HENRYK BADURA
ZNACZENIE INFORMACJI DLA BEZPIECZEēSTWA POĩAROWEGO W KOPALNIACH WĉGLA KAMIENNEGO
Streszczenie
W artykule omówiono rodzaje poarów podziemnych oraz podstawowe zadania systemów telemetrycznych stosowanych w polskich kopalniach. Na przykładach przedstawiono moliwoci wykorzystania informacji o parametrach fizycznych i chemicznych atmosfery kopalnianej, otrzymanych za pomoc systemów telemetrycznych, do okrelenia połoenia ogniska poaru w wyrobiskach oraz zwikszenia bezpieczestwa wycofywania załogi ze stref zadymienia. Wskazano na konieczno automatyzacji przetwarzania informacji otrzymanych z systemów telemetrycznych i przekazywania informacji wynikowych zagroonej załodze.
Słowa kluczowe: poĪary podziemne, systemy telemetryczne, ognisko poĪaru, ewakuacja załogi 1. Wprowadzenie
ZagroĪenie poĪarowe w górnictwie podziemnym obejmuje swoim zasiĊgiem wszystkie wyrobiska w kopalni. Powstały w wyrobisku poĪar zagraĪa nie tylko załodze pracującej w pobliĪu ogniska poĪaru, lecz takĪe górnikom znacznie oddalonym od ogniska (kilka set metrów a nawet kilka kilometrów), znajdujących siĊ w wyrobiskach na drodze przepływu dymów i gazowych produktów poĪaru.
Zgodnie z [4], przez poĪar podziemny rozumie siĊ, wystąpienie w wyrobisku podziemnym otwartego ognia – Īarzącej lub palącej siĊ płomieniem otwartym substancji lub utrzymywanie siĊ w powietrzu kopalnianym dymów, lub utrzymywanie siĊ w przepływającym prądzie powietrza stĊĪenia tlenku wĊgla powyĪej 0,0026%.
Powstające w kopalniach poĪary są powodowane:
- niskotemperaturowym utlenianiem substancji palnej (np. wĊgla) w warunkach umoĪliwiających akumulacjĊ energii cieplnej wydzielającej siĊ w trakcie tego procesu. PoĪary te nazywane są poĪarami endogenicznymi,
- oddziaływaniem inicjału o wysokiej temperaturze na substancje palne. PoĪary te nazywane są egzogenicznymi.
PoĪary endogeniczne powstają w przeciągu dłuĪszego okresu czasu. MoĪe to byü okres kilkunastu lub kilkudziesiĊciu dni, lub w kilku miesiĊcy. PoĪary te powstają w zlikwidowanej przestrzeni wybranej (w zborach) lub w szczelinach znajdujących siĊ w pokładzie wĊgla w otoczeniu czynnych wyrobisk górniczych. Proces samozagrzewania siĊ substancji palnej jest na ogół powolny, do momentu osiągniĊcia tzw. temperatury krytycznej (dla wĊgla w przedziale od 800C do 1000C). Po przekroczeniu tej temperatury reakcja samoutleniania staje siĊ coraz szybsza i jest gwałtowna po osiągniĊciu temperatury zbliĪonej do temperatury zapłonu wĊgla.
PoĪary egzogeniczne cechuje gwałtownoĞü przebiegu, która jest miĊdzy innymi wynikiem doĞü znacznej prĊdkoĞci przepływu powietrza wyrobiskami. Produktami poĪary są: ciepło, które ogrzewa przepływający strumieĔ powietrza, dym, stanowiący aerozole cieczy i ciał stałych, w tym szkodliwych dla zdrowia, gazy szkodliwe dla zdrowia takie jak tlenek wĊgla, dwutlenek wĊgla, tlenki azotu i siarki, chlorowodór, cyjanowodór i inne. Głównym składnikiem gazów o stĊĪeniach niebezpiecznych dla zdrowia i Īycia człowieka jest tlenek wĊgla, powstający na skutek niepełnego spalania. Dlatego pierwsze Ğrodki ochrony dróg oddechowych stosowane w górnictwie były ukierunkowane na neutralizacjĊ tego gazu.
