego nie ulega zmianie. IV kat zagrożenia metanowego (węgiel m³/tona): a) 0,1-2,5 b) 2,5 - 4,5 c) 4,5 - 8 d) pow. 8. Pole nie metanowe jest gdy zawartość metanu jest mniejsza niż 0,1. Zagrożenia metanowego w złożach soli: 1) złoże soli lub jego część jeśli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego lub łącznie z gazami wybuchowymi i innymi pochodzenia naturalnego w ilości większej niż 0,1% 2)złoże bądź część złoża jeśli wystąpił nagły wypływ lub wyrzut metanu pochodzenia naturalnego oddzielnie lub łączenie z innymi gazami lub skałami- w ilości pow. 1%. Rudy metali zagrożenia metanowe: 1)złoże lub część złóż jeśli stwierdzono występowanie w powietrzu metanu pochodzenia naturalnego w ilości pow. 0,1%. 2)jeśli występuje możliwość wzmożonego wydzielania lub nagły wypływ metanu pochodzenia naturalnego z górotworu lub wody dopływającej do wyrobisk. Zawartość metanu w wyrobiskach: a) prądy grupowe <0,5%, b) na wlocie do rejonu 0,5% przy pomiarze ręcznym i 1% przy pomiarze automatycznym, c) na wylocie z rejonu 1% ręczny, 1,5% automatyczny, d) szyby wentylacyjne 0,75%. Formy wydzielania się metanu: 1)powolne, filtracyjne wydzielanie się metanu 2)w postaci fukaczy - wydzielanie się CH4 ze zbiorników pod odpowiednim ciśnieniem 3)wyrzuty metanu lub metanu i skały. Przy zachowaniu równowagi następuje wyrzucenie gazu lub gazu z pokruszoną skałą. Powstanie atmosfery beztlenowej. Metan to zagrożenie naturalne jak również: zagrożenia wodą, tąpnięciem czy pożarem. Ruch gazu w ośrodku porowatym: V = - k/u grad. p - rów.filtracji k - współ. przepuszczalności u - współ. lepkości dynamicznej gazów div(qV)+m∂p/∂t=W równanie ciągłości m-porowatość ośrodka. Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikowych:

z ociosu i urobionego węgla (filtracji, instytutu górniczego im. Skoczyńskiego, kopalni doświadczalnej Barbara). Prognozowanie wydzielania metanu do wyrobisk ścianowych: źródła wydzielanie metanu: pokład ekspl., pokładu naruszone ekspl., skały płonne naruszone ekspl (wykreślna, analityczna, empiryczna, dynamiczna, kopalni doś Barbara). ZWALCZANIE METANU: 1) intensywna wentylacja 2) odmetanowanie górotworu. Rozrzedzenie metanu nie zawsze da się zrobić przy pomocy powietrza. Wtedy stosujemy odmetanowanie - tj planowe ujęcie metanu z górotworu i doprowadzenie szczelnymi przewodami do dróg zużytego powietrza lub na powierzchnię. Odmetanowanie nie jest celem ale koniecznością dla bezpieczeństwa. WILGOTNOŚĆ WŁAŚCIWA - wyraża stosunek zawartości pary wodnej do 1kg powietrza suchego. Wilgotność bezwzględna masa pary wodnej zawarta w 1m³ powietrza wilgotnego. Wilgotność względna: określa wilgotność pary wodnej w powietrzu w stosunku do nasycenia. Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie odniesione do próżni, jeśli będziemy to odnosić do ciśnienia barometrycznego to mówimy o podciśnieniu lub nadciśnieniu. Urządzenia mierzące różnice ciśnień: -manometry; -mikromanometry różnicowe.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia bezwzględnego 1. barograf różnicowy 2.barometr rtęciowy 3.aneroidy 4.baroluk. Cieplne warunki pracy: Na komfort ciepła wpływa: 1.Wilgotność powietrza 2.temp.powietrza oraz temp. ociosów 3.prędkość przepływu powietrza 4.ciśnienie powietrza 5.skład chemiczny powietrza 6.promieniowanie ciepła 7.zanieczyszczenia. Warunki pracy -8 godz. pracy jeżeli temp. na termometrze suchym <=28 C i intensywność chłodzenia jest >11 -jeżeli temp. powietrza 28-33 lub intensywność chłodzenia jest mniejsza od 11k to czas pracy do 6 godz. Intensywność powietrza mierzymy katatermometrem. Wskaźniki oceniające warunki pracy: 1) Belgijska temp. Efektywna BTE=0.9 tm+0,1 ts <34 C Tm-temp wilgotna 2) temp francuska: FTE= 0,7 tm + 0,3 ts -V 3) wskaźnik oceny mikroklimatu górniczego (pom. zamknięte): WBGT=0,7 Tmn + 0,3 Tg -(pom otwarte) WBGT= 0,7 Tmn + 0,2 Tg + 0,1 Ta. Tmn-temp.mierzona na termometrze wilgotnym bez wymuszenia przepływu powietrza wokół zbiornika termometru; Tg-temp.poczernionej kuli; Ta-temp.powietrza na termometrze suchym. Na temp. powietrza kopalnianego w 50% wpływa ciepło z górotworu; w 25% proces utleniania; w 25%_s \

inne źródła. Temp. powietrza w wyrobisku zależy od: -temp. na wlocie; -szeregu przemian termodynamicznych, które będą miały miejsce. Czynniki wpływające na średnią temp w wyrobisku - zmiana entalpii powietrza w wyniku sprężenia lub rozprężenia pod wpływem zmian ciśnienia barometrycznego - wymiana ciepła między górotworem a przepływającym powietrzem - wymiana wilgoci i zmiana stanu skupienia wilgoci - wydzielania ciepła w wyniku egzotermicznych procesów utleniania - wymiana ciepła między powietrzem sprężonym płynącym w rurociągu, a powietrzem kopalnianym - wydzielanie ciepła z urządzeń energomechanicznych.

