Práce v podzemí vždy byla, je a bude prací v prostředí fyziologicky pro člověka nepřirozeném. Hlubinná těžba uhlí je pak vedle jiných technických problémů spojena také s důlními požáry s následným výskytem škodlivých, či výbušných plynů. Tomuto stavu čelíme řadou opatření, jedním z nich je rozvoj monitoringu a měření složek důlního ovzduší, včetně odběru a analýzy vzorků důlního ovzduší.
Několik posledních důlních požárů, které jsme v našem obvodu působnosti likvidovali, a při kterých jsme prováděli i vyhodnocování vzorků důlního ovzduší odhalilo nedostatky při samotném odběru vzorků důlního ovzduší. Přitom znalost složení důlního ovzduší, včetně sledování a posuzování vývoje důlního požáru je jedním ze základních atributů bezpečné práce báňských záchranářů při likvidaci těchto mimořádných událostí.
Pro zajištění jednotného postupu při odběru vzorků důlního ovzduší vydal v letošním roce ředitel HBZS Ostrava v souladu s ustanovením § 6, odst. 1 m) vyhlášky ČBÚ č. 447/2001 Sb. ze dne 3. 12. 2001 o báňské záchranné službě v platném znění, v návaznosti na ustanovení §110, odst. 9,10 vyhlášky ČBÚ č. 22/1989 Sb. o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a bezpečnosti provozu při hornické činnosti a při činnosti prováděné hornickým způsobem v podzemí v platném znění Směrnici č. 2015005, která reaguje na ČSN 83 0050 z 11. 4. 1993.
Vzorky důlního ovzduší se odebírají pro stanovení metanu, oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého, kyslíku, vodíku, dále vyšších uhlovodíků (etan, etylen, propan, propylen, Iso-butan, N-butan, acetylen) a hexafluoridu sírového.
Přesto, že na téma odběru vzorků vyšlo již mnoho odborných článků a postupů, pokusím se zde popsat základní postupy a zásady.
Vzorkovnice
Pro odběr vzorků důlního ovzduší se používají skleněné vzorkovnice o objemu 0,5 l a 1 l. Odběry vzorků důlního ovzduší pro stanovení mikrokoncentrací hexafluoridu sírového (SF6) se používají skleněné vzorkovnice o objemu 0,1l.
Skleněné vzorkovnice mají těsně nasazené pryžové hadičky s uzavíracími šroubovými tlačkami.
Mezi záchranáři se vžil pojem suché a mokré vzorky. Suché vzorkovnice slouží většinou pro analýzu základních plynů na analyzátorech a vyšších uhlovodíků na plynovém chromatografu. Mokré vzorkovnice, tzn., vzorkovnice naplněné uzávěrnou kapalinou slouží k odběru vzorků pro vyhodnocení základních důlních plynů (CH4, CO2, CO, O2).
Při použití jiných vzorkovnic, než skleněných (měkkých pryžových, nebo plastových) je nutno před samotným odběrem provést důkladné vytěsnění obsahu vzorkovnice.
Každá vzorkovnice musí být označena nesmazatelným identifikačním číslem.
Vzorkař před odběrem každou vzorkovnici prohlédne, zda není prasklá, nebo jinak poškozená, jsou-li v pořádku hadičky, uzavírací prvky a je-li opatřena nesmazatelným identifikačním číslem.
Odběry vzorků je nutno provádět tak, aby byly v maximální míře vyloučeny vlivy:
- a) zplodin po trhací práci, provedené před místem odběru ze směru proudění větrů,
- b) výfukových zplodin ze spalovacích motorů,
- c) dalších vlivů, např. exhalací z jiných požářišť v dané oblasti, apod.
Odběry vzorků je nutno provádět ve stejném a ustáleném režimu větrání (uzavření hrázových a regulačních objektů, provoz výpomocných ventilátorů apod.).
Průměrný vzorek
Po celou dobu odběru průměrného vzorku se vzorkovnice nebo nástavná hadička pohybuje vertikálně, postupně celým profilem důlního díla, aby z odebraného vzorku bylo možno stanovit průměrné složení důlního ovzduší v daném místě důlního díla. Schéma pohybu vzorkovnicí je na obr.1. Lze použít techniku mokrého i suchého odběru vzorků.
Při odběru průměrného vzorku, před samotným odběrem:
* V místě odběru se provede kontrola složení důlního ovzduší, tzn. indikace a detekce na metan, oxid uhličitý, oxid uhelnatý a kyslík. Naměřené hodnoty se zaznamenají.
* V místě odběru se změří a zaznamená teplota ovzduší.