Rozwój Ğrodków technicznych w górnictwie spowodował, Īe bezpieczeĔstwo poĪarowe znacznie wzrosło, jednak zagroĪenia poĪarowego nie udało siĊ całkowicie wyeliminowaü. Zmniejszenie kosztów wydobycia wĊgla wymaga zwiĊkszenia koncentracji eksploatacji, co z kolei pociąga za sobą koniecznoĞü stosowania jak najwiĊkszych wybiegów Ğcian. Zachowanie odpowiednio wysokiego bezpieczeĔstwa poĪarowego wymaga dostosowania Ğrodków ochrony poĪarowej do obecnej sytuacji organizacyjnej i technicznej.
2. Systemy telemetryczne w kopalniach
Podstawowym parametrem informującym o powstawaniu lub powstaniu poĪaru jest stĊĪenie tlenku wĊgla.
Jednym ze składników systemu bezpieczeĔstwa poĪarowego jest telemetryczny system pozyskiwania informacji odnoĞnie stopnia zagroĪenia poĪarem oraz połoĪenia ogniska poĪaru.
Systemy telemetryczne w kopalniach mają za zadanie:
1. pomiar parametrów fizycznych i chemicznych atmosfery kopalnianej. NajczĊĞciej mierzonymi parametrami są:
- stĊĪenie metanu, tlenku wĊgla, dwutlenku wĊgla oraz tlenu, - prĊdkoĞü punktowa powietrza w wyrobisku,
- temperatura powietrza,
- ciĞnienie oraz róĪnica ciĞnieĔ powietrza przed i za tamą, - wilgotnoĞü powietrza,
- zapylenie powietrza.
2. transmitowanie wyników pomiarów do centrali na powierzchni, 3. rejestrowanie i archiwizowanie danych,
4. wizualizacjĊ wyników pomiarów,
5. wyłączanie lokalne lub centralne (za pomocą powierzchniowej centrali telemetrycznej) dopływu energii elektrycznej do maszyn i urządzeĔ, które mogłyby zainicjowaü wybuch metanu.
6. informowanie lokalne, w miejscu zainstalowania miernika, o wartoĞciach mierzonego parametru.
7. alarmowanie lokalne (Ğwietlnie lub/i akustycznie) w przypadku przekroczenia dopuszczalnej wartoĞci parametru.
Przyrządem pomiarowym systemów telemetrycznych jest czujnik (sensor), który jest umieszczony w wyrobisku.
CzĊĞü informacji dostarczona przez system telemetryczny jest wykorzystywana w sposób automatyczny, do alarmowania oraz wyłączania energii elektrycznej. Zasadnicza czĊĞü informacji wymaga interpretacji słuĪb wentylacyjnych kopalĔ. a takĪe jest wykorzystywana do badaĔ
17
specjalistów z dziedzinie wentylacji oraz zwalczania zagroĪeĔ gazowych i poĪarowych.
PołoĪenie niektórych czujników jest okreĞlone w przepisach górniczych. Są to przede wszystkim czujniki metanu. Natomiast o połoĪeniu wiĊkszoĞci czujników decyduje główny inĪynier wentylacji. Do tej grupy naleĪą takĪe czujniki stĊĪenia tlenku wĊgla, dymu i temperatury. Odpowiednie rozmieszczenie tych czujników pozwala na pozyskanie informacji, które umoĪliwiają wykrycie poĪarów w zarodku, przede wszystkim egzogenicznych, a takĪe pozwalają na usprawnienie prowadzenia akcji ratowniczej i przeciwpoĪarowej.