Temp w wyrobisku W wyrobiskach temp musi być niższa od 33^oC. Ggdy temp >33^oC tylko prace związane z ratownictwem. Średnia głębokość 700m. Co 33 m wzrostu głębokości następuje wzrost o 1^oC temp pierwotnej górotworu. Jeżeli temp górotworu >niż temp powietrza to ciepło górotworu wpływa na wzrost temp pow. o 50%.Musimy obniżyć temp czyli wprowadzić klimatyzacje. Jeżeli obniżymy temp np. do 20^oC, a temp górotworu wynosi 40C to gradient temp wynosi 20C. Procesy wykorzystywane do obniżenia temp: - topnienie (stały w ciekły) - sublimacja (stały w gazowy) - parowanie (ciekły w gazowy) - rozprężanie gazów - chłodzenie termoelektryczne Klimatyzacje stosujemy wtedy kiedy wykorzystaliśmy już pozostałe procesy. Klimatyzacja jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. W naszych warunkach stosowany jest proces rozprężania. Maszyny sprężarkowe Lokalizacja tych urządzeń może być na powierzchni. Ciepło ze skraplacza „wyrzucamy” wentylatorami. Czasami stosowane są okłady lodowe, gdzie stosowana jest wytwornica lodu. Może być też chłodzenie absorpcyjne - inny jest czynnik chłodniczy, który paruje i powoduje obniżenie temp. Stosowane czynniki Chłodnicze: -amoniak -freony; Czynnik musi się charakteryzować stałością składu chemicznego, niską temp. parowania, nie może być wybuchowy (amoniak nie może być stosowany pod ziemią). Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Wybuchowy pył węglowy jest to pył, który przechodzi przez sito o oczku 1mm. Jeżeli zawartość części lotnych >10% to jest to niebezpieczny pył węglowy. Zabezpieczony pył węglowy jest to pył, który zawiera części niepalne w ilości co najmniej: - 70% w polach nie metanowych - 80% w polach metanowych lub zawiera wodę przemijającą. Czynniki decydujące o możliwości wybuchu pyłu węglowego: 1) wybuchowość pyłu węglowego - granice wybuchowości, inicjał wybuchu, warunki dyspersji 2) lotność pyłu węglowego 3) stopień rozdrobnienia 4) zasięg zapylenia wyrobiska 5) obecność metanu. Granice wybuchu: od 50 g/m³ do 1000g/m³. Optymalne stężenie wybuchowe: 300-500g/m³. Temp. zapłonu 823-1673K, 550-1400^oC. Minimalna energia iskry zapalającej: 200-300 [mJ] Opóźnienie zapłonu (czas indukcji): 0,1 ms - do kilku sekund. Temp. min. Energia iskry oraz opóźnienie zapłonu zależą od stopnia uwęglenia węgla (zawartych w nim części lotnych). Inicjator wybuchu pyłu: -wybuch metanu, -niewłaściwe prowadzenie robót strzelniczych, -tąpnięcia, -wybuch gazów pożarowych, Warunki dyspersji: Im więcej cząstek pyłu drobnego na obwodzie wyrobiska i na stropie, tym mniejsza wartość minimalnego ciśnienia statycznego fali uderzeniowej inicjatora. Czynniki wpływające na inicjację: -aerodynamiczny-inicjał musi wytworzyć falę ciśnienia o odpowiedniej energii i prędkości dla utworzenia obłoku pierwotnego i wtórnego, --termodynamiczny-inicjał musi wytworzyć bardzo słabą temp. utrzymującą się przez odpowiednio długi czas. Mechanizm wybuchu: 1.Podmuch (pierwotny)- wzniesienie pierwotnego obłoku pyłowego (ruch burzliwy cząstek pyłu) min. ciśnienie statyczne 1kPa 2.Pierwotna fala uderzeniowa- części palne w obłoku pyłu ulegają spaleniu przy kontakcie z płomieniem. Energia termiczna odgazowuje pył. Spalenie części lotnych stanowi zasadniczą rolę, gazy ulegają znacznemu rozprężeniu. 3.Strefa płomienia- spalenie części lotnych, powstaje obłok wtórny i zapalenie w nim cząstek pyłu, powoduje to dynamiczne rozprężanie gazów i „wyrzut” płomienia (fala uderzeniowa wybuchu). 4. Strefa gazów wybuchowych- przemieszczająca się za strefą płomienia z pewnym opóźnieniem. Wybuchowość mieszanin hybrydowych (metanowo- powietrznych) -obecność metanu powoduje obniżenie dolnej granicy wybuchowości i pyłów węglowych (stężenieCH₄ 2% - obniżenie granicy do ok. 50%) -max. ciśnienie wybuchu Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu 1.Miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja pokładów Klasa A- pokłady lub ich części, w których występuje pył zabezpieczony w sposób naturalny Klasa B- pokłady lub ich części, w których występuje pył niezabezpieczony w sposób naturalny Klasyfikacja wyrobisk Klasa A- w których występuje pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinka z pyłem niezabezp. Dłuższym niż 30 m, przy czym odległość między tymi odcinkami nie może być < niż 100 m Klasa B- pozostałe wyrobiska. Podstawowe linie obrony: Linia I -Zwalczanie pyłu w miejscu jego powstaw. Linia II -Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu Linia III -Przeciw działanie rozwojowi wybuchu -utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem się wybuchu (zmywanie wodą lub optymalnie pyłem kamiennym) usuwanie pyłu z maszyn i urządzeń a strefie zabezpieczającej -w pokładach zaliczanych do IV kat. zagrożenia metanowego zawartość części niepalnych powinna wynosić co najmniej 50% lub zawartość wody co najmniej 60% Linia IV -Ograniczenie wybuchu przez stosowanie zapór przeciwwybuchowych lub wodnych. Szkodliwe oddziaływanie pyłów: -mechaniczne uszkodzenie błon śluzowych lub skóry, -choroby uczuleniowe, -pylica płuc, -choroby nowotworowe. Podział pyłów: 1.zwłókniejący 2.drażniący 3.uczulający 4.kancerogenne 5.toksyczne Szkodliwe działanie pyłu zależy od: -stężenia pyłu, -wielkości ziaren, -zawartości wolnej krystalicznej krzemianki -czas ekspozycji, -kształt cząstek (kształty ostre), Przewietrzanie ślepych wyrobisk: Odrębne przewietrzanie lub lutniowe- niezależnie od wentylacji głównej W tym wyrobisku przepływ dwukierunkowy. Wyróżniamy 3 rodzaje wentylacji: 1.lutniowo ssąca 2.lutniowo tłocząca 3.mieszana Lutnie: -kołnierzowe, -wsuwane, -elastyczne, Jeżeli jest urabianie kombajnem musi być zastosowany odpylacz. Wentylacja tłocząca wtedy kiedy urabiamy caliznę materiałami wybuch. W wentylacji ssącej, jeżeli zachodzi Konieczność chłodzenia, to wtedy Stosuje się również wentylację mieszaną Zadaniem wentylacji jest dostarczenie do przodka odpowiedniego strumienia powietrza

