___________________________________________________________________________
Podejmowanie działań profilaktycznych
zagrożenia gazowego w aspekcie propozycji
wskaźnika „klas emanacyjności”
Stanisław Nawrat1), Sebastian Napieraj1),Krzysztof Soroko2),Sebastian Gola2) 1)
AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica, Kraków 2)
KGHM Polska Miedź S.A. O/ZG „Polkowice-Sieroszowice”
Streszczenie
W O/ZG „Polkowice-Sieroszowice” występuje potencjalne zagrożenie gazami szkodliwymi dla zdrowia, w tym siarkowodoru, w dwóch oddziałach górniczych poziomu złoża rudy miedzi i w złożu soli kamiennej. W oddziałach tych podejmuje się szereg działań profilaktycznych dla zapewnienia bezpieczeństwa załodze górniczej. Jednakże możliwość potencjalnego zagro-żenia gazowego może wystąpić we wszystkich oddziałach górniczych, prowadzonych eksplo-atację na głębokościach przekraczających 1000 m. p.p.m. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń, w kopalni funkcjonują procedury postępowania na wypadek wystąpienia zagro-żenia gazowego i zjawisk gazogeodynamicznych, zabezpieczające załogę dołową. Niemniej jednak, uwzględniając cechy występujących zjawisk, dotychczas nie opracowano miernika określającego stopień niebezpieczeństwa występującego zagrożenia, który mógłby dodatko-wo wskazywać zakres i kolejność podejmowanych działań profilaktycznych. W artykule przedstawiono propozycję nowego wskaźnika, którego wyznaczane wartości mogłyby warun-kować kolejność określonych działań profilaktycznych.
Słowa kluczowe:wskaźnik zagrożenia, zagrożenie gazowe, złoże rud miedzi, siarkowodór, profilaktyka gazowa
Taking prevention measures against gases hazards
in the aspect of effluence rate index
Abstract
In “Polkowice-Sieroszowice” mine there is a potential hazard of health harmful gases, sulfide hydrogen among others, at two mining sections of the cooper ore deposit level and in rock salt deposit. In this mining sections many prevention measures are taken to ensure miners safety. However, the possibility of potential gases hazard can occur in all mining sections excavating at the depths exceeding 1000 m b.s.l. Based on gathered experience in the mine function procedures of acting in case of gases and gas-geodynamic hazard occurrence pro-tecting the underground staff. Nevertheless, taking into consideration features of the occurring phenomenon so far there has not been elaborated any way/measure to define the rate of danger of the occurring hazard, which could additionally show the range and sequence of the prevention measures taken. In the article a proposal of a new index is shown, which defined values could condition sequence of specific prevention measures.
Wprowadzenie
Kopalnia „Polkowice-Sieroszowice”, należąca do KGHM Polska Miedź S.A., od kilku lat prowadzi eksploatację złoża rud miedzi przy występowaniu gazów szkodliwych dla zdrowia pochodzenia naturalnego. Mieszaninę stwierdzanych gazów stanowią przede wszystkim węglowodory i merkaptany, ale o zagrożeniu gazowym decydują głównie stężenia współwystępującego siarkowodoru. Cechy występujących zjawisk gazowych oraz wielkości stwierdzanych stężeń siarkowodoru postawiły kierownictwo kopalni przed trudnymi problemami prowadzenia wydobycia, przy występowaniu całkowicie nowego i niebezpiecznego zagrożenia naturalnego, o skali nieznanej nawet w górnictwie światowym.
Od roku 2008, tj. od czasu, gdy miały miejsce stwierdzenia pierwszych przekro-czeń dopuszczalnych stężeń siarkowodoru, służby kopalni poszukują nowych metod i rozwiązań technicznych identyfikacji występujących zjawisk oraz skutecznej likwi-dacji zagrożenia. Zdobyte w ostatnich latach doświadczenie w analizowaniu wystę-pujących zjawisk gazowych pozwoliło na opracowanie szeregu działań umożliwiają-cych prowadzenie eksploatacji złoża rud miedzi przy zapewnieniu bezpieczeństwa załogom górniczym. Pomimo że do dziś nie dopracowano się teorii jednoznacznie wskazującej na pochodzenie siarkowodoru oraz opisującej mechanizm jego wydzie-lania do wolnej przestrzeni wyrobisk, to opracowane przez kopalnię działania profi-laktyczne skutecznie zabezpieczają załogę dołową, czego potwierdzeniem jest brak w ostatnich latach jakichkolwiek zdarzeń wypadkowych, spowodowanych zagroże-niem gazowym.
Istotnego znaczenia w weryfikacji skuteczności prowadzonej profilaktyki zagro-żenia gazowego nabiera sposób oceny poziomu występującego zagrozagro-żenia w wyro-biskach. Aktualnie, w odniesieniu do gazów szkodliwych, obowiązujące przepisy [3, 4] odnoszą się jedynie do określenia dopuszczalnych stężeń poszczególnych gazów w wyrobiskach. Brakuje natomiast regulacji prawnych wskazujących poziom czy też skalę występującego zagrożenia w danym rejonie eksploatacyjnym lub wy-robisku, co w przypadku kopalń rud miedzi, przy każdym lokalnym stwierdzeniu przekroczenia 7 ppm stężenia siarkowodoru, może błędnie skutkować narzuceniem działań profilaktycznych, jak dla realnie występującego naturalnego zagrożenia ga-zowego.
