Wybuch (wydobycie)

Wybuch to nagłe i gwałtowne wyrzucenie węgla , gazu i skał z przodka i otaczających go warstw w podziemnej kopalni węgla . Kiedy dochodzi do wybuchów, mogą to być bardzo poważne zdarzenia, które mogą nawet prowadzić do ofiar śmiertelnych.

Skutki wybuchów

Wybuchy mogą mieć różne nasilenie, od ledwo zauważalnych, po niszczenie całej ściany wydobywczej i wyrzucanie na kilka metrów dziesiątek ton maszynerii. Wybuch w Tahmoor Colliery w Nowej Południowej Walii w Australii w czerwcu 1985 r. spowodował wyrzucenie 350 ton węgla i skał oraz ponad 3000 metrów sześciennych gazu, w wyniku czego jedna osoba zginęła. Kolejny wybuch w pobliskiej kopalni South Bulli Colliery w 1991 r. Pochłonął trzy ofiary śmiertelne, a jeszcze inny wybuch w Westcliff Colliery w styczniu 1994 r. Objął 300 ton węgla i skał i spowodował jedną ofiarę śmiertelną.

Czynniki predysponujące

Kilka czynników predysponuje niektóre pokłady węgla do bycia podatnymi na wyrzuty. Obejmują one:

• Zawartość gazu w pokładach węgla (mierzona w m ³ na tonę) – generalnie dla danego składu gazu w pokładach węgla im wyższa zawartość gazu, tym większe ryzyko
• Struktury geologiczne, w szczególności uskoki , groble i strefy mylonitu (czerwono-brązowy pył węglowy)
• Przepuszczalność węgla (im mniej przepuszczalny pokład węgla, tym większa podatność na wyrzuty)
• Skład gazu pokładowego – dla danej zawartości gazu pokładowego (wm ³ na tonę) pokład będzie znacznie bardziej podatny na wyrzuty, jeśli gaz pokładowy będzie składał się głównie z dwutlenku węgla , w przeciwieństwie do przypadku, gdy gaz pokładowy głównie metan .
• Wytrzymałość węgla na ściskanie - pokłady węgla o wysokiej wytrzymałości wydają się być bardziej podatne na wyrzuty. Może to wynikać z faktu, że węgiel o niskiej wytrzymałości ma tendencję do odkształcania się w obszarze przodka i wokół niego podczas wydobycia, co powoduje relaksację naprężeń (patrz poniżej).
• Reżim naprężeń w przodku - duże naprężenia w przodku i wokół niego mogą powodować zamknięcie szczelin i porów w pokładzie węgla. Może to skutkować stromym gradientem ciśnienia gazu z pokładu węgla do pokładu (w przeciwieństwie do środowiska o niskim naprężeniu, w którym gaz z pokładu węgla swobodnie spływa do przodka, co skutkuje niskim gradientem ciśnienia gazu z pokładu). W miarę postępu wydobycia ciśnienie to może zostać gwałtownie zwolnione, powodując wybuch.

Wyniki statystyczne pokazują, że głównym czynnikiem w wyrzutach węgla i gazu jest naprężenie skorupy ziemskiej (P), a następnie współczynnik wytrzymałości (f). Wpływ zawartości gazu w pokładach węgla (W) na wyrzuty węgla i gazu jest najmniej istotnym czynnikiem.

Zarządzanie wybuchami

Zarządzanie wyrzutami koncentruje się przede wszystkim na zapobieganiu wyrzutom poprzez wstępne odprowadzanie gazu z pokładów węgla przed wydobyciem. Celem drenażu gazu jest obniżenie zawartości gazu w złożu poniżej pewnej wartości progowej, przy której eksploatacja pokładu uważana jest za bezpieczną. [1] Te wartości progowe powinny różnić się w zależności od pokładu węgla i eksploatowanego środka węglowego . Od czasu wprowadzenia wartości progowych w Australii nie odnotowano ani jednej ofiary śmiertelnej w wyniku wybuchu.

Odwadnianie gazu odbywa się poprzez wiercenie otworów w pokładzie przed wydobyciem. Gaz uwolniony z pokładu do otworów wiertniczych jest transportowany z kopalni rurociągiem.

Tam, gdzie standardowe techniki odprowadzania gazu są nieskuteczne, operatorzy kopalń mają do wyboru kilka opcji. Mogą to być:

• Zdalne wydobycie - wydobycie odbywa się za pomocą zdalnego sterowania.
• Grunching - odnosi się do sekwencyjnego wiercenia, wysadzania i załadunku przodka, w przeciwieństwie do konwencjonalnej zmechanizowanej metody urabiania.
• Strzały indukcyjne - użycie ładunku (materiału wybuchowego) do przetestowania twarzy i wywołania wybuchu, jeśli taki jest bliski. Eksplozja spowodowałaby pęknięcie twarzy i złagodzenie napięcia na twarzy, przenosząc je głębiej w szew.
• Nie wydobywanie tej części pokładu – w końcu życie jest warte więcej niż węgiel

Wydobywanie w warunkach „oddziału bombowego” lub wybuchu nie jest już uważane za akceptowalne, ponieważ ta metoda nadal stanowi śmiertelne ryzyko dla co najmniej jednego górnika. „Oddział bombowy” odnosi się do specjalnego zestawu warunków operacyjnych, które zostałyby przyjęte, gdy przewidywano, że może nastąpić wybuch. W warunkach „oddziału bombowego” zastosowanie miałyby następujące metody pracy:

• Minimalna obsada przy przodku - szczególnie podczas urabiania węgla przy przodku mógł przebywać tylko jeden człowiek na raz (ciągły kierowca górnika)
• Kabiny pancerne zostały zbudowane na maszynach górniczych ciągłych - uważano, że kabiny te są w stanie chronić operatora w przypadku wybuchu. Później okazało się to błędne.
• Operatorzy nosili maski pełnotwarzowe podłączone do źródła sprężonego powietrza – po raz kolejny okazało się to nieskuteczne w zapobieganiu ofiarom śmiertelnym.

Zobacz też

• Wybuch skały

Dalsza lektura

• Shugang Wang, Derek Elsworth, Jishan Liu (czerwiec 2015). „Gwałtowna dekompresja i desorpcja wywołały awarię energetyczną węgla” . Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering . 7 (3): 345–350. doi : 10.1016/j.jrmge.2015.01.004 . {{ cite journal }} : CS1 maint: używa parametru autorów ( link ) • zobacz: $1. Wprowadzenie i tło.