kopalniane zawiera: metan, tlenek: węgla, azotu, siarka, wodór, aldehydy, tlenek siarki. Skład gazów jest ściśle określony i zapisany w przepisach górniczych. NDS największe dopuszczalne stężenie średnie gazów w ciągu 8 godz. dnia pracy. Stężenie tych gazów nie może mieć szkodliwego wpływu na człowieka przez jego okres zdolności do pracy ani dla jego potomstwa. NDSCh największe dopuszczalne stężenie chwilowe, które nie może być większe przez 30 min. w ciągu 8 godz. pracy. NDSP największe dopuszczalne stężenie progowe, które nie może być przekroczone. Dotyczy szczególnie gazów trujących i szkodliwych dla zdrowia Tlen gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku, niepalny i nie wybuchowy, bardzo aktywny (łączy się z innymi pierwiastkami). W zależności od szybkości reakcji mówimy o: - utlenianie - powolne łączenie się - palenie - szybkie łączenie się z towarzyszącymi zjawiskami świetlnymi. - wybuch - szybkie łączenie się, zjawiska świetlne i akustyczne. Ilość tlenu najlepsza do oddychania dla człowieka to 21%. Do 19% mogą być prowadzone prace. Przy 17% oddech staje się cięższy, występują zawroty głowy, gaśnie płomień. Przy 15% człowiek jest niezdolny do wysiłku fizycznego. Prz ok. 12% życie jest zagrożone. 10% - wymioty, omdlenia. Przy 7% następuje śmierć w krótkim czasie. Maleje przy pożarach. Zawartość tlenu badana jest przy pomocy analizy chemicznej, rurkami wskaźnikowymi, analizatorów. Azot bezbarwny, bez smaku i zapachu, obojętny dla procesów oddychania. Zawartość azotu może wynosić 77-81%. Zwiększanie zawartości azotu zachodzi kosztem tlenu. Może się on wydzielać do wyrobisk np. z materiałów wybuchowych. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym wykrywana jest poprzez analizę chemiczną. Dwutlenek węgla bezbarwny, bez zapachu, o kwaskowym smaku, nie palny i nie wybuchowy. Jego zawartość wzrasta podczas robót strzałowych, oddychania. Należy do gazów duszących. Gdy zawartość CO2 jest większa niż 2% to następuje zaburzenia czynności oddechowych. Powyżej 8% utrata przytomności. CO2 jest cięższy od powietrza 1,5 razy dlatego gromadzi się przy spągu wyrobiska. Jego zawartość wykrywana jest przy pomocy: rurki wskaźnikowej, metanomierza interferencyjnego, analizy chemicznej. Tlenek węgla CO bezbarwny, bez zapachu i smaku nafty pochodzącej od dyscylacji. Gaz palny, przy odpowiedniej zawartości z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową (12,5 - 74%). Jest to gaz trujący, zdolny do łatwego łączenia z hemoglobiną krwi, która traci zdolność do przenoszenia tlenu. Objawy zatrucia to: uczucie ucisku, tętnienie w skroniach, zawroty głowy, wymioty, problemy ze wzrokiem. Zawartość tlenku węgla w wyrobiskach wykrywana jest poprzez: analizę chemiczną, analizatory oraz rurki wskaźnikowe. Tlenki azotu NO,NO2 są trujące o gryzącym zapachu, w zależności od temp.barwa przybiera kolor od żółtego do brunatnego. Uszkodzenie pęcherzyków płucnych, tchawicy, objawy występują po kilku godzinach: kaszel, drażnienie błon śluzowych, potem duszenie i sinica. Występuje m.in. tam gdzie są maszyny samojezdne o napędzie spalinowym. Wykrywanie: analizatory, rurki wskaźnikowe, analiza chemiczna. SO2 bezbarwny o bardzo silnym ostrym duszącym zapachu, powoduje podrażnienie błon śluzowych, spojówek tchawicy. Jest niepalny, tworzy się przy pożarach, przy urabianiu materiałami zawierającymi siarkę. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe. H2S bezbarwny, zapach zgniłych jaj. Palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4-46%), silnie trujący, powoduje podrażnienie ośrodka oddechowego, śmierć. Wydziela się przy gniciu, rozpuszcza się b. dobrze w wodzie. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe, analizatory. Wodór bezbarwny bez zapachu i smaku jest najlżejszy: obojętny ale palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4 - 70%) występuje w gazach pożarowych, ma niską temp. zapłonu, są niebezpieczeństwa wybuchu gazu. Wydziela się m.in. w ładowniach akumulatorów. Dopuszczalna zawartość 0,5 %. Wykrywanie próbami średnimi i punktowymi, które są pobierane sposobem: mokrym, z przedmuchiwaniem, próżniowym, chemicznie pochłanianie. METAN jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, dla procesów oddychania jest obojętny, przy 40% zawartości tlenu wynosi 12%. Jest palny i tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową ( 4 - 15%). Wybuch powoduje wzrost ciśnienie i temp., potem fale wsteczne. Wybuch metanu jest początkiem wybuchu pyłu węglowego. Produktem tego wybuchu jest wysoka temp., brak tlenu oraz duża zawartość tlenku węgla. W obecności metanu: - do 1% - wszystkie roboty górnicze włącznie z robotami strzałowymi. - 1 - 1,5% - wszystkie roboty górnicze z robotami strzałowymi przy użyciu materiałów wybuchowych specjalnych. - 1,5 - 2% - wszystkie roboty górnicze bez robót strzałowych - powyżej 2% - roboty są zabronione, po za pracami mającymi na celu przywrócenie prawidłowego stanu wentylacji w wyrobiskach. Metan towarzyszy generalnie pokładom węgla. Jako gaz lżejszy od powietrza ma tendencje do migrowania do powierzchni, a CO2 w głąb ziemi. Zawartość metanu w pokładach węgla będzie związana z tektoniką i budową pokładów.

Sorbcje gazów (metanu) to chemiczne połączenie gazu z węglem jak również fizyczne. Metan występuje w postaci związanej z substancją węglową i w postaci luźnej wypełniającej pustki i szczeliny. Metanu w stanie wolnym jest ok. 5- 10%, zwiększa się w miarę wzrostu głębokości zalegania pokładów węgla. Na głębokości 700 do 800 m jest mała ilość gazu występująca w postaci wolnej. W naszych pokładach - 17 m³/ tone czystej substancji węglowej. Metanowość to naturalne nagromadzenie metanu w pokładzie węgla. CWS czysta substancja węglowa, czyli węgiel bez wody i popiołu Zawartość metanu w pokładach węgla opisuje się równaniem Langiura. W miarę wzrostu ciśnienia ilość tego gazu zaabsorbowanego nie ulega zmianie. IV kat zagrożenia metanowego (węgiel m³/tona): a) 0,1-2,5 b) 2,5 - 4,5 c) 4,5 - 8 d) pow. 8. Pole nie metanowe jest gdy zawartość metanu jest mniejsza niż 0,1. Zagrożenia metanowego w złożach soli: 1) złoże soli lub jego część jeśli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego lub łącznie z gazami wybuchowymi i innymi pochodzenia naturalnego w ilości większej niż 0,1% 2)złoże bądź część złoża jeśli wystąpił nagły wypływ lub wyrzut metanu pochodzenia naturalnego oddzielnie lub łączenie z innymi gazami lub skałami- w ilości pow. 1%. Rudy metali zagrożenia metanowe: 1)złoże lub część złóż jeśli stwierdzono występowanie w powietrzu metanu pochodzenia naturalnego w ilości pow. 0,1%. 2)jeśli występuje możliwość wzmożonego wydzielania lub nagły wypływ metanu pochodzenia naturalnego z górotworu lub wody dopływającej do wyrobisk. Zawartość metanu w wyrobiskach: a) prądy grupowe <0,5%, b) na wlocie do rejonu 0,5% przy pomiarze ręcznym i 1% przy pomiarze automatycznym, c) na wylocie z rejonu 1% ręczny, 1,5% automatyczny, d) szyby wentylacyjne 0,75%. Formy wydzielania się metanu: 1)powolne, filtracyjne wydzielanie się metanu 2)w postaci fukaczy - wydzielanie się CH4 ze zbiorników pod odpowiednim ciśnieniem 3)wyrzuty metanu lub metanu i skały. Przy zachowaniu równowagi następuje wyrzucenie gazu lub gazu z pokruszoną skałą. Powstanie atmosfery beztlenowej. Metan to zagrożenie naturalne jak również: zagrożenia wodą, tąpnięciem czy pożarem. Ruch gazu w ośrodku porowatym: V = - k/u grad. p - rów.filtracji k - współ. przepuszczalności u - współ. lepkości dynamicznej gazów div(qV)+m∂p/∂t=W równanie ciągłości m-porowatość ośrodka. Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikowych:

z ociosu i urobionego węgla (filtracji, instytutu górniczego im. Skoczyńskiego, kopalni doświadczalnej Barbara). Prognozowanie wydzielania metanu do wyrobisk ścianowych: źródła wydzielanie metanu: pokład ekspl., pokładu naruszone ekspl., skały płonne naruszone ekspl (wykreślna, analityczna, empiryczna, dynamiczna, kopalni doś Barbara). ZWALCZANIE METANU: 1) intensywna wentylacja 2) odmetanowanie górotworu. Rozrzedzenie metanu nie zawsze da się zrobić przy pomocy powietrza. Wtedy stosujemy odmetanowanie - tj planowe ujęcie metanu z górotworu i doprowadzenie szczelnymi przewodami do dróg zużytego powietrza lub na powierzchnię. Odmetanowanie nie jest celem ale koniecznością dla bezpieczeństwa. WILGOTNOŚĆ WŁAŚCIWA - wyraża stosunek zawartości pary wodnej do 1kg powietrza suchego. Wilgotność bezwzględna masa pary wodnej zawarta w 1m³ powietrza wilgotnego. Wilgotność względna: określa wilgotność pary wodnej w powietrzu w stosunku do nasycenia. Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie odniesione do próżni, jeśli będziemy to odnosić do ciśnienia barometrycznego to mówimy o podciśnieniu lub nadciśnieniu. Urządzenia mierzące różnice ciśnień: -manometry; -mikromanometry różnicowe.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia bezwzględnego 1. barograf różnicowy 2.barometr rtęciowy 3.aneroidy 4.baroluk. Cieplne warunki pracy: Na komfort ciepła wpływa: 1.Wilgotność powietrza 2.temp.powietrza oraz temp. ociosów 3.prędkość przepływu powietrza 4.ciśnienie powietrza 5.skład chemiczny powietrza 6.promieniowanie ciepła 7.zanieczyszczenia. Warunki pracy -8 godz. pracy jeżeli temp. na termometrze suchym <=28 C i intensywność chłodzenia jest >11 -jeżeli temp. powietrza 28-33 lub intensywność chłodzenia jest mniejsza od 11k to czas pracy do 6 godz. Intensywność powietrza mierzymy katatermometrem. Wskaźniki oceniające warunki pracy: 1) Belgijska temp. Efektywna BTE=0.9 tm+0,1 ts <34 C Tm-temp wilgotna 2) temp francuska: FTE= 0,7 tm + 0,3 ts -V 3) wskaźnik oceny mikroklimatu górniczego (pom. zamknięte): WBGT=0,7 Tmn + 0,3 Tg -(pom otwarte) WBGT= 0,7 Tmn + 0,2 Tg + 0,1 Ta. Tmn-temp.mierzona na termometrze wilgotnym bez wymuszenia przepływu powietrza wokół zbiornika termometru; Tg-temp.poczernionej kuli; Ta-temp.powietrza na termometrze suchym. Na temp. powietrza kopalnianego w 50% wpływa ciepło z górotworu; w 25% proces utleniania; w 25%_s \

inne źródła. Temp. powietrza w wyrobisku zależy od: -temp. na wlocie; -szeregu przemian termodynamicznych, które będą miały miejsce. Czynniki wpływające na średnią temp w wyrobisku - zmiana entalpii powietrza w wyniku sprężenia lub rozprężenia pod wpływem zmian ciśnienia barometrycznego - wymiana ciepła między górotworem a przepływającym powietrzem - wymiana wilgoci i zmiana stanu skupienia wilgoci - wydzielania ciepła w wyniku egzotermicznych procesów utleniania - wymiana ciepła między powietrzem sprężonym płynącym w rurociągu, a powietrzem kopalnianym - wydzielanie ciepła z urządzeń energomechanicznych.