Postup při odběru mokrých vzorků
Vzorkovnice se umístí ve svislé poloze, otevře se nejprve vrchní a pak spodní uzávěr. Doba odběru je dána dobou vypouštění uzávěrné kapaliny ze vzorkovnice. Rychlost vypouštění uzávěrné kapaliny seřídí tak, aby tato kapalina nevytekla dříve, než je proveden průměrný vzorek ovzduší v celém profilu důlního díla. Před úplným vypuštěním uzávěrné kapaliny ze vzorkovnice (ponechá se 1 cm až 2cm hladina ve vzorkovnici od spodního hrdla vzorkovnice), se vzorkovnice uzavře nejprve spodní tlačkou, poté vrchní tlačkou.
Postup při odběru suchých vzorků
Vzorek se odebere pomocí nasávacího zařízení, tj. harmonikového nasávače, nebo sacího balónku. Prosáté množství musí být pětinásobkem objemu vlastní vzorkovnice a připojené hadičky. Po ukončeném odběru se uzavírá nejprve uzavírací tlačka umístěná dále po směru proudění prosávaného ovzduší a následně se uzavře tlačka blíže ve směru prosávaného ovzduší.
Při použití měkkých pryžových, nebo plastových vzorkovnic jednostranně uzavíratelných je nutno před samotným odběrem provést důkladné vytěsnění obsahu vzorkovnice. Před vlastním odběrem pomocí tlačného balónku se pak provede třikrát naplnění a vytěsnění vzorkovnice vzorkovaným ovzduším.
* vyplní se protokol o odběru vzorků. Dbej na řádné zapsání místa odběru.
Další činnosti se provádějí na pokyn nadřízeného (výpočet průřezu důlního díla, měření rychlosti větrů, apod.)
Bodový vzorek
Po celou dobu odběru bodového vzorku je vzorkovnice nebo nástavná hadička umístěna v jednom bodě. Lze použít techniku mokrého i suchého odběru vzorků. Z míst mimo dosah průchodního větrního proudu se provádí odběr bodového vzorku pomocí nástavné hadice, případně umístěné odběrové hadičky. V tomto případě je nutno provést dostatečné prosátí dané hadice vzorkovaným ovzduším, a to v závislosti na délce odběrové hadičky.
Při odběru bodového vzorku, před samotným odběrem:
* V místě odběru se provede kontrola složení důlního ovzduší, tzn. Indikace a detekce na metan, oxid uhličitý, oxid uhelnatý a kyslík. Naměřené hodnoty se zaznamenají.
* V místě odběru se změří a zaznamená teplota ovzduší.
* V případě odběru za hrází se zaznamená údaj o tlaku za hrází (odečtený z „U“ trubice). Při napojeném ejektoru se píše pouze tlak za hrází.
* V případě, že se jedná odběr vzorku z krátké vzdálenosti (do 5m délky hadičky, či nástavce prosaji řádně tuto hadičku, popř. nástavec vzorkovaným ovzduším a dále postupuji obdobně jako klasického mokrého, či suchého odběru.
* V případě, že se jedná o dálkový odběr vzorku z hadičky, či vzorek za hrází musím pro odběr použít ejektor na stlačený vzduch a dále postupuji obdobně jako klasického mokrého, či suchého odběru. Během odběru kontinuelně měřím složení ovzduší před hrází. Platí, že prosáváme hadičku DN 6mm po dobu nejméně:
* Po odběru se vyplní protokol o odběru vzorků. Dbej na řádné zapsání místa odběru.
Záznam o odběru vzorku
Záznam o odběru vzorku je vizitkou záchranáře – vzorkaře a musí obsahovat všechny předepsané a zjištěné údaje. Vzor záznamu je na obrázku.
Přeprava vzorků
Vzorkovnice se přenášejí v tuhých schránkách, popřípadě v pevných brašnách. Do laboratoře musí být doručeny nejpozději 6 hodin po odběru vzorku. Součástí každého vzorku musí být řádně vyplněný protokol o odběru vzorků.
Závěrem doporučení pro velitele a vedoucí likvidace havárie. Při zahájení odběru vzorků ovzduší stanovte co nejdříve přesná místa odběrů. U bodových vzorků instalujte do tohoto místa odběrovou hadička a tabulku, u průměrných vzorků z profilu díla, popř. z luten označte toto místo vždy tabulkou. Při každé mimořádné události, kdy se odebírají vzorky ovzduší bylo zvykem, že se odebíral i vzorek z pracoviště záchranářů (pokud v tomto místě nebyla instalována důlní plynová laboratoř). Klaďte důraz na školení a praktické ukázky odběru vzorků ovzduší. Mějme na paměti, že báňský záchranář může efektivně pomáhat druhým jen za podmínky, že se může plně spolehnout na své vybavení, stoprocentně mu důvěřuje, umí ho bezpečně ovládat a dle možnosti zná podmínky v zásahu.
Autor článku: Ing. Jaroslav Provázek
Foto: Ing. Petr Zielinski
