Záchranář

Informace pro báňské záchranáře a vedoucí techniky důlních závodů

  • Úvod
  • O webu
  • Kontakty
  • Ke stažení
Jste zde: Domů / Jiné nehody v hornictví / Samovznícení uhlí ve stropech dlouhých důlních děl

Samovznícení uhlí ve stropech dlouhých důlních děl

24.8.2011, Zdeněk Pavelek

Problematice prevence a represe samovzněcovacích procesů uhelné hmoty je v dolech OKD, a.s. dobývajících sloje náchylné k samovznícení věnována vysoká a trvalá pozornost. Participace OKD, HBZS, a.s. na řešení projektů programů výzkumu a vývoje Českého báňského úřadu zaměřených do oblasti samovznícení uhlí vyústila v novelizaci vyhlášky Českého báňského úřadu č.22/1989 Sb. o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a bezpečnosti provozu při hornické činnosti a při dobývání nevyhrazených nerostů v podzemí. Tato novelizace byla realizována vydáním vyhlášky Českého báňského úřadu č.282/2007 Sb. a jednotné plnění požadavků novelizovaného právního předpisu pak zajistil Obvodní báňský úřad v Ostravě svým Rozhodnutím Spis. Zn.: S 0300/2008-6-68/Ing.Kp/Pe. ze dne 25.11. 2008. Generální ředitel OKD, a.s. následně na základě výše uvedeného legislativního rámce vydal v dubnu 2009 Směrnici č. 05/2009 generálního ředitele OKD, a.s. ve věci prevence samovznícení uhlí v porubech OKD, a.s.

Praktická realizace moderních právních norem a řídících aktů s sebou přinesla v roce 2009 výrazný meziroční pokles případů samovznícení uhlí v dolech OKD, a.s. oproti roku 2008. V roce 2010 došlo v OKD, a.s. celkem k 5 případům samovzněcovacích procesů uhelné hmoty, které je možné dle lokalizace těchto procesů rozčlenit pouze do dvou typových kategorií:

• samovznícení uhlí v závalových prostorách likvidovaných porubů (3 případy);

• samovznícení uhlí ve stropech ražených dlouhých důlních děl (2 případy).

I dosud jediný letošní v OKD, a.s. registrovaný případ samovzněcovacího procesu patří do typové kategorie samovznícení uhlí ve stropech ražených dlouhých důlních děl a pokládám tedy za potřebné si připomenout několik základních zásad prevence a represe tohoto typu samovznícení.

Potencionální ohnisko samovznícení a jeho monitoring

Ohnisko samovznícení je zpravidla situováno v místech ponechávání uhlí ve stropě dlouhého důlního díla při vyřizování tektonických poruch tímto dílem nebo na slojových kontaktech překopních částí ražeb (Obr. 1). Oxireaktivita uhelné hmoty je v těchto místech obvykle významně alterována (oproti ostatní uhelné hmotě dané sloje) a dosahuje vysokých hodnot  oxidačního tepla q30 (kJ/kg) , což je množství tepla chemické reakce čerstvého uhlí s kyslíkem během 30-ti minutového kontaktu při teplotě 30°C. Plochy diskontinuity tektonických poruch a slojových kontaktů s průvodními horninami jsou dostatečnými komunikačními cestami pro přístup kyslíku k takto reaktivně alterovanému uhlí.

Ponechání uhlí ve stropě dlouhého důlního díla na slojových kontaktech překopní části ražby a při vyřizování tektonické poruchy tímto dílem

Proces samovznícení uhelné hmoty ve stropě dlouhého důlního díla probíhá za uvedených podmínek téměř vždy latentně . Na čidlech oxidu uhelnatého monitorujících dané separátně větrané důlní dílo nejsou registrovány postupné nárůsty koncentrací tohoto samovznícení indikujícího plynu, ale dochází k jeho prudkém vývinu (Obr. 2). Teplotu v potencionálním ohnisku záparu je proto nutné sledovat buďto plynoměrnými technikami s následným odhadem teploty (chromatografické analýzy vzorků vzdušin, přenosné detektory s možností podpůrného nasávání ovzduší) , nebo kontaktními teploměry, a to výhradně v uzavíratelných monitorovacích vrtech, které jsou navrtány tak, aby postihly celou mocnost uhlí ponechaného ve stropě důlního díla. Termovizní snímky infrakamerami a infrateploměry v daném případě nepřinášejí uspokojivou přesnost indikace probíhajícího samovzněcovacího procesu, neboť snímají pouze povrchovou teplotu uhlí.

Vyztužování raženého dlouhého důlního díla

Zde platí jednoduchá zásada – způsob vyztužování dlouhého důlního díla v místě potencionálního ohniska samovznícení uhlí musí vytvářet podmínky pro omezení akumulace tepla a musí také umožňovat realizaci preventivních, či represivních protizáparových opatření.