3. Wykorzystanie informacji do okreĞlenia połoĪenia ogniska poĪaru
Najbardziej niebezpieczne poĪary egzogeniczne powstają w wyrobiskach doprowadzających powietrze do oddziałów wydobywczych oraz drąĪonych wyrobisk korytarzowych, czyli do miejsc pracy głównej czĊĞci załogi zatrudnionej w kopalni. Miejsca pracy mogą byü oddalone od szybu nawet o kilka kilometrów. PoniewaĪ poĪar moĪe powstaü w dowolnym miejscu, okreĞlenie połoĪenia ogniska poĪaru wymaga pewnego okresu czasu. NajczĊĞciej inicjałem do podjĊcia akcji ratowniczej jest pojawienie siĊ dymów w miejscu zatrudnienia załogi. Załoga przystĊpuje do akcji samoratowania siĊ bez znajomoĞci połoĪenia ogniska poĪaru. OkreĞlenie połoĪenia miejsca poĪaru, przynajmniej z dokładnoĞcią do jednej bocznicy wentylacyjnej, pozwala na znaczne usprawnienie akcji ratowniczej i gaĞniczej. W procesie okreĞlania połoĪenia ogniska poĪaru moĪe byü przyspieszone dziĊki odpowiedniemu rozmieszczeniu czujników systemu telemetrycznego, wykrywających produkty poĪaru.
Rysunek 1 przedstawia schemat kanoniczny kopalni, na którym uwidoczniono rozpływ powietrza w kopalni (strzałki), połoĪenie oddziałów wydobywczych (godła górnicze), numeracjĊ wĊzłów oraz miejsca lokalizacji czujników wykrywających poĪar (oznaczone czarnym punktem i literą C z cyfrą).
JeĪeli w sieci wentylacyjnej zainstalowano tylko jeden czujnik C1, w bocznicy 5–6, to po stwierdzeniu, Īe czujnik wykrywa produkty poĪaru, zdarzeniem pewnym jest, Īe ognisko poĪaru znajduje siĊ w jednej z bocznic, z których powietrze przepływa do bocznicy 5–6. Są to bocznice: 5–6 na odcinku od strony dopływu powietrza do czujnika C1, nastĊpnie bocznice 4–5, 3–4, 2–3 i 2–1, które tworzą zbiór Z1.
Jest równieĪ zdarzeniem pewnym, Īe strefą zagroĪoną jest lub bĊdzie objĊta załoga pracująca we wszystkich wyrobiskach wchodzących w skład bocznic, do których dopływa powietrze z bocznicy 5–6 oraz bocznica 5–6. Natomiast nie ma pewnoĞci odnoĞnie zagroĪenia pozostałej czĊĞci kopalni. Przykładowo poĪar w bocznicy 1–2, wchodzącej do zbioru Z1 powoduje zadymienie całej kopalni. Dalsze informacje pozwalające na uĞciĞlenie połoĪenia ogniska poĪaru kierownik akcji musiałby zdobywaü korzystając z łącznoĞci telefonicznej i łącznoĞci głoĞno mówiącej. Ten sposób zdobywania informacji jest jednak znacznie dłuĪszy.
Dalsze uĞciĞlenie informacji o połoĪeniu ogniska poĪaru moĪna takĪe uzyskaü stosując drugi czujnik. PrzyjĊto, Īe znajduje siĊ on w bocznicy 11–12 (rys. 1).
JeĪeli ten czujnik wykrywa produkty poĪaru, to ognisko musi znajdowaü siĊ w jednej z nastĊpujących bocznic: 11–12 w czĊĞci od strony dopływu powietrza, 4–11, 3–4, 2–3, 1–2, tworzących zbiór Z2.
Jednoczesne wykrycie produktów poĪaru przez czujniki C1 i C2 oznacza, Īe ognisko poĪaru musi znajdowaü siĊ w jednej z bocznic naleĪących jednoczeĞnie do zbioru Z1 i zbioru Z2, czyli
Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 40, 2011
w zbiorze Zi bĊdącym iloczynem zbiorów
W przypadku uzyskania takiej informacji po czujnika C2, kierownik akcji uzyskuje pewno
wyrobiskach wchodzących w skład bocznic, do których dopływa powietrze przepływaj bocznicĊ 3–4. Natomiast nie posiada pew
bocznicach.
Rysunek 1. Schemat kanoniczny przykładowej sieci wentylacyjnej ħródło: Opracowanie własne
Natomiast jeĪeli czujnik C2 nie wykrywa produktów po w bocznicach zbioru Z1, które nie wchodz
strony dopływu powietrza do czujnika C1 i bocznica 4 posiada pewnoĞü, Īe bĊdą
z bocznicy 5–6, w której umieszczono czujnik C1, oraz których nie dopływa powietrze z bocznicy 4
cym iloczynem zbiorów Z1 i Z2. Są to bocznice 3–4, 2–3, 1–2.