W niniejszym artykule przedstawiono propozycję ruchowej metody określenia wymiaru występującego zagrożenia, w aspekcie oceny wartości tzw. wskaźnika emanacyjności oraz podejmowanych na tej podstawie kolejności działań profilak-tycznych.
1. Zagrożenie gazowe w oddziałach górniczych kopalni Polkowice-Sieroszowice
Aktualnie przyjmuje się, że w kopalni Polkowice-Sieroszowice zagrożenie gazami szkodliwymi dla zdrowia, w tym siarkowodorem, występuje w dwóch oddziałach prowadzących eksploatację złoża rud miedzi, a mianowicie G-62 i G-63.
W oddziale G-62 pierwsze objawy występowania gazów szkodliwych dla zdrowia pochodzenia naturalnego, a głównie siarkowodoru, odnotowano na początku 2008 r., po rozpoczęciu likwidacji pierwszego pasa przestrzeni wybranej nowo otwartego piętra F3 oddziału górniczego G-62. Piętro F3 znajdowało się na głębokościach od 1080 m do 1100 m i w 2011 r. zakończono w nim eksploatację. Obecnie oddział
G-62 prowadzi roboty eksploatacyjne w piętrze F4, usytuowanym równolegle wzdłuż przylegającego piętra F3. Podczas prowadzenia eksploatacji w obecnym piętrze F4 stężenia siarkowodoru o wartościach sporadycznie przekraczających dopuszczalne stwierdza się przede wszystkim w wolnych przekrojach wyrobisk, w przestrzeni zro-bowej lub podczas prowadzenia likwidacji filarów podporowych. Stwierdzane ema-nacje nie stanowią jednak zagrożenia dla załogi dołowej. Jednakże pomimo względ-nego braku przejawów gazowych w piętrze F4, mogących stanowić niebezpieczeń-stwo dla załogi, to w niniejszym oddziale nadal obowiązuje bezwzględny nakaz sto-sowania środków ochrony indywidualnej, a także podejmowane są profilaktyczne działania zabezpieczające przed możliwością wystąpienia zagrożenia.
Drugim oddziałem górniczym, w którym stwierdzono emanacje siarkowodoru, jest oddział G-63. Pierwsze występowania stężeń tego gazu przekraczających war-tości dopuszczalne w przekrojach wyrobisk stwierdzono w piętrze F3W. Piętro F3W zlokalizowane jest na głębokościach od 1089 m do 1130 m. Uruchomienie piętra nastąpiło w roku 2009. Obecnie, ze względu na uwarunkowania geologiczno-górnicze, w niniejszym piętrze nie prowadzi się żadnych robót eksploatacyjnych. Natomiast wymieniony oddział prowadzi wydobycie w piętrach F1W i F2W, w któ-rych sukcesywnie stwierdzane są emanacje gazowe, powodujące lokalnie przekro-czenia wartości dopuszczalnych stężeń siarkowodoru. Tak jak w przypadku oddziału G-62, w obu piętrach oddziału G-63 obowiązuje bezwzględny nakaz stosowania środków ochrony indywidualnej i prowadzi się szereg działań profilaktycznych.
Uwzględniając cechy zjawisk gazowych, a także odmienne warunki geologiczno--górnicze wymienionych oddziałów G-62 i G-63, uznawanych za „gazowe”, trudno jednoznacznie sprecyzować i określić stan występującego zagrożenia w przestrze-niach roboczych ich frontów eksploatacyjnych. Dla przykładu, występujące emana-cje siarkowodoru w przestrzeni roboczej lub też przestrzeni zrobowej w każdym z pięter wymienionych oddziałów (rys. 1, 2), o ile lokalnie mogą stanowić zagroże-nie, o tyle w odniesieniu do całego piętra niekoniecznie wskazują na wzrost zagro-żenia gazowego, wymagającego przerwania robót i wycofania załogi, bądź podej-mowania kosztowych i czasochłonnych działań profilaktycznych [2]. Natomiast w wielu przypadkach podjęcie wyłącznie odpowiednich działań wentylacyjnych umożliwia całkowitą eliminację zagrożenia.
Rys. 2. Rozkład zagrożenia gazowego w wyrobiskach oddziału G-63
2. Identyfikacja cech występujących zjawisk
Na podstawie dotychczasowych doświadczeń rozpoznawania zjawisk gazowych występujących w oddziałach G-62 i G-63 można stwierdzić, że główną cechą wystę-pującego zagrożenia są emanacje gazowe, odznaczające się znaczną „dynamiką” występujących objawów, zarówno w odniesieniu do miejsca występowania, jak i prędkości zmian w czasie wartości stwierdzanych stężeń.
Pod pojęciem „dynamiki” w odniesieniu do miejsca występowania w przestrzeni roboczej frontu eksploatacyjnego należy rozumieć objawy, których czas trwania w zlokalizowanym miejscu może wynosić od kilku minut do kilkunastu godzin, po czym objaw samoistnie zanika lub następuje jego przemieszczenie w płaszczyźnie stropu. Natomiast „dynamiką” zmian wartości stwierdzanych stężeń określa się czas od kilku do kilkunastu sekund, w trakcie których występuje szybki przyrost stężenia gazów od wartości kilku ppm do stężeń kilkakrotnