___________________________________________________________________________
Europejski system oceny bezpieczeństwa stosowania
taśm przenośnikowych w kopalniach podziemnych
Monika Hardygóra
1),2)Dariusz Wo
źniak
1)1) Politechnika Wrocławska – Instytut Górnictwa – Laboratorium Transportu Taśmowego, ul. Na Grobli 13/15, 50-421 Wrocław, e-mail: dariusz.wozniak@pwr.edu.pl,
monika.hardygora@pwr.edu.pl
2)
KGHM CUPRUM sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, ul. Sikorskiego 2-8, 53-659 Wrocław
Streszczenie
Szerokie zastosowanie transportu przenośnikowego w systemach odstawy w górnictwie pod-ziemnym stawia bardzo wysokie wymagania bezpieczeństwa elementom przenośników
ta-śmowych, a szczególnie taśmom przenośnikowym, które to w przeszłości były powodem tragicznych wypadków. W wielu ośrodkach prowadzone są od szeregu lat prace badawcze dla oceny ryzyka stosowanych taśm przenośnikowych, zwłaszcza w zakresie bezpieczeństwa pożarowego i ochrony antyelektrostatycznej. Również w sposób ciągły doskonalone są meto-dy badawcze, określające to zagrożenie. W artykule przedstawiono podstawowe wymagania i metody badań taśm przenośnikowych przeznaczonych do pracy w wyrobiskach podziem-nych, powołując się na właściwe normy i dyrektywy Unii Europejskiej. Scharakteryzowano zachodzące obecnie zmiany w europejskim systemie analizy zagrożeń, wynikających ze stosowania taśm w kopalniach podziemnych. Odniesiono się do aktualnie stosowanego w naszym kraju systemu dopuszczania taśm przenośnikowych do pracy pod ziemią.
Słowa kluczowe: transport w górnictwie podziemnym, taśmy przenośnikowe, bezpieczeństwo eksploatacji
European system of assessing the safety
of using conveyor belts in underground mines
AbstractThe extensive use of conveyors in haulage systems in underground mining puts extremely high safety requirements on belt conveyor components, and particularly on conveyor belts, which were the cause of serious accidents in the past. For a number of years now, many research centres have been conducting studies on the risk assessment of using conveyor belts particularly in the scope of fire safety and antistatic protection. The test methods to determine this risk have been also continuously improved. The article presents the basic requirements and test methods for conveyor belts intended for use in underground workings, with reference to applicable EU standards and directives. The changes occurring presently in the European system of assessing the risks of using conveyor belts in underground mines are characterised. Reference is made to the conveyor belt acceptance system for under-ground applications currently used in Poland.
Keywords: underground mining transportation system, conveyor belts, electrical and flammability safety requirements
Wprowadzenie
Podstawowym warunkiem zastosowania przenośników taśmowych w kopalniach podziemnych jest ich bezpieczeństwo pożarowe. Pożar w kopalni podziemnej, tj. w przestrzeni o ograniczonym dostępie, ograniczonych możliwościach przewietrza-nia, często w warunkach obecności materiałów palnych czy atmosfery wybuchowej, niesie za sobą wielokrotnie większe zagrożenie dla życia i mienia niż pożar na po-wierzchni. Taśma stanowi najniebezpieczniejszy element przenośników taśmowych, instalowanych w wyrobiskach podziemnych, zatem wymaga się, aby spełniała ona określone kryteria bezpieczeństwa pożarowego i elektryczności statycznej. W latach 50. ubiegłego wieku, kiedy to okazało się, że taśma przenośnikowa może być ź ró-dłem tragicznych w skutkach pożarów, rozpoczęto badania nad bezpieczeństwem stosowania taśm w kopalniach podziemnych i nad analizą ryzyka [5]. Ryzyko z defi-nicji jest funkcją prawdopodobieństwa wystąpienia określonego zdarzenia, wywołu-jącego zagrożenie, i wynikających z niego konsekwencji. Natomiast ocena ryzyka to proces analizowania zagrożeń, szacowania wielkości ryzyka i określenie warunków, kiedy ryzyko można akceptować. Zatem pierwszoplanową kwestią była identyfikacja
źródeł zagrożeń, wynikających ze stosowania taśm przenośnikowych w wyrobiskach podziemnych.
Zagadnienia te były badane przez ośrodki naukowo-badawcze praktycznie ze wszystkich krajów stosujących transport taśmowy w kopalniach podziemnych. Wio-dącą rolę odgrywały tu ośrodki naukowo-badawcze z Wielkiej Brytanii, Stanów Zjed-noczonych, Kanady, Niemiec, Francji, Belgii, Australii oraz z Polski [2, 5]. Na prze-strzeni lat wypracowano wspólne stanowisko w kwestii identyfikacji źródeł zagrożeń, związanych ze stosowaniem taśm przenośnikowych w wyrobiskach podziemnych, do których zaliczono:
− zapłon taśmy od względnie małego źródła ciepła (takiego jak otwarty ogień); − miejscowe nagrzewanie pochodzące od tarcia między unieruchomioną
ta-śmą a obracającym się bębnem napędowym lub między przesuwającą się
taśmą a nieruchomym bębnem lub innym elementem przenośnika (np. z powodu zatarcia się łożysk w krążnikach czy zbiegania bocznego taśmy ocierającej się o konstrukcję przenośnika), takie nagrzewanie może zaini-cjować zapłon taśmy, wybuch palnej atmosfery, proces samorozgrzewania się „gumowych ścierów” lub ich zapłon;
− rozprzestrzenianie się ognia wzdłuż taśmy, która już się zapaliła;
− gromadzenie się na powierzchni taśmy ładunków elektrostatycznych, które mogą zainicjować zapłon palnej atmosfery (np. mieszaniny powietrza i me-tanu lub powietrza i pyłu węglowego).
Ocena wystąpienia tych zagrożeń opiera się na metodach badań, opracowanych na podstawie doświadczeń ośrodków naukowo-badawczych, producentów i uż yt-kowników taśm. Jednak w poszczególnych krajach świata proponowano nieco inne lub całkowicie różne metody badań palności taśm i kryteria ich oceny. Oczywiście było to sprzeczne z polityką nowego podejścia Unii Europejskiej i nie sprzyjało za-sadom swobodnej wymiany towarów i usług, zatem pod koniec lat 90. na wniosek Komisji Europejskiej rozpoczęto przygotowania do ujednolicenia podejścia i przepi-sów wprowadzania na rynek taśm przenośnikowych. Wykonano prace badawcze i studyjne, zbierające dotychczasowe doświadczenia z badań i użytkowania taśm przenośnikowych, dokonano ich analizy w celu wyboru metod badań, które byłyby naj-
bardziej odpowiednie do analizy ryzyka związanego ze stosowaniem taśm
przeno-śnikowych [7]. Efektem podjętych działań było wytypowanie metod badań palności taśm oraz opracowanie wymagań bezpieczeństwa pożarowego i elektrycznego, wydanych w postaci norm europejskich zharmonizowanych z dyrektywami Unii Euro-pejskiej.
1. Europejski system oceny bezpieczeństwa pożarowego taśm
Europejskie dyrektywy nowego podejścia ustanawiają zasadnicze wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia, mienia i środowiska, jakie powinny spełniać
wyroby w momencie wprowadzania ich na rynek. Natomiast szczegóły techniczne zawarte są w odpowiednich, zharmonizowanych z dyrektywami, normach euro-pejskich EN. Producent bierze na siebie wyłączną i ostateczną odpowiedzialność za zgodność swojego wyrobu z odpowiednimi dyrektywami.
Aktualny europejski system oceny bezpieczeństwa stosowania taśm przenoś ni-kowych w wyrobiskach podziemnych tworzył się na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat i jest wynikiem dotychczasowych doświadczeń badawczych i eksploatacyjnych taśm. Taśmy przenośnikowe podlegają Dyrektywie Maszynowej MD (2006/42/WE) i Dyrektywie ATEX (94/9/WE dot. urządzeń w przestrzeniach zagrożonych wybu-chem). Podjęcie decyzji o dopuszczeniu taśmy do ruchu w zakładzie górniczym oznacza, że została dokonana przez producenta przy współudziale z użytkownikiem ocena ryzyka, zagrożenia zostały zidentyfikowane, a ustalone środki zapobiegawcze są dostateczne, aby uznać ryzyko za akceptowalne. Kwestią istotną w podejmowa-niu decyzji jest ustalenie minimalnych kryteriów akceptowalności ryzyka. Uznaje się,
że ryzyko można zaakceptować, czyli dopuścić taśmę do ruchu, jeżeli w wyniku oceny można stwierdzić, że:
− spełnione są wymagania obowiązujących przepisów, norm oraz uregulowań
wewnętrznych,
− zasady i środki ograniczania ryzyka są właściwie stosowane, a przy ustalaniu
środków zapobiegawczych uwzględniono dostępne osiągnięcia techniki. Ustalenie wyższych progów akceptowalności ryzyka jest kwestią przyjętej przez przedsiębiorcę strategii BHP w zakładzie górniczym; często są to już standardy korporacyjne właścicieli przedsiębiorstwa górniczego [4].