W przypadku uzyskania takiej informacji potwierdzającej dopływ produktów po czujnika C2, kierownik akcji uzyskuje pewnoĞü, Īe zagroĪona jest załoga we wszystkich
cych w skład bocznic, do których dopływa powietrze przepływaj 4. Natomiast nie posiada pewnoĞci co do stanu zagroĪenia poĪarem w
1. Schemat kanoniczny przykładowej sieci wentylacyjnej ródło: Opracowanie własne.
eli czujnik C2 nie wykrywa produktów poĪaru, ognisko poĪ które nie wchodzą do zbioru Zi. BĊdą to bocznice: 5–
strony dopływu powietrza do czujnika C1 i bocznica 4–5. W takim przypadku kierownik akcji Ċdą zadymione wszystkie bocznice, do których dopływa powietrze której umieszczono czujnik C1, oraz Īe nie zostaną zadymione bocznice, do których nie dopływa powietrze z bocznicy 4–5. Oznacza to, Īe ewakuacja pracują
cej dopływ produktów poĪaru do ona jest załoga we wszystkich cych w skład bocznic, do których dopływa powietrze przepływające przez Īarem w pozostałych
1. Schemat kanoniczny przykładowej sieci wentylacyjnej
aru, ognisko poĪaru znajduje siĊ –6 na odcinku od 5. W takim przypadku kierownik akcji zadymione wszystkie bocznice, do których dopływa powietrze zadymione bocznice, do e ewakuacja pracującej w bocznicy
19
5–6 załogi bĊdzie prowadzona w dymach do wĊzła 6, w przypadku poĪaru w bocznicy 5–6 lub do wĊzła 13 w przypadku poĪaru w bocznicy 4–5.
Obecnie w kopalniach stosuje siĊ w wiĊkszoĞci przypadków po jednym czujniku wykrywającym produkty poĪaru na oddział wydobywczy.
Sytuacja taka jest zobrazowana na przedstawionym schemacie stanowiącym rys. 1. MoĪliwe miejsca poĪaru w zaleĪnoĞci od moĪliwych, równoczesnych wskazaĔ czujników C1, C2, C3 oraz C4, zostały okreĞlone w tabeli 1. PrzyjĊto, Īe wszystkie czujniki są sprawne oraz, Īe od momentu zaistnienia poĪaru upłynął na tyle długi okres, Īe produkty poĪaru dopłynĊły do wszystkich czujników. W kolumnach „Czujnik” wartoĞü 1 oznacza, Īe dany czujnik wykrywa produkty poĪaru, a wartoĞü 0, Īe nie wykrywa.
Tabela 1. Moliwe połoenie ogniska poaru w zalenoci od wskaza czujników produktów poaru
Czujnik C1 Czujnik C2 Czujnik C3 Czujnik C4 Bocznice
z ogniskiem 1 1 1 1 1-2 1 0 0 0 5-5, 5-6 0 1 0 0 4-11, 11-12 1 1 0 0 4-3 0 0 1 0 15-16, 16-17 0 0 0 1 15-19, 19-20 0 0 1 1 14-15, 3-14, 2-14
ħródło: Opracowanie własne.
OkreĞlenie moĪliwego połoĪenia ogniska poĪaru z wykorzystaniem wskazaĔ czujników moĪna zautomatyzowaü dołączając do systemu telemetrycznego odpowiednie procedury wyznaczania zbiorów bocznic doprowadzających powietrze do bocznic z czujnikami i wyznaczania iloczynów i róĪnic tych zbiorów, bądĨ teĪ przeszukiwania odpowiednich, wczeĞniej przygotowanych tablic skonstruowanych na wzór tabeli 1.
W Politechnice ĝląskiej, Instytucie Mechaniki Górotworu PAN w Krakowie a takĪe w Politechnice Wrocławskiej [1, 2, 3] opracowano programy bazujące na komputerowych bazach danych opisujących sieü wentylacyjną kopalni, które słuĪą do wspomagania prowadzenia akcji ratowniczej. MoĪna w nich wykorzystaü informacje o rozpływie produktów poĪaru napływające z systemu telemetrycznego lub otrzymane telefonicznie.