Temp w wyrobisku W wyrobiskach temp musi być niższa od 33^oC. Ggdy temp >33^oC tylko prace związane z ratownictwem. Średnia głębokość 700m. Co 33 m wzrostu głębokości następuje wzrost o 1^oC temp pierwotnej górotworu. Jeżeli temp górotworu >niż temp powietrza to ciepło górotworu wpływa na wzrost temp pow. o 50%.Musimy obniżyć temp czyli wprowadzić klimatyzacje. Jeżeli obniżymy temp np. do 20^oC, a temp górotworu wynosi 40C to gradient temp wynosi 20C. Procesy wykorzystywane do obniżenia temp: - topnienie (stały w ciekły) - sublimacja (stały w gazowy) - parowanie (ciekły w gazowy) - rozprężanie gazów - chłodzenie termoelektryczne Klimatyzacje stosujemy wtedy kiedy wykorzystaliśmy już pozostałe procesy. Klimatyzacja jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. W naszych warunkach stosowany jest proces rozprężania. Maszyny sprężarkowe Lokalizacja tych urządzeń może być na powierzchni. Ciepło ze skraplacza „wyrzucamy” wentylatorami. Czasami stosowane są okłady lodowe, gdzie stosowana jest wytwornica lodu. Może być też chłodzenie absorpcyjne - inny jest czynnik chłodniczy, który paruje i powoduje obniżenie temp. Stosowane czynniki Chłodnicze: -amoniak -freony; Czynnik musi się charakteryzować stałością składu chemicznego, niską temp. parowania, nie może być wybuchowy (amoniak nie może być stosowany pod ziemią). Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Wybuchowy pył węglowy jest to pył, który przechodzi przez sito o oczku 1mm. Jeżeli zawartość części lotnych >10% to jest to niebezpieczny pył węglowy. Zabezpieczony pył węglowy jest to pył, który zawiera części niepalne w ilości co najmniej: - 70% w polach nie metanowych - 80% w polach metanowych lub zawiera wodę przemijającą. Czynniki decydujące o możliwości wybuchu pyłu węglowego: 1) wybuchowość pyłu węglowego - granice wybuchowości, inicjał wybuchu, warunki dyspersji 2) lotność pyłu węglowego 3) stopień rozdrobnienia 4) zasięg zapylenia wyrobiska 5) obecność metanu. Granice wybuchu: od 50 g/m³ do 1000g/m³. Optymalne stężenie wybuchowe: 300-500g/m³. Temp. zapłonu 823-1673K, 550-1400^oC. Minimalna energia iskry zapalającej: 200-300 [mJ] Opóźnienie zapłonu (czas indukcji): 0,1 ms - do kilku sekund. Temp. min. Energia iskry oraz opóźnienie zapłonu zależą od stopnia uwęglenia węgla (zawartych w nim części lotnych). Inicjator wybuchu pyłu: -wybuch metanu, -niewłaściwe prowadzenie robót strzelniczych, -tąpnięcia, -wybuch gazów pożarowych, Warunki dyspersji: Im więcej cząstek pyłu drobnego na obwodzie wyrobiska i na stropie, tym mniejsza wartość minimalnego ciśnienia statycznego fali uderzeniowej inicjatora. Czynniki wpływające na inicjację: -aerodynamiczny-inicjał musi wytworzyć falę ciśnienia o odpowiedniej energii i prędkości dla utworzenia obłoku pierwotnego i wtórnego, --termodynamiczny-inicjał musi wytworzyć bardzo słabą temp. utrzymującą się przez odpowiednio długi czas. Mechanizm wybuchu: 1.Podmuch (pierwotny)- wzniesienie pierwotnego obłoku pyłowego (ruch burzliwy cząstek pyłu) min. ciśnienie statyczne 1kPa 2.Pierwotna fala uderzeniowa- części palne w obłoku pyłu ulegają spaleniu przy kontakcie z płomieniem. Energia termiczna odgazowuje pył. Spalenie części lotnych stanowi zasadniczą rolę, gazy ulegają znacznemu rozprężeniu. 3.Strefa płomienia- spalenie części lotnych, powstaje obłok wtórny i zapalenie w nim cząstek pyłu, powoduje to dynamiczne rozprężanie gazów i „wyrzut” płomienia (fala uderzeniowa wybuchu). 4. Strefa gazów wybuchowych- przemieszczająca się za strefą płomienia z pewnym opóźnieniem. Wybuchowość mieszanin hybrydowych (metanowo- powietrznych) -obecność metanu powoduje obniżenie dolnej granicy wybuchowości i pyłów węglowych (stężenieCH₄ 2% - obniżenie granicy do ok. 50%) -max. ciśnienie wybuchu Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu 1.Miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja pokładów Klasa A- pokłady lub ich części, w których występuje pył zabezpieczony w sposób naturalny Klasa B- pokłady lub ich części, w których występuje pył niezabezpieczony w sposób naturalny Klasyfikacja wyrobisk Klasa A- w których występuje pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinka z pyłem niezabezp. Dłuższym niż 30 m, przy czym odległość między tymi odcinkami nie może być < niż 100 m Klasa B- pozostałe wyrobiska. Podstawowe linie obrony: Linia I -Zwalczanie pyłu w miejscu jego powstaw. Linia II -Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu Linia III -Przeciw działanie rozwojowi wybuchu -utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem się wybuchu (zmywanie wodą lub optymalnie pyłem kamiennym) usuwanie pyłu z maszyn i urządzeń a strefie zabezpieczającej -w pokładach zaliczanych do IV kat. zagrożenia metanowego zawartość części niepalnych powinna wynosić co najmniej 50% lub zawartość wody co najmniej 60% Linia IV -Ograniczenie wybuchu przez stosowanie zapór przeciwwybuchowych lub wodnych. Szkodliwe oddziaływanie pyłów: -mechaniczne uszkodzenie błon śluzowych lub skóry, -choroby uczuleniowe, -pylica płuc, -choroby nowotworowe. Podział pyłów: 1.zwłókniejący 2.drażniący 3.uczulający 4.kancerogenne 5.toksyczne Szkodliwe działanie pyłu zależy od: -stężenia pyłu, -wielkości ziaren, -zawartości wolnej krystalicznej krzemianki -czas ekspozycji, -kształt cząstek (kształty ostre), Przewietrzanie ślepych wyrobisk: Odrębne przewietrzanie lub lutniowe- niezależnie od wentylacji głównej W tym wyrobisku przepływ dwukierunkowy. Wyróżniamy 3 rodzaje wentylacji: 1.lutniowo ssąca 2.lutniowo tłocząca 3.mieszana Lutnie: -kołnierzowe, -wsuwane, -elastyczne, Jeżeli jest urabianie kombajnem musi być zastosowany odpylacz. Wentylacja tłocząca wtedy kiedy urabiamy caliznę materiałami wybuch. W wentylacji ssącej, jeżeli zachodzi Konieczność chłodzenia, to wtedy Stosuje się również wentylację mieszaną Zadaniem wentylacji jest dostarczenie do przodka odpowiedniego strumienia powietrza