Typický průběh nárůstu koncentrací na čidle CO při latentním samovznícení uhelné hmoty ve stropě dlouhého důlního díla

To tedy znamená, že pažení jednotlivých prvků TH výztuže pomocí betonových, či textilních pažnic je přípustné pouze tehdy, pokud prostor mezi těmito pažnicemi a horninovým pláštěm dlouhého důlního díla je řádně vyplněn vhodným těsnícím a nosným materiálem (pažnice se stává konstrukčním prvkem těsnicí manžety), a to bezprostředně za postupující čelbou ražby.

Větrání raženého dlouhého důlního díla

Vzhledem k současným požadavkům na velikost příčných profilů ražených dlouhých důlních děl v OKD, a.s je větrání těchto děl zajišťováno v souladu se zněním vyhlášky Českého báňského úřadu č. 165/2002 Sb. o separátním větrání při hornické činnosti v plynujících dolech pomocí výkonných dvoumotorových elektrických ventilátorů umístěných v důlním díle s průchodním větrním proudem . Je však nutné si uvědomit, že pokud se potenciální výše definované ohnisko samovznícení nachází v dlouhém důlním díle s krátkým lutnovým tahem separátního větrání (vyraženo od průchodního větrního proudu je méně než 100 m), jsou jinak žádoucí výkonové parametry (Q, Δp) předmětných elektrických ventilátorů z hlediska samovzněcovacích procesů negativním prvkem. Uvedená skutečnost by proto měla být zcela jistě zohledňována již ve fázi projektování separátního větrání raženého dlouhého důlního díla.

Prevence samovznícení

Prevence samovznícení v předcházejícím textu vymezeného potencionálního ohniska samovznícení spočívá v aplikaci antipyrogenních látek do daného ohniska a stavbě těsnicích manžet zabraňujících přístupu kyslíku k tomuto ohnisku.

Antipyrogeny se dělí podle mechanismu působení na látky:

• chemicky inhibující oxireaktivitu uhlí (např. hloubkově injektovaný ANTYPIROGEL® nebo GEOLITH, hloubkově injektovaný ANTYPIROFIX® ve formě suspenze, povrchově aplikovaný ANTYPIROFIX® ve formě prášku nebo aerosolu, film vytvářející antipyrogeny ve formě tlakově aplikované dusíkové pěny – syntetická pěnidla třídy A nebo třídy AFFF zpěňovaná technologií CNFS – Compresed Nitrogen Foam System);

• vyplňující póry v uhelné hmotě (hloubková injektáž suspenze bentonitu s 15 % přídavkem hygroskopického CaCl2, hloubkově injektovanýANTYPIROGEL® nebo GEOLITH);

• izolující povrch uhelné hmoty od přístupu kyslíku (prášková forma ANTYPIROFIX®, pastovitá nebo prášková forma bentonitu s 15 % přídavkem hygroskopického CaCl2, Izopiana® P antypirogeniczna).

Technologie stavby těsnicích manžet zabraňujících přístupu kyslíku k potencionálnímu ohnisku samovznícení prošla v uplynulých letech zásadními změnami. Tyto změny rezultují především z dostupnosti nových typů stavebních hmot využitelných k realizaci předmětných manžet. Jedná se např. o tyto hmoty:

• dvousložkové nástřikové výplňové a těsnící pěny na močovino-formaldehydové bázi (Izopiana® P antypirogeniczna, Krylamina Super), které nevyžadují stavbu opěrného peření pro svou aplikaci;

• dvousložkové nástřikové hmoty na bázi fenolových pryskyřic (Ekoflex, Mariflex), které nevyžadují stavbu opěrného peření pro svou aplikaci;

• hydraulické prefabrikované napěňující směsi na bázi cementu (Wilfoam K, Porocem ® C), které stavbu opěrného peření vyžadují;

• pomalu reagující nepěnící pružné dvousložkové organicko-minerální pryskyřice určené k vytvoření izolační fólie na konstrukci opěrných peření těsnících manžet.

Nevýbuchuvzdorná lutna separátního větrání ponechá v tělese hráze při nedodržení havarijní připravenosti prostorového výbuchuvzdorného uzavírání dlouhého důlního díla

Z předešlého textu je patrno, že stavba klasických těsnících manžet, kdy prostor mezi filtračním opěrným peřením a horninovým pláštěm důlního díla byl vyplňován plaveným popílkem, je již minulostí, a to zejména pro pracnost a časovou náročnost tohoto řešení. Z dlouhodobého hodnocení praktické účinnosti prevence samovznícení uhelné hmoty v dlouhých důlních dílech však vyplývá, že k samovznícení nikdy nedošlo v případech, kdy popílková těsnicí manžeta byla provedena v potřebné kvalitě nebo kdy bylo ražbou probíráno dlouhé důlní dílo, jež bylo předtím v plném profilu zaplaveno popílkem.