4. Wykorzystanie informacji do skrócenia dróg ewakuacji załogi ze strefy zagroĪonej
Eksploatacja pokładów Ğcianami posiadającymi duĪe wybiegi stwarza problemy z opuszczeniem strefy zadymionej w nominalnym czasie działania Ğrodków ochrony dróg oddechowych, który najczĊĞciej wynosi 60 minut. NaleĪy wtedy okreĞliü moĪliwoĞci wydłuĪenia czasu przebywania w strefie zadymienia oraz moĪliwoĞci skrócenia dróg ucieczkowych. WydłuĪenie moĪliwoĞci przebywania w strefie zadymionej realizuje siĊ najczĊĞciej przez wymianĊ osobistych Ğrodków ochrony dróg oddechowych w odpowiednich stacjach wymiany tych Ğrodków. Natomiast skracanie dróg ucieczkowych osiąga siĊ przez wykonanie dodatkowych wyrobisk. W niniejszym artykule zwrócono uwagĊ na moĪliwoĞü wykorzystania do tego celu
Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 40, 2011
informacji uzyskiwanych za pomoc
Na rysunku 2 przedstawiono układ wyrobisk, który miał miejsce w jednej z ĝciana Z-1 posiadała wybieg ponad 3000 m oraz długo
prowadzona była chodnikiem pod poziomie 400 m. Rejon Ğciany Z znajdował siĊ na poziomie 565
było do krótkiego chodnika głównego, a nast kierowany był do chodnika Z
te połączone były przecinkami. Przecinki były otamowane, z wyj bezpoĞrednio przed Ğcianą. Powietrze
wĊzła 3 znajdującego siĊ w chodniku Z
ħródło: Opracowanie własne Drugi wlot powietrza Ğ ĞwieĪe dopływało od wĊzła 5 do w do wĊzła 3, gdzie łączyło si prądy płynĊły w kierunku Ğciany Z Po przewietrzeniu Ğciany
Z-informacji uzyskiwanych za pomocą systemów telemetrycznych.
Na rysunku 2 przedstawiono układ wyrobisk, który miał miejsce w jednej z
1 posiadała wybieg ponad 3000 m oraz długoĞü około 230 m. Odstawa urobku ze rowadzona była chodnikiem podĞcianowym Z-1, a dalej chodnikiem M-2 do przekopu na
Ğciany Z-1 posiadał dwa wloty powietrza ĞwieĪego. Pierwszy (w na poziomie 565 m. Powietrze ĞwieĪe z przekopu na poziomie 565 do krótkiego chodnika głównego, a nastĊpnie do pochylni Z-2. W wĊĨle 2 pr kierowany był do chodnika Z-2, który był wyrobiskiem równoległym do chodnika Z
czone były przecinkami. Przecinki były otamowane, z wyjątkiem znajduj ą. Powietrze ĞwieĪe z chodnika Z-2 kierowane było t
chodniku Z-1.
Rysunek 2. Schemat rejonu ciany Z-1 ródło: Opracowanie własne.
Drugi wlot powietrza ĞwieĪego znajdował siĊ w przekopie na poziomie 400 m. Powietrze Ċzła 5 do wĊzła 4 chodnikiem M-2, a nastĊpnie od wĊzła 4 chodnikiem Z czyło siĊ z powietrzem dopływającym od strony chodnika Z
ły w kierunkuĞciany Z-1.
-1 powietrze zuĪyte odprowadzano chodnikiem nadĞcianowym Z polskich kopalĔ. m. Odstawa urobku zeĞciany 2 do przekopu na ego. Pierwszy (wĊzeł nr 1) przekopu na poziomie 565 m kierowane
ĊĨle 2 prąd powietrza 2, który był wyrobiskiem równoległym do chodnika Z-1. Chodniki
iem znajdującej siĊ 2 kierowane było tą przecinką do
w przekopie na poziomie 400 m. Powietrze zła 4 chodnikiem Z-1 cym od strony chodnika Z-2. Połączone
21
wĊzła 6 i dalej chodnikiem M-1 do wĊzła 7, znajdującego siĊ na poziomie 250 m, na połączeniu przekopu I i przekopu II, a stamtąd do szybu wentylacyjnego.
DrogĊ ucieczkową wyznaczoną dla załogi pracującej w chodniku Z-1 w pobliĪu wĊzła 4 stanowi ciąg wyrobisk: chodnik Z-1, Ğciana Z-1, chodnik nadĞcianowy Z-1, chodnik M-1, przekop II do wĊzła 8. Drogi tej nie moĪna było przejĞü w dymach z uĪyciem tylko jednego aparatu ochrony dróg oddechowych i musiały istnieü dwie stacje aparatów rezerwowych.
W niniejszym artykule przedstawiono, Īe stan bezpieczeĔstwa poĪarowego przy takim układzie wyrobisk znacznie siĊ poprawi, jeĪeli zostanie wykorzystany automatyczny system pomiarowy, pozwalający na uĞciĞlenie informacji o połoĪeniu poĪaru. MoĪna wtedy w pełni wykorzystaü właĞciwoĞci układu wyrobisk przedstawionego na rysunku 2.
NajwiĊksze prawdopodobieĔstwo powstania poĪaru wystĊpuje w wyrobiskach z odstawą taĞmową urobku. JeĪeli poĪar powstanie w przekopie na poziomie 400 m lub w chodniku M-2 to fakt ten moĪna ustaliü za pomocą czujnika C-1 zlokalizowanego w chodniku M-2 (w pobliĪu wĊzła 4), czujnika C2 w chodniku Z-1 oraz czujnika C3 w pochylni Z-2. Czujniki C1 i C2 wykaĪą istnienie poĪaru, a C3 nie wykaĪe. Załoga pracująca w chodniku M-2 moĪe przejĞü do wĊzła 4, gdzie dopływa powietrze ĞwieĪe od strony pochylni Z-2.
Górnicy pracujący w chodniku Z-1 mogą przejĞü przecinkami do chodnika Z-2, którym dopływa powietrze niezadymione.
Górnicy pracujący w chodniku Z-1 na odcinku od wĊzła 3 do Ğciany oraz pracujący w Ğcianie mogą udaü siĊ do chodnika Z-1, a nastĊpnie Z-2. Warunkiem koniecznym jest przekazanie im informacji, Īe przechodząc pod prąd powietrza zadymionego w chodniku Z-1 nie dojdą do ogniska. WiadomoĞü taką dyspozytor moĪe przekazaü górnikom pracującym w Ğcianie za pomocą łącznoĞci głoĞno mówiącej. W przeciwnym przypadku omawiana grupa załogi skieruje siĊ do chodnika nadĞcianowego Z-1. W chodniku nadĞcianowym Z-1 górnicy muszą wymieniü Ğrodki ochrony dróg oddechowych w stacji aparatów rezerwowych i skierowaü siĊ do wĊzła 6. Stacja aparatów rezerwowych powinna byü zlokalizowana w takim miejscu, Īe czas przejĞcia od wĊzła 3 przez ĞcianĊ do stacji oraz czas przejĞcia od stacji do wĊzła 8 lub wĊzła 4 jest mniejszy od nominalnego czasu działania Ğrodków ochrony dróg oddechowych.
Z wĊzła 6 załoga moĪe udaü siĊ do wĊzła 8 lub 4.
PrzejĞcie w kierunku wĊzła 4 moĪe byü korzystniejsze niĪ przejĞcie do wĊzła 8. Decyzja taka moĪe byü podjĊta po upewnieniu siĊ, Īe moĪliwe jest przejĞcie przez wĊzeł 4. PewnoĞü taką uzyska siĊ, gdy temperatura w wĊĨle nie bĊdzie zbyt wysoka. InformacjĊ o niej moĪna uzyskaü za pomocą czujnika temperatury CT1 zlokalizowanego w wĊĨle 4 lub w pochylni Z-1, w niewielkim oddaleniu do tego wĊzła. Przekazanie załodze informacji o przejĞciu w kierunku wĊzła 4 moĪna odbyü siĊ akustycznie (łącznoĞcią głoĞnomówiącą lub przez włączenie sygnalizatora dĨwiĊkowego w pochylni Z-1) lub optycznie (przez zapalenie transparentu informacyjnego) lub obydwoma sposobami łącznie. Brak takiej informacji jest jednoznaczny z koniecznoĞcią ewakuacji załogi do wĊzła 8.