kopalniane zawiera: metan, tlenek: węgla, azotu, siarka, wodór, aldehydy, tlenek siarki. Skład gazów jest ściśle określony i zapisany w przepisach górniczych. NDS największe dopuszczalne stężenie średnie gazów w ciągu 8 godz. dnia pracy. Stężenie tych gazów nie może mieć szkodliwego wpływu na człowieka przez jego okres zdolności do pracy ani dla jego potomstwa. NDSCh największe dopuszczalne stężenie chwilowe, które nie może być większe przez 30 min. w ciągu 8 godz. pracy. NDSP największe dopuszczalne stężenie progowe, które nie może być przekroczone. Dotyczy szczególnie gazów trujących i szkodliwych dla zdrowia Tlen gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku, niepalny i nie wybuchowy, bardzo aktywny (łączy się z innymi pierwiastkami). W zależności od szybkości reakcji mówimy o: - utlenianie - powolne łączenie się - palenie - szybkie łączenie się z towarzyszącymi zjawiskami świetlnymi. - wybuch - szybkie łączenie się, zjawiska świetlne i akustyczne. Ilość tlenu najlepsza do oddychania dla człowieka to 21%. Do 19% mogą być prowadzone prace. Przy 17% oddech staje się cięższy, występują zawroty głowy, gaśnie płomień. Przy 15% człowiek jest niezdolny do wysiłku fizycznego. Prz ok. 12% życie jest zagrożone. 10% - wymioty, omdlenia. Przy 7% następuje śmierć w krótkim czasie. Maleje przy pożarach. Zawartość tlenu badana jest przy pomocy analizy chemicznej, rurkami wskaźnikowymi, analizatorów. Azot bezbarwny, bez smaku i zapachu, obojętny dla procesów oddychania. Zawartość azotu może wynosić 77-81%. Zwiększanie zawartości azotu zachodzi kosztem tlenu. Może się on wydzielać do wyrobisk np. z materiałów wybuchowych. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym wykrywana jest poprzez analizę chemiczną. Dwutlenek węgla bezbarwny, bez zapachu, o kwaskowym smaku, nie palny i nie wybuchowy. Jego zawartość wzrasta podczas robót strzałowych, oddychania. Należy do gazów duszących. Gdy zawartość CO2 jest większa niż 2% to następuje zaburzenia czynności oddechowych. Powyżej 8% utrata przytomności. CO2 jest cięższy od powietrza 1,5 razy dlatego gromadzi się przy spągu wyrobiska. Jego zawartość wykrywana jest przy pomocy: rurki wskaźnikowej, metanomierza interferencyjnego, analizy chemicznej. Tlenek węgla CO bezbarwny, bez zapachu i smaku nafty pochodzącej od dyscylacji. Gaz palny, przy odpowiedniej zawartości z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową (12,5 - 74%). Jest to gaz trujący, zdolny do łatwego łączenia z hemoglobiną krwi, która traci zdolność do przenoszenia tlenu. Objawy zatrucia to: uczucie ucisku, tętnienie w skroniach, zawroty głowy, wymioty, problemy ze wzrokiem. Zawartość tlenku węgla w wyrobiskach wykrywana jest poprzez: analizę chemiczną, analizatory oraz rurki wskaźnikowe. Tlenki azotu NO,NO2 są trujące o gryzącym zapachu, w zależności od temp.barwa przybiera kolor od żółtego do brunatnego. Uszkodzenie pęcherzyków płucnych, tchawicy, objawy występują po kilku godzinach: kaszel, drażnienie błon śluzowych, potem duszenie i sinica. Występuje m.in. tam gdzie są maszyny samojezdne o napędzie spalinowym. Wykrywanie: analizatory, rurki wskaźnikowe, analiza chemiczna. SO2 bezbarwny o bardzo silnym ostrym duszącym zapachu, powoduje podrażnienie błon śluzowych, spojówek tchawicy. Jest niepalny, tworzy się przy pożarach, przy urabianiu materiałami zawierającymi siarkę. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe. H2S bezbarwny, zapach zgniłych jaj. Palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4-46%), silnie trujący, powoduje podrażnienie ośrodka oddechowego, śmierć. Wydziela się przy gniciu, rozpuszcza się b. dobrze w wodzie. Wykrywanie: analiza chemiczna, rurki wskaźnikowe, analizatory. Wodór bezbarwny bez zapachu i smaku jest najlżejszy: obojętny ale palny, tworzy mieszaninę wybuchową (4 - 70%) występuje w gazach pożarowych, ma niską temp. zapłonu, są niebezpieczeństwa wybuchu gazu. Wydziela się m.in. w ładowniach akumulatorów. Dopuszczalna zawartość 0,5 %. Wykrywanie próbami średnimi i punktowymi, które są pobierane sposobem: mokrym, z przedmuchiwaniem, próżniowym, chemicznie pochłanianie. METAN jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, dla procesów oddychania jest obojętny, przy 40% zawartości tlenu wynosi 12%. Jest palny i tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową ( 4 - 15%). Wybuch powoduje wzrost ciśnienie i temp., potem fale wsteczne. Wybuch metanu jest początkiem wybuchu pyłu węglowego. Produktem tego wybuchu jest wysoka temp., brak tlenu oraz duża zawartość tlenku węgla. W obecności metanu: - do 1% - wszystkie roboty górnicze włącznie z robotami strzałowymi. - 1 - 1,5% - wszystkie roboty górnicze z robotami strzałowymi przy użyciu materiałów wybuchowych specjalnych. - 1,5 - 2% - wszystkie roboty górnicze bez robót strzałowych - powyżej 2% - roboty są zabronione, po za pracami mającymi na celu przywrócenie prawidłowego stanu wentylacji w wyrobiskach. Metan towarzyszy generalnie pokładom węgla. Jako gaz lżejszy od powietrza ma tendencje do migrowania do powierzchni, a CO2 w głąb ziemi. Zawartość metanu w pokładach węgla będzie związana z tektoniką i budową pokładów.