Oszacowanie ryzyka musi być poprzedzone rzetelną i profesjonalną identyfikacją
zagrożeń w układzie: czynnik zagrażający, sytuacje i okoliczności wyzwalające określony czynnik oraz możliwe skutki tych zdarzeń. Należy przy tym pamiętać, że oceniane ryzyko jest funkcją częstości wystąpienia zdarzenia zagrażającego i wielkości strat. W warunkach kopalni podziemnej, podczas prowadzenia analiz zagrożeń, ważne jest zwrócenie uwagi na specyfikę uwarunkowań eksploatacji przenośników taśmowych w danej kopalni czy jej rejonie. Dlatego w procesie oceny ryzyka powinni uczestniczyć pracownicy kopalni, którzy są najbardziej kompetentni, dzięki swojej wiedzy i doświadczeniu w identyfikacji zagrożeń. Osoby z kierownictwa i dozoru, z racji swoich funkcji, zobowiązane są do rozpoznawania, monitorowania, analizowania zagrożeń. Uczestnictwo pracowników w procesie oceny zagrożeń
podnosi świadomość i odpowiedzialność tych osób za bezpieczeństwo, jako człon-ków załogi górniczej.
Proces oceny ryzyka jest szeregiem logicznych kroków, umożliwiających w uporządkowany sposób badanie zagrożeń związanych z eksploatacją danego urządzenia. Na proces ten składa się identyfikacja zagrożeń, które należy eliminować,
oraz oszacowanie ryzyka, które jest funkcją prawdopodobieństwa wystąpienia za-grożenia i wagi konsekwencji. Na podstawie wyników oszacowania ryzyka i przyję -tego poziomu akceptowalności ryzyka ustala się konieczność zastosowania oraz rodzaj środków zapobiegawczych. Ocenę ryzyka związanego z użyciem taśmy przenośnikowej zaleca się prowadzić zgodnie z ogólnymi zasadami podanymi w normie EN ISO 12100:2011 Bezpieczeństwo maszyn – Ogólne zasady projektowania – Ocena ryzyka i zmniejszanie ryzyka, a pomocny w tym względzie będzie również
przewodnik IEC 60300-3-9 Zarządzanie niezawodnością – Przewodnik zastosowań
– Analiza ryzyka w systemach technicznych oraz norma EN 13463 Urządzenia nieelektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.
Należy zaznaczyć, że obecnie nie jest możliwe bezbłędne określenie poziomu trudnopalności taśmy, który byłby odpowiedni do zapewnienia bezpieczeństwa w danych warunkach jej eksploatacji. Dlatego nieocenioną rolę odgrywają tu doświadczenia jednostek naukowo-badawczych, producentów i użytkowników przenośników taśmowych. Doświadczenia te wykorzystano, formułując wymagania bezpieczeństwa pożarowego i elektryczności statycznej, dotyczące taśm przenośnikowych przeznaczonych do stosowania w wyrobiskach podziemnych w atmosferze palnej lub niepalnej, a przedstawione w normie EN 14973, zharmonizowanej z dyrektywami Maszynową i ATEX. Metody badań, które należy stosować przy analizie poszczególnych zagrożeń, opisane są w normach, również
zharmonizowanych z dyrektywami. Zastrzega się, że wymienione w normie zagrożenia nie powinny być uważane za jedyne, wpływające na bezpieczeństwo eksploatacji. Można rozważać inne aspekty, na przykład zdrowotne lub ochrony
środowiska, które będą wymagały podjęcia dodatkowych lub zamiennych środków zapobiegawczych [9]. System ten jest systemem żywym, podlega ciągłemu dosko-naleniu i dostosowywaniu wymagań i metod badań do realiów oferowanego asorty-mentu taśm przenośnikowych, rozwoju technik pomiarowych i rozwoju górniczych przenośników taśmowych. W tym roku znowelizowano normę, opisującą metody badań rozprzestrzeniania się ognia wzdłuż taśmy, która uległa zapaleniu się
(EN 12881-1). Doprecyzowano parametry techniczne prowadzenia badań metodą C (badanie rozprzestrzeniania się ognia w średniej skali) oraz wprowadzono jeszcze jedną metodę badań – metodę D (badanie rozprzestrzeniania się ognia w laboratoryjnej skali) – dedykowaną głównie badaniom taśm tkaninowych jedno-przekładkowych (solid woven) i dwujedno-przekładkowych. W związku z tym trwają obec-nie prace nad nowelizacją normy, określającej wymagania bezpieczeństwa poż aro-wego taśm EN 14973. Dostrzega się również potrzebę zmian w metodzie badań lub opracowanie nowej metody dla oceny odporności taśmy na miejscowe nagrzewanie pochodzące od tarcia, ponieważ obecna metoda bębna ciernego nie jest właściwa dla coraz częściej stosowanych taśm o dużej wytrzymałości.