Ognisko poĪaru w chodniku Z-1 zlokalizowaü moĪna na podstawie wskazaĔ czujnika C2 umieszczonego w chodniku Z-1 w pobliĪu wĊzła 4, czujnika C6 w chodniku Z-1 umieszczonego w pobliĪu wĊzła 3 oraz czujnika C5 umieszczonego w pobliĪu wĊzła 3 w przecince łączącej chodniki Z-2 i Z-1. JeĪeli tylko czujnik C6 umieszczony w chodniku Z-1 w pobliĪu wĊzła 3 wykaĪe produkty poĪaru, a czujniki C2 i C6 nie wykaĪą ich, to ognisko poĪaru znajduje siĊ w chodniku Z-1, na odcinku pomiĊdzy wĊzłami 4 i 3. Wycofywanie załogi bĊdzie prowadzone
Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 40, 2011
podobnie jak w poprzednio rozwaĪanych przypadkach, z tym Īe do wĊzła 6 bĊdzie dopływało powietrze niezadymione. Ewakuacja załogi w Ğcianie pod prąd zadymionego powietrza jest moĪliwa tylko wtedy, gdy wĊzeł 3 jest droĪny i gdy taka informacja zostanie przekazana załodze. O droĪnoĞci wĊzła 3 bĊdzie decydowała zmierzona temperatura czujnikiem temperatury CT2.
PoĪar na odcinku chodnika Z-1 pomiĊdzy wĊzłem 3 i wlotem do Ğciany wymusza ewakuacjĊ załogi przez ĞcianĊ, do chodnika nadĞcianowego Z-1 i dalej do wĊzła 6, do którego dopływa powietrze niezadymione.
PoĪar w pozostałych wyrobiskach powietrza ĞwieĪego jest znacznie mniej prawdopodobny. W przypadku poĪaru w chodniku głównym na poziomie 565 m lub pochylni Z-2 na odcinku do skrzyĪowania z chodnikiem Z-2, zostaną stwierdzone produkty poĪaru czujnikami C4, C3, C2, C5 i C6. Powietrze zadymione dopływaü bĊdzie do chodnika Z-2 i do chodnika Z-1, a nastĊpnie do Ğciany Z-1. Załoga z chodnika Z-1 oraz dolnego odcinka Ğciany moĪe siĊ ewakuowaü do chodnika M-2 idąc w kierunku przeciwnym do przepływu zadymionego powietrza. MoĪe to jednak uczyniü po otrzymaniu informacji o takiej moĪliwoĞci ewakuacji. Załoga z górnego odcinka Ğciany powinna opuszczaü miejsca pracy drogą ucieczkową do wĊzła 8 lub w wĊĨle 6 skierowaü siĊ do wĊzła 4. Warunkiem wyboru drogi ewakuacyjnej do wĊzła 4 jest droĪnoĞü tego wĊzła, co moĪna stwierdziü na podstawie wskazaĔ czujnika CT1.
JeĪeli ognisko poĪaru powstanie w chodniku Z-2, to produkty poĪaru zostaną stwierdzone jedynie czujnikiem C5. Ewakuacja załogi powinna siĊ odbywaü tymi samymi wyrobiskami jak w przypadku poprzednim. Do wĊzła 6 dopływaü bĊdzie powietrze niezadymione.
PoĪar w pochylni Z-2 na odcinku pomiĊdzy chodnikami Z-2 i Z-1 spowoduje zadymienie chodnika Z-1 poczynając od wĊzła 4. Produkty poĪaru zostaną wykryte czujnikami C3, C2 i C6. EwakuacjĊ załogi naleĪy przeprowadziü tak jak w przypadku poĪaru w chodniku M-2.