Sorbcje gazów (metanu) to chemiczne połączenie gazu z węglem jak również fizyczne. Metan występuje w postaci związanej z substancją węglową i w postaci luźnej wypełniającej pustki i szczeliny. Metanu w stanie wolnym jest ok. 5- 10%, zwiększa się w miarę wzrostu głębokości zalegania pokładów węgla. Na głębokości 700 do 800 m jest mała ilość gazu występująca w postaci wolnej. W naszych pokładach - 17 m³/ tone czystej substancji węglowej. Metanowość to naturalne nagromadzenie metanu w pokładzie węgla. CWS czysta substancja węglowa, czyli węgiel bez wody i popiołu Zawartość metanu w pokładach węgla opisuje się równaniem Langiura. W miarę wzrostu ciśnienia ilość tego gazu zaabsorbowanego nie ulega zmianie. IV kat zagrożenia metanowego (węgiel m³/tona): a) 0,1-2,5 b) 2,5 - 4,5 c) 4,5 - 8 d) pow. 8. Pole nie metanowe jest gdy zawartość metanu jest mniejsza niż 0,1. Zagrożenia metanowego w złożach soli: 1) złoże soli lub jego część jeśli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego lub łącznie z gazami wybuchowymi i innymi pochodzenia naturalnego w ilości większej niż 0,1% 2)złoże bądź część złoża jeśli wystąpił nagły wypływ lub wyrzut metanu pochodzenia naturalnego oddzielnie lub łączenie z innymi gazami lub skałami- w ilości pow. 1%. Rudy metali zagrożenia metanowe: 1)złoże lub część złóż jeśli stwierdzono występowanie w powietrzu metanu pochodzenia naturalnego w ilości pow. 0,1%. 2)jeśli występuje możliwość wzmożonego wydzielania lub nagły wypływ metanu pochodzenia naturalnego z górotworu lub wody dopływającej do wyrobisk. Zawartość metanu w wyrobiskach: a) prądy grupowe <0,5%, b) na wlocie do rejonu 0,5% przy pomiarze ręcznym i 1% przy pomiarze automatycznym, c) na wylocie z rejonu 1% ręczny, 1,5% automatyczny, d) szyby wentylacyjne 0,75%. Formy wydzielania się metanu: 1)powolne, filtracyjne wydzielanie się metanu 2)w postaci fukaczy - wydzielanie się CH4 ze zbiorników pod odpowiednim ciśnieniem 3)wyrzuty metanu lub metanu i skały. Przy zachowaniu równowagi następuje wyrzucenie gazu lub gazu z pokruszoną skałą. Powstanie atmosfery beztlenowej. Metan to zagrożenie naturalne jak również: zagrożenia wodą, tąpnięciem czy pożarem. Ruch gazu w ośrodku porowatym: V = - k/u grad. p - rów.filtracji k - współ. przepuszczalności u - współ. lepkości dynamicznej gazów div(qV)+m∂p/∂t=W równanie ciągłości m-porowatość ośrodka. Wydzielanie metanu do wyrobisk chodnikowych:

z ociosu i urobionego węgla (filtracji, instytutu górniczego im. Skoczyńskiego, kopalni doświadczalnej Barbara). Prognozowanie wydzielania metanu do wyrobisk ścianowych: źródła wydzielanie metanu: pokład ekspl., pokładu naruszone ekspl., skały płonne naruszone ekspl (wykreślna, analityczna, empiryczna, dynamiczna, kopalni doś Barbara). ZWALCZANIE METANU: 1) intensywna wentylacja 2) odmetanowanie górotworu. Rozrzedzenie metanu nie zawsze da się zrobić przy pomocy powietrza. Wtedy stosujemy odmetanowanie - tj planowe ujęcie metanu z górotworu i doprowadzenie szczelnymi przewodami do dróg zużytego powietrza lub na powierzchnię. Odmetanowanie nie jest celem ale koniecznością dla bezpieczeństwa. WILGOTNOŚĆ WŁAŚCIWA - wyraża stosunek zawartości pary wodnej do 1kg powietrza suchego. Wilgotność bezwzględna masa pary wodnej zawarta w 1m³ powietrza wilgotnego. Wilgotność względna: określa wilgotność pary wodnej w powietrzu w stosunku do nasycenia. Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie odniesione do próżni, jeśli będziemy to odnosić do ciśnienia barometrycznego to mówimy o podciśnieniu lub nadciśnieniu. Urządzenia mierzące różnice ciśnień: -manometry; -mikromanometry różnicowe.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia bezwzględnego 1. barograf różnicowy 2.barometr rtęciowy 3.aneroidy 4.baroluk. Cieplne warunki pracy: Na komfort ciepła wpływa: 1.Wilgotność powietrza 2.temp.powietrza oraz temp. ociosów 3.prędkość przepływu powietrza 4.ciśnienie powietrza 5.skład chemiczny powietrza 6.promieniowanie ciepła 7.zanieczyszczenia. Warunki pracy -8 godz. pracy jeżeli temp. na termometrze suchym <=28 C i intensywność chłodzenia jest >11 -jeżeli temp. powietrza 28-33 lub intensywność chłodzenia jest mniejsza od 11k to czas pracy do 6 godz. Intensywność powietrza mierzymy katatermometrem. Wskaźniki oceniające warunki pracy: 1) Belgijska temp. Efektywna BTE=0.9 tm+0,1 ts <34 C Tm-temp wilgotna 2) temp francuska: FTE= 0,7 tm + 0,3 ts -V 3) wskaźnik oceny mikroklimatu górniczego (pom. zamknięte): WBGT=0,7 Tmn + 0,3 Tg -(pom otwarte) WBGT= 0,7 Tmn + 0,2 Tg + 0,1 Ta. Tmn-temp.mierzona na termometrze wilgotnym bez wymuszenia przepływu powietrza wokół zbiornika termometru; Tg-temp.poczernionej kuli; Ta-temp.powietrza na termometrze suchym. Na temp. powietrza kopalnianego w 50% wpływa ciepło z górotworu; w 25% proces utleniania; w 25%_s \

inne źródła. Temp. powietrza w wyrobisku zależy od: -temp. na wlocie; -szeregu przemian termodynamicznych, które będą miały miejsce. Czynniki wpływające na średnią temp w wyrobisku - zmiana entalpii powietrza w wyniku sprężenia lub rozprężenia pod wpływem zmian ciśnienia barometrycznego - wymiana ciepła między górotworem a przepływającym powietrzem - wymiana wilgoci i zmiana stanu skupienia wilgoci - wydzielania ciepła w wyniku egzotermicznych procesów utleniania - wymiana ciepła między powietrzem sprężonym płynącym w rurociągu, a powietrzem kopalnianym - wydzielanie ciepła z urządzeń energomechanicznych.