1.1. Metody badań
Do analizy poszczególnych zagrożeń związanych ze stosowaniem taśm
przeno-śnikowych w wyrobiskach podziemnych wytypowano po jednej lub kilka metod badań opisanych w normach zharmonizowanych z dyrektywami Maszynową i ATEX. Do oceny odporności taśmy na zapłon od względnie małego źródła ognia (trudnozapalność taśmy) stosuje się metodę płomieniową, opracowaną przez ISO – International Standards Organisation (PN-EN ISO 340: 2013), która polega na ekspozycji próbki taśmy o wymiarach 200×25 mm w płomieniu palnika przez 45 s,
odsunięciu palnika, odnotowaniu czasu dopalania się próbki, a po 60 s od momentu odsunięcia palnika skierowaniu na próbkę nadmuchu powietrza z prędkością prze-pływu 1,5 m/s i obserwowaniu, czy próbka ponownie się zapali (rys. 1). Dopuszcza się stosowanie palnika tylko propanowego z temperaturą płomienia 1000±20 oC.
Rys. 1. Metoda płomieniowa badania palności taśm (EN ISO 340) na stanowisku w LTT PWr [3]
Fig. 1. Fire method of testing the flammability of belts (EN ISO 340) on the test rig in the LTT PWr
Do oceny odporności taśmy na miejscowe nagrzewanie pochodzące od tarcia stosuje się metodę bębna ciernego (PN-EN 1554:2012). Polega ona na poddaniu unieruchomionej taśmy tarciu o powierzchnię obracającego się bębna i obserwowa-niu, czy taśma zapali się czy zacznie się żarzyć, oraz monitorowaniu i zapisywaniu temperatury powierzchni bębna (rys. 2). Badanie można prowadzić bez nadmuchu powietrza (metoda A) lub z nadmuchem powietrza z prędkością przepływu 2 m/s (metoda B), ze stałym obciążeniem próbki (metoda A1 i B1) lub ze wzrastającym obciążeniem próbki (metoda A2 i B2). Metoda bębna ciernego jest bardzo ważna w ocenie bezpieczeństwa pożarowego taśm przenośnikowych, ponieważ symuluje ona najczęściej występujące przyczyny pożarów taśmy.
Rys. 2. Metoda bębna ciernego (PN EN 1554:2012) na stanowisku w LTT PWr [3] Fig. 2. Drum friction method (PN EN 1554:2012) on the test rig in the LTT PWr
Do oceny rozprzestrzeniania się ognia wzdłuż taśmy, która uległa zapaleniu się, wybrano cztery metody z zastosowaniem palników propanowych (PN-EN 12881- -1:2014) oraz jedną metodę badań symulującą pożar w sztolni, tzw. test dużej skali (PN-EN 12881-2+A1:2011). Metody te stosuje się opcjonalnie w zależności od kate-gorii bezpieczeństwa taśmy.
Metoda A – ruszt z pojedynczym palnikiem propanowym – polega na umiesz-czeniu próbki taśmy długości 2 m i szerokości maks. 1200 mm na stojaku w kształ-cie rusztu (rys. 3), podpalaniu jej palnikiem propanowym przez okres 10 min, zuż y-wając przy tym (1,30±0,05) kg gazu, i pomiarze (po zaniku płomieni i żarzenia się
próbki) długości nieuszkodzonego odcinka. Badanie przeprowadza się w sztolni o przekroju poprzecznym nie większym niż 6 m2 i długości minimum 15 m, przy przepływie powietrza z prędkością 1,5 m/s.
Metoda B – ruszt z podwójnym palnikiem propanowym (rys. 3); w stosunku do metody A różni się kształtem palnika. Próbka podpalana jest od dołu i od góry, dłu-gość próbki wynosi 2,5 m. Metoda ta różni się również zużyciem gazu i czasem podpalania – (2,6±0,1) kg gazu w czasie 20 min.