Z przeprowadzonej analizy wynika, Īe skracanie dróg ewakuacji załogi dziĊki przejĞciu pod dymy jest moĪliwe jedynie wtedy, gdy natychmiast po powstaniu poĪaru zostanie okreĞlone połoĪenie ogniska oraz załodze zostanie przekazana informacja o moĪliwoĞci przejĞcia pod dym. Taki przepływ informacji wymaga automatyzacji okreĞlania ogniska poĪaru oraz budowy niezawodnego systemu przekazywania informacji załodze w znacznym stopniu zautomatyzowanego.
5. Podsumowanie
Informacja w przypadku wystąpienia poĪaru w kopalni ma istotne znaczenie dla akcji ratowania załogi i akcji przeciwpoĪarowej. Najszybszą i najłatwiej przetwarzalną informacjĊ o zaistnieniu poĪaru w kopalni dostarczają automatyczne systemy telemetryczne. Obecnie informacja taka jest odczytywana przez osobĊ dozorującą działanie systemu i w początkowej akcji ratowniczej przetwarzana jest przez nią, a w póĨniejszym czasie przez kierownika akcji ratowniczej i powołany przez niego sztab akcji. Wprowadzenie do systemów telemetrycznych odpowiednich procedur pozwalających na Ğledzenie rozpływu powietrza w wyrobiskach, pozwoliłoby na automatyczne okreĞlenie zbioru bocznic, w których moĪe wystĊpowaü poĪar. ZwiĊkszenie liczby czujników i odpowiednie ich rozmieszczenie pozwoliłoby na znaczne ograniczenie liczebnoĞci takiego zbioru.
Warunki ekonomiczne wymuszają stosowanie eksploatacji Ğcianami o znacznych wybiegach, przekraczających nawet 3000 m. Akcja ratowania załogi w takich warunkach jest bardzo trudna. Obecnie zwraca siĊ w głównej mierze uwagĊ na Ğrodki pozwalające przedłuĪyü czas przebywania
23
załogi w strefie zadymionej lub na skracanie dróg ucieczkowych przez stosowanie dodatkowych wyrobisk. W przedstawionym artykule udowodniono, Īe na skrócenie czasu przebywania załogi w strefie zadymienia w znacznej mierze moĪe wpłynąü informacja otrzymywana z systemów telemetrycznych. Wymagane jest jednak przesyłanie informacji od kierownika akcji do ratującej siĊ załogi. Informacja taka moĪe byü generowana przez odpowiednio skonstruowany system telemetryczny.
%LEOLRJUDILD
[1] Badura H. Rozkoszek F., Zastosowanie techniki komputerowej do wspomagania decyzji w czasie prowadzenia akcji poarowej, Przegląd Górniczy nr 5, 1996.
[2] DziurzyĔski W, Pałka T., Komputerowy system monitoringu zagroenia poarowego i wyznaczania dróg ucieczkowych w warunkach poaru w kopalni podziemnej, PAN Kraków, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, Studia, Rozprawy, Monografie, nr 97, Kraków 2001.
[3] Rosiek F. i in., Komputerowa wizualizacja strefy zagroonej zadymieniem na mapie wyrobisk górniczych, Szkoła Aerologii Górniczej, Zakopane 1999.
[4] Rozporzdzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 w sprawie bezpieczestwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpoarowego w podziemnych zakładach górniczych, Dz.U. nr 139, poz. 1169, 2002. THE IMPORTANCE OF INFORMATION FOR FIRE SAFETY AT COAL MINES
Summary
The paper discusses types of underground fires and basic functions of telemetric systems used at Polish coal mines. The presented case studies exemplify the possibil-ities of using the information concerning physical and chemical parameters of the mine atmosphere provided by telemetric systems, for establishing the fire focus at headings and thus increasing the safety of the process of withdrawing miners from smoke zones. The paper points out to the necessity of automatic processing of infor-mation received from telemetric systems and relaying the inforinfor-mation to the endangered miners.
Keywords: underground fires, telemetric systems, fire focus, safety roads
Henryk Badura
Instytut Eksploatacji ZłóĪ Wydział Górnictwa i Geologii Politechnika ĝląska
ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice e-mail: henryk.badura@polsl.pl
Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 40, 2011