Téma těsnicích manžet nelze ukončit jinak, než konstatací dvou základních postulátů:

• těsnicí manžeta nevykazuje stejné těsnící vlastnosti po celou dobu své životnosti a je proto nutné požadovanou těsnost průběžně obnovovat na základě výsledku monitoringu teplotních poměrů v potenciálním ohnisku samovznícení uhelné hmoty;

• uhelná hmota v potenciálním ohnisku samovznícení musí být bezprostředně před stavbou těsnicí manžety ošetřena vhodným antipyrogenem, a to jak povrchově, tak hloubkovou injektáží, přičemž hloubkovou injektáž je vhodné obnovovat po celou dobu životnosti manžety, a to na základě výsledku monitoringu teplotních poměrů v potenciálním ohnisku samovznícení uhelné hmoty;

• veškeré aplikační armatury (terminologicky „piky“, „jehly“) musí být v době, kdy jimi není aplikován příslušný antipyrogen nebo těsnicí hmota bezpodmínečně těsně zaslepeny.

Havarijní připravenost

Havarijní připravenost pro případné zmáhání důlního požáru ve stropě raženého dlouhého důlního díla je tvořena následujícími opatřeními:

• potrubní, či hadicový řad pro vypouštění dostatečné kapacity plynného dusíku v místě potencionálního ohniska samovznícení uhlí;

• z průchodního větrního proudu propojitelný samostatný, armaturami a záslepkami neosazený potrubní řad pro případné zatopení úpadně raženého dlouhého důlního díla vodou (místo vyústění tohoto řadu v raženém dlouhém důlním díle musí vycházet z úklonných poměrů daného díla);

• záseky pro stavbu uzavírací výbuchuvzdorné hráze na ústí raženého dlouhého důlního díla;

• instalace výbuchuvzdorné hrázové lutny (luten) do lutnového tahu separátního větrání dlouhého důlního díla, a to v úseku vymezeném vzájemnou roztečí záseků pro stavbu uzavírací výbuchuvzdorné hráze dle předcházející odrážky – při nerealizaci tohoto opatření je nutno hráz budovat s nevýbuchuvzdornou lutnou separátního větrání ponechanou v tělese hráze (Obr. 3);

• dostatečná havarijní zásoba aplikačních armatur (terminologicky „piky“, „jehly“) pro aplikaci antipyrogenů, těsnicích hmot a hasební vody.

Závěrem je nutno říct, že důlní požár ve stropě dlouhého důlního díla generovaný samovzněcovacím procesem uhelné lávky o mocnosti větší jak 1 m je přímým hasebním zásahem velmi obtížně zvladatelný a v drtivé většině případů musí byt přistoupeno k prostorovému výbuchuvzdornému uzavření daného díla nebo jeho zatopení v případě, že to umožňují úklonné poměry v důlním díle.

Související články:

  1. Důl Kushiro v Japonsku
  2. Záchranářský běh v Porúří
  3. Nejlepší záchranáři vyznamenáni
  4. Úspěšné zakončení záchranné akce na dole San Jose v Chile
  5. Havárie na Dole San Jose v Chile

Kategorie:Jiné nehody v hornictví Štítky:OKD, porub, samovznícení, úřad

Nejčtenější tento týden

Rubriky

  • Historie (60)
  • Jiné nehody v hornictví (36)
  • Mezinárodní spolupráce (29)
  • Nezařazené (63)
  • Plánované zásahy BZS (15)
  • Různé (202)
  • Technika (57)
  • Výbuchy (33)
  • Výročí a vyznamenání (51)

Licence

Licence Creative Commons

Obsah webu podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte komerčně 3.0 Česká republika

Další funkce

  • Přihlásit se
  • Zdroj kanálů (příspěvky)
  • Informace o souborech cookies

Copyright © 2025 · Outreach Pro on Genesis Framework · WordPress · Log in

[ Placeholder content for popup link ] WordPress Download Manager - Best Download Management Plugin

Spravovat Souhlas s cookies
Používáme cookies k optimalizaci našich webových stránek a našich služeb.
Funkční Vždy aktivní
Technické uložení nebo přístup je nezbytně nutný pro legitimní účel umožnění použití konkrétní služby, kterou si odběratel nebo uživatel výslovně vyžádal, nebo pouze za účelem provedení přenosu sdělení prostřednictvím sítě elektronických komunikací.
Předvolby
Technické uložení nebo přístup je nezbytný pro legitimní účel ukládání preferencí, které nejsou požadovány odběratelem nebo uživatelem.
Statistiky
Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro statistické účely. Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro anonymní statistické účely. Bez předvolání, dobrovolného plnění ze strany vašeho Poskytovatele internetových služeb nebo dalších záznamů od třetí strany nelze informace, uložené nebo získané pouze pro tento účel, obvykle použít k vaší identifikaci.
Marketingové
Technické uložení nebo přístup je nutný k vytvoření uživatelských profilů za účelem zasílání reklamy nebo sledování uživatele na webových stránkách nebo několika webových stránkách pro podobné marketingové účely.
Spravovat možnosti Spravovat služby Spravovat dodavatele Přečtěte si více o těchto účelech
Předvolby
{title} {title} {title}