Temp w wyrobisku W wyrobiskach temp musi być niższa od 33^oC. Ggdy temp >33^oC tylko prace związane z ratownictwem. Średnia głębokość 700m. Co 33 m wzrostu głębokości następuje wzrost o 1^oC temp pierwotnej górotworu. Jeżeli temp górotworu >niż temp powietrza to ciepło górotworu wpływa na wzrost temp pow. o 50%.Musimy obniżyć temp czyli wprowadzić klimatyzacje. Jeżeli obniżymy temp np. do 20^oC, a temp górotworu wynosi 40C to gradient temp wynosi 20C. Procesy wykorzystywane do obniżenia temp: - topnienie (stały w ciekły) - sublimacja (stały w gazowy) - parowanie (ciekły w gazowy) - rozprężanie gazów - chłodzenie termoelektryczne Klimatyzacje stosujemy wtedy kiedy wykorzystaliśmy już pozostałe procesy. Klimatyzacja jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. W naszych warunkach stosowany jest proces rozprężania. Maszyny sprężarkowe Lokalizacja tych urządzeń może być na powierzchni. Ciepło ze skraplacza „wyrzucamy” wentylatorami. Czasami stosowane są okłady lodowe, gdzie stosowana jest wytwornica lodu. Może być też chłodzenie absorpcyjne - inny jest czynnik chłodniczy, który paruje i powoduje obniżenie temp. Stosowane czynniki Chłodnicze: -amoniak -freony; Czynnik musi się charakteryzować stałością składu chemicznego, niską temp. parowania, nie może być wybuchowy (amoniak nie może być stosowany pod ziemią). Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Wybuchowy pył węglowy jest to pył, który przechodzi przez sito o oczku 1mm. Jeżeli zawartość części lotnych >10% to jest to niebezpieczny pył węglowy. Zabezpieczony pył węglowy jest to pył, który zawiera części niepalne w ilości co najmniej: - 70% w polach nie metanowych - 80% w polach metanowych lub zawiera wodę przemijającą. Czynniki decydujące o możliwości wybuchu pyłu węglowego: 1) wybuchowość pyłu węglowego - granice wybuchowości, inicjał wybuchu, warunki dyspersji 2) lotność pyłu węglowego 3) stopień rozdrobnienia 4) zasięg zapylenia wyrobiska 5) obecność metanu. Granice wybuchu: od 50 g/m³ do 1000g/m³. Optymalne stężenie wybuchowe: 300-500g/m³. Temp. zapłonu 823-1673K, 550-1400^oC. Minimalna energia iskry zapalającej: 200-300 [mJ] Opóźnienie zapłonu (czas indukcji): 0,1 ms - do kilku sekund. Temp. min. Energia iskry oraz opóźnienie zapłonu zależą od stopnia uwęglenia węgla (zawartych w nim części lotnych). Inicjator wybuchu pyłu: -wybuch metanu, -niewłaściwe prowadzenie robót strzelniczych, -tąpnięcia, -wybuch gazów pożarowych, Warunki dyspersji: Im więcej cząstek pyłu drobnego na obwodzie wyrobiska i na stropie, tym mniejsza wartość minimalnego ciśnienia statycznego fali uderzeniowej inicjatora. Czynniki wpływające na inicjację: -aerodynamiczny-inicjał musi wytworzyć falę ciśnienia o odpowiedniej energii i prędkości dla utworzenia obłoku pierwotnego i wtórnego, --termodynamiczny-inicjał musi wytworzyć bardzo słabą temp. utrzymującą się przez odpowiednio długi czas. Mechanizm wybuchu: 1.Podmuch (pierwotny)- wzniesienie pierwotnego obłoku pyłowego (ruch burzliwy cząstek pyłu) min. ciśnienie statyczne 1kPa 2.Pierwotna fala uderzeniowa- części palne w obłoku pyłu ulegają spaleniu przy kontakcie z płomieniem. Energia termiczna odgazowuje pył. Spalenie części lotnych stanowi zasadniczą rolę, gazy ulegają znacznemu rozprężeniu. 3.Strefa płomienia- spalenie części lotnych, powstaje obłok wtórny i zapalenie w nim cząstek pyłu, powoduje to dynamiczne rozprężanie gazów i „wyrzut” płomienia (fala uderzeniowa wybuchu). 4. Strefa gazów wybuchowych- przemieszczająca się za strefą płomienia z pewnym opóźnieniem. Wybuchowość mieszanin hybrydowych (metanowo- powietrznych) -obecność metanu powoduje obniżenie dolnej granicy wybuchowości i pyłów węglowych (stężenieCH₄ 2% - obniżenie granicy do ok. 50%) -max. ciśnienie wybuchu Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu 1.Miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja pokładów Klasa A- pokłady lub ich części, w których występuje pył zabezpieczony w sposób naturalny Klasa B- pokłady lub ich części, w których występuje pył niezabezpieczony w sposób naturalny Klasyfikacja wyrobisk Klasa A- w których występuje pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinka z pyłem niezabezp. Dłuższym niż 30 m, przy czym odległość między tymi odcinkami nie może być < niż 100 m Klasa B- pozostałe wyrobiska. Podstawowe linie obrony: Linia I -Zwalczanie pyłu w miejscu jego powstaw. Linia II -Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu Linia III -Przeciw działanie rozwojowi wybuchu -utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem się wybuchu (zmywanie wodą lub optymalnie pyłem kamiennym) usuwanie pyłu z maszyn i urządzeń a strefie zabezpieczającej -w pokładach zaliczanych do IV kat. zagrożenia metanowego zawartość części niepalnych powinna wynosić co najmniej 50% lub zawartość wody co najmniej 60% Linia IV -Ograniczenie wybuchu przez stosowanie zapór przeciwwybuchowych lub wodnych. Szkodliwe oddziaływanie pyłów: -mechaniczne uszkodzenie błon śluzowych lub skóry, -choroby uczuleniowe, -pylica płuc, -choroby nowotworowe. Podział pyłów: 1.zwłókniejący 2.drażniący 3.uczulający 4.kancerogenne 5.toksyczne Szkodliwe działanie pyłu zależy od: -stężenia pyłu, -wielkości ziaren, -zawartości wolnej krystalicznej krzemianki -czas ekspozycji, -kształt cząstek (kształty ostre), Przewietrzanie ślepych wyrobisk: Odrębne przewietrzanie lub lutniowe- niezależnie od wentylacji głównej W tym wyrobisku przepływ dwukierunkowy. Wyróżniamy 3 rodzaje wentylacji: 1.lutniowo ssąca 2.lutniowo tłocząca 3.mieszana Lutnie: -kołnierzowe, -wsuwane, -elastyczne, Jeżeli jest urabianie kombajnem musi być zastosowany odpylacz. Wentylacja tłocząca wtedy kiedy urabiamy caliznę materiałami wybuch. W wentylacji ssącej, jeżeli zachodzi Konieczność chłodzenia, to wtedy Stosuje się również wentylację mieszaną Zadaniem wentylacji jest dostarczenie do przodka odpowiedniego strumienia powietrza

---