Rys. 3 Metoda rusztu z pojedynczym palnikiem propanowym – metoda A oraz metoda rusztu z podwójnym palnikiem propanowym – metoda B [1]
Fig. 3. Propane burner trestle – single burner test (method A), double burner test (method B)
Rys. 4 Sztolnia pożarowa średniej skali – metoda C [1] Fig. 4. Mid-scale fire propagation test – method C
1,5 m/
s 8 m
min. 15 m Metoda A - ruszt z pojedynczym palnikiem
- czas podpalania 10 min. - próbka 2 m
1,9 ÷ 2,75 1,9 ÷ 2,25
Metoda B - ruszt z podwójnym palnikiem
- czas podpalania 20 min. - próbka 2,5 m
1,5 m/
s 8 m
min. 15 m Metoda A - ruszt z pojedynczym palnikiem
- czas podpalania 10 min. - próbka 2 m 1,9 ÷ 2,75 1,9 ÷ 2,25 1,5 m/ s 8 m min. 15 m Metoda A - ruszt z pojedynczym palnikiem
- czas podpalania 10 min. - próbka 2 m 1,5 m/ s 8 m min. 15 m 1,5 m/ s 8 m min. 15 m Metoda A - ruszt z pojedynczym palnikiem
- czas podpalania 10 min. - próbka 2 m
1,9 ÷ 2,75 1,9 ÷ 2,25
Metoda B - ruszt z podwójnym palnikiem
- czas podpalania 20 min. - próbka 2,5 m
Metoda B - ruszt z podwójnym palnikiem
- czas podpalania 20 min. - próbka 2,5 m 1676 460 4 6 0
Metoda C - sztolnia modelowa
- czas podpalania 50 min. - próbka o dł.1,5 m i szer. 23 cm 1,5 m /s taśma palnik 1676 1676 1676 460 4 6 0 460 4 6 0
Metoda C - sztolnia modelowa
- czas podpalania 50 min. - próbka o dł.1,5 m i szer. 23 cm 1,5 m /s 1,5 m /s taśma palnik
Metoda C – sztolnia pożarowa średniej skali – jest modyfikacją amerykańskiej metody MSHA (Mine Safety and Health Administration) mid-scale gallery test. W porównaniu z metodą MSHA zastosowano inną konstrukcję palnika i stojaka. Metoda polega na umieszczeniu próbki taśmy długości 1,5 m i szerokości 230 mm na stojaku, podpalaniu jej palnikiem propanowym (rys. 4) przez 50 min, zużywając przy tym (565±10) g gazu i pomiarze (po zaniku płomieni i żarzenia się próbki) dłu-gości nieuszkodzonego odcinka taśmy, wyznaczeniu długości ubytku taśmy na pod-stawie ubytku masy próbki oraz monitorowaniu przyrostu temperatury spalin. Bada-nie przeprowadza się w sztolni średniej skali o przekroju poprzecznym 460×460 mm i długości 1676 mm przy przepływie powietrza z prędkością 1,5 m/s.
Metoda D – sztolnia pożarowa laboratoryjnej skali – jest nową metodą wprowa-dzoną do normy w tym roku, niemniej jest ona już znana ze starej normy niemieckiej DIN 22118 i zgodnej z nią w tym zakresie polskiej normy PN-C 05013 (metoda sztolni modelowej). Metoda polega na umieszczeniu próbki taśmy długości 1,2 m i szerokości 90 mm lub 120 mm (warunki prowadzenia badania 1 lub 2) na stojaku, podpalaniu jej palnikiem propanowym (rys. 5) przez 15 min przy przepływie gazu 150 lub 190 l/h i temperaturze płomienia 925 °C lub 950 °C oraz pomiarze (po zani-ku płomieni i żarzenia się próbki) długości nieuszkodzonego odcinka taśmy. Badanie przeprowadza się w sztolni laboratoryjnej skali o przekroju poprzecznym 350×350 mm i długości 2,1 m, przy przepływie powietrza z prędkością 0,5 m/s.
Rys. 5. Sztolnia pożarowa laboratoryjnej skali – metoda D Fig. 5. Laboratory-scale fire propagation test – method D
Metoda sztolni pożarowej dużej skali (PN-EN 12881-2+A1:2011) przewidziana jest do rozpoznania zachowania się taśmy przenośnikowej w sytuacji wystąpienia pożaru materiałów, znajdujących się w pobliżu przenośnika taśmowego. Badanie przeprowadza się w sztolni (rys. 6) o przekroju poprzecznym około 8 m2 i długości minimum 70 m, przy przepływie powietrza z prędkością 1,2 m/s. Wobszarze złożenia
materiałów palnych, na odcinku sztolni o długości 3 m, umieszcza się między ocio-sem sztolni a stalowymi łukami obudowy półokrągłe belki, a na spągu rozkłada się
podpałkę z małych kawałków drewna i trocin. Badanie polega na umieszczeniu próbki taśmy długości 18 m i szerokości równej szerokości taśmy na stojaku, podpa-leniu podpałki i materiałów palnych, obserwowaniu rozprzestrzeniania się ognia wzdłuż taśmy, monitorowaniu temperatury na taśmie i pod stropem, monitorowaniu składu gazów i prędkości przepływu powietrza oraz pomiarze (po zaniku płomieni i żarzenia się próbki) długości rozprzestrzenienia się ognia poza obszar złożenia materiałów palnych.
Rys. 6. Metoda sztolni pożarowej dużej skali (opracowanie własne wg PN−EN 12881-2+A1:2011)
Fig. 6. Large scale fire test (own studies according to PN−EN 12881-2+A1:2011)
Do oceny zabezpieczenia przed wyładowaniami elektrostatycznymi, które mogą
spowodować zapłon atmosfery wybuchowej, stosuje się metodę pomiaru rezystancji powierzchniowej taśmy według normy PN-EN ISO 284:2013. Pomiar rezystancji opiera się na pomiarze natężenia prądu płynącego po powierzchni taśmy pod wpły-wem przyłożonego napięcia pomiarowego. Stosuje się miernik rezystancji o wła-snym źródle napięcia probierczego. Pomiar wykonuje się prądem stałym, aby wye-liminować wpływ pojemności na wynik pomiaru, stosując napięcie pomiarowe do 1000 V o natężeniu prądu do 10 mA. Rezystancja powierzchniowa taśm przenoś ni-kowych nie powinna przekraczać 300 MΩ.
1.2. Kryteria oceny i podział na kategorie bezpieczeństwa taśm
Na rys. 7 przedstawiono strukturę badań oraz wymagania bezpieczeństwa dla taśm do przenośników w wyrobiskach podziemnych według nowego projektu normy prEN 14973:2013 [9]. Projekt ten, w stosunku do obowiązującej edycji normy,
wpro-18 m 10 m 3 m
2 m 25 m
Długość sztolni min. 70 m 1,2 m/s
3,5 m 2,9 m
Metoda sztolni pożarowej
- próbka o dł.18 m i pełnej szerokości taśmy termopary taśma drewniane belki podpałka 18 m 10 m 3 m 2 m 25 m
Długość sztolni min. 70 m 1,2 m/s 18 m 10 m 3 m 2 m 25 m
Długość sztolni min. 70 m 1,2 m/s
3,5 m 2,9 m
3,5 m 2,9 m
Metoda sztolni pożarowej
- próbka o dł.18 m i pełnej szerokości taśmy termopary
taśma drewniane belki podpałka
wadza nowe kryteria oceny rozprzestrzeniania się ognia wzdłuż taśmy jedno- i dwuprzekładkowej, badanego metodą D. Norma EN 14973:2006 wprowadziła pięć
kategorii bezpieczeństwa taśm w zależności od warunków pracy taśmy:
− taśmy transportujące materiały niepalne i pracujące w niepalnej atmosferze powinny spełniać wymagania kat. A,
− taśmy transportujące materiały niepalne i pracujące w palnej atmosferze na przenośnikach bez zainstalowanych dodatkowych urządzeń bezpieczeń -stwa powinny spełniać wymagania kat. B1, a z dodatkowymi urządzeniami bezpieczeństwa powinny spełniać wymagania kat. B2;
− taśmy transportujące materiały palne i pracujące w palnej atmosferze na przenośnikach bez zainstalowanych dodatkowych urządzeń bezpieczeństwa powinny spełniać wymagania kat. C1, a w sytuacji występowania w pobliżu przenośnika dodatkowych potencjalnych źródeł ognia powinny być
zainstalowane dodatkowe urządzenia bezpieczeństwa i taśmy powinny spełniać wymagania kat. C2.
Rys. 7. Struktura badań i wymagania dla taśm do górnictwa podziemnego wg projektu normy EN 14973:2013 (nieobowiązujący)
Fig. 7. Summary of safety classes for conveyor belts for underground installations according to prEN 14973:2013
Taśmy transportujące materiały niepalne i pracujące w niepalnej atmosferze
Rezystancja powierzchniowa taśmy oznaczona wg PN-EN ISO 284: 2013 - nie większa niż 300 MΩ
Rozprzestrzenianie się ognia badane wg PN-EN 12881-1: 2014
badanie metodą A - ruszt z pojedynczym palnikiem propanowym - jeżeli wystąpi niepełny zapłon próbki to metodą C - sztolnia średniej skali lub metodą B - ruszt z podwójnym palnikiem propanowym Kat. A, B1, B2 - w m etodzie A długość nieuszkodzonego odcinka taśmy nie mniejsza niż 100mm
- w metodzie B powinien pozostać nieuszkodzony fragment taśmy na całej jej szerokości - w metodzie C długość nieuszkodzonego odcinka taśmy nie mniejsza niż 600 mm lub
maksimum ze średnich minutowych przyrostu temperatury nie większe niż 140°C, długość ubytku taśmy (wyznaczona na podstawie ubytku masy próbki) nie większa niż 1250mm i długość nieuszkodzonego odcinka taśmy nie mniejsza niż 50mm
Kat. C1 - badanie metodą B lub C - wymagania jak wyżej
Taśmy transportujące materiały niepalne i pracujące w palnej atmosferze
Taśmy transportujące materiały palne i pracujące w palnej atmosferze
Kat. A
Brak dodatkowych urządzeń bezpiecz.
Brak dodatkowych urządzeń bezpiecz. Z dodatkowymi
urządz. bezpiecz.
Dodat. źródła ognia + dodat. urządz. bezpieczeństwa
Kat. B1 Kat. B2 Kat. C1 Kat. C2
Trudnozapalnośćbadana metodą płomieniową wg PN-EN ISO 340: 2013
Kat. A, B1, B2, C2 - sumaryczny czas dalszego palenia się dla każdej grupy sześciu próbek (z okładkami, bez okładek) mniejszy niż 45s - m ax czas dalszego palenia się pojedynczej próbki nie większy niż 15s
Kat. C1 -średni czas dalszego palenia i żarzenia się dla sześciu próbek z okładkami nie większy niż 3s, bez okładek nie większy niż 5s; - max czas dalszego palenia i żarzenia się pojedynczej próbki z okładkami nie większy niż 10s, bez okładek nie większy niż 15s
Odporność na miejscowe nagrzewanie pochodzące od tarcia badana wg PN-EN 1554: 2012 (metoda cierna) badanie metodą B2 (jeżeli badanie metodą B2 jest niemożliwe np. w przypadku taśm przenośnikowych z linkami stalowymi to metodą B1) Kat. A, B2, C2 - brak płomienia, dopuszczalne żarzenie;
Kat. B1 - brak płomienia, brak żarzenia, max temperatura płaszcza bębna 450°C; Kat. C1 - brak płomienia, brak żarzenia, max temperatura płaszcza bębna 325°C;
Rozprzestrzenianie się ognia wg PN-EN 12881-2+A1: 2011
metoda sztolni pożarowej Kat. C2 - rozprzestrzenienie się
ognia na odległość nie większą
niż 10 m
lub wg PN-EN 12881-1: 2014 metoda D –sztolnia laboratoryj-nej skali, dla taśm wg tabeli 1
Tabela 1. Wymagania rozprzestrzeniania się ognia wzdłuż taśmy (PN-EN 12881-1:2014 metoda D)
Table 1. Requirements on propagation of a fire along a belt (PN-EN 12881-1:2014 Method D)
Rodzaj taśmy Dwuprzekładkowa Jednoprzekładkowa (solid woven) Wytrzymałość nominalna, N/mm do 1000 >1000 do 1250 do 1250 >1250 do 2000 Warunki prowadzenia badania 1 1 1 2
Średnia długość nieuszkodzonego odcinka taśmy (mm) Szerokość taśmy do 1200 mm 500 550 650 650 Szerokość taśmy >1200 do 1400 mm 680 720 Podsumowanie
Taśma stanowi najniebezpieczniejszy element przenośników taśmowych, instalo-wanych w wyrobiskach podziemnych, zatem wymaga się, aby spełniała ona
okre-ślone kryteria bezpieczeństwa pożarowego i elektryczności statycznej.
Podstawy europejskiego systemu oceny bezpieczeństwa stosowania taśm prze-nośnikowych w kopalniach podziemnych wynikają z Dyrektywy Maszynowej i Dyrektywy ATEX, które ustanawiają zasadnicze wymagania bezpieczeństwa, jakie powinny spełniać wyroby w momencie wprowadzania ich na rynek. Producent bierze na siebie wyłączną i ostateczną odpowiedzialność za zgodność swojego wyrobu z tymi dyrektywami.
Wybór i dopuszczenie taśmy do ruchu w kopalni podziemnej oznacza, że została dokonana przez producenta, przy współudziale z użytkownikiem, ocena ryzyka, zagrożenia zostały zidentyfikowane, a ustalone środki zapobiegawcze są dostatecz-ne, aby ryzyko wyeliminować lub uznać je za akceptowalne. Uczestnictwo pracow-ników kopalni w procesie oceny zagrożeń pozwala uwzględnić specyfikę uwarunko-wań eksploatacji przenośników taśmowych w danej kopalni czy w jej rejonie oraz podnosi ich świadomość i odpowiedzialność za bezpieczeństwo.
Wieloletnie badania i doświadczenia jednostek naukowo-badawczych, produ-centów i użytkowników przenośników taśmowych doprowadziły do identyfikacji po-tencjalnych zagrożeń, wynikających z eksploatacji taśm w wyrobiskach podziem-nych, opracowania metod badań, które można stosować przy analizie poszczegól-nych zagrożeń, i kryteriów oceny eliminujących lub ograniczających ryzyko. Metody badań i kryteria oceny wyników badań opisane są w normach zharmonizowanych z dyrektywami. Zastrzega się, że wymienione w normie zagrożenia nie powinny być
uważane za jedyne, wpływające na bezpieczeństwo eksploatacji taśm.
Europejski system oceny bezpieczeństwa taśm jest systemem „żywym”, podlega ciągłemu doskonaleniu i dostosowywaniu wymagań i metod badań do realiów ofe-rowanego asortymentu taśm przenośnikowych, rozwoju technik pomiarowych i rozwoju górniczych przenośników taśmowych. W tym roku znowelizowano normę, opisującą metody badań rozprzestrzeniania się ognia wzdłuż taśmy, która uległa zapaleniu się (EN 12881-1). Doprecyzowano parametry techniczne prowadzenia badań metodą C (badanie rozprzestrzeniania się ognia w średniej skali) oraz wprowa-dzono jeszcze jedną metodę badań – metodę D (badanie rozprzestrzeniania się
jednoprzekładkowych (solid woven) i dwuprzekładkowych. Trwają prace nad noweli-zacją normy określającej wymagania bezpieczeństwa pożarowego taśm EN 14973. Dostrzega się również potrzebę zmian w metodzie badań lub opracowanie nowej metody dla oceny odporności taśmy na miejscowe nagrzewanie pochodzące od tarcia, ponieważ obecna metoda bębna ciernego nie jest właściwa dla coraz czę
-ściej stosowanych taśm o dużej wytrzymałości.
Podstawą krajowego systemu oceny bezpieczeństwa stosowania taśm
przeno-śnikowych w kopalniach podziemnych jest Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 30 kwietnia 2004 r. w sprawie dopuszczania wyrobów do stosowania w zakładach górniczych (DzU nr 99, poz. 1003, z 2005 r.; nr 80, poz. 695, oraz z 2007 r., nr 249, poz. 1853). Rozporządzenie to określa wymagania, jakie powinny spełniać taśmy, stosowane w podziemnych wyrobiskach górniczych, przy czym opiera się na metodach badawczych, obowiązujących w Polsce jeszcze przed wejściem do Unii Europejskiej, już wówczas różniących się nieco od stosowanych w systemie europejskim. Przepisy te obowiązują w niezmienionej formie do dnia dzisiejszego.
Bibliografia
[1] Hardygóra M., Komander H., Woźniak D., 2010, Bezpieczeństwo stosowania taśm przenośnikowych w wyrobiskach podziemnych, Przegląd Górniczy, nr 11, s. 62-68. [2] Hardygóra M., Wachowicz J., Czaplicka-Kolarz K., Markusik S., 1999, Taśmy
przeno-śnikowe. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Fundacja „Książka Naukowo-Techniczna”, Warszawa.
[3] Hardygóra M., Woźniak D., 2013, Podstawowe wymagania dla taśm w podziemnych górniczych systemach odstawy urobku, Przegląd Górniczy, nr 7, s. 52-60.
[4] Stefanicka M., 2010, Wybrane aspekty ocen ryzyka w zakładach górnictwa skalnego, Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej – Górnictwo i Geologia, nr 123, Wrocław.
[5] Wachowicz J., 2010, Zagrożenia pożarowe w kopalniach powodowane stosowaniem materiałów organicznych, Główny Instytut Górnictwa, Katowice.
[6] Woźniak D., 2006, Trudnopalność taśm przenośnikowych – metody badań i wymagania, Transport Przemysłowy, nr 4.
[7] Yardley E.D., 2002, Stace L.R.: Fire safety testing of conveyor belts, Contract Reserch Report 407/2002. Health & Safety Executive, Norwich, Wielka Brytania,
[8] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 30 kwietnia 2004 r. w sprawie dopuszczania wyrobów do stosowania w zakładach górniczych (DzU nr 99, poz. 1003, z 2005 r.; nr 80, poz. 695; oraz z 2007 r., nr 249, poz. 1853).
[9] prEN 14973:2013, PN-EN 12881-1:2014, PN-EN 12881-2+A1:2011, PN-EN ISO 340:2013, PN-EN ISO 284:2013, PN-EN 1554:2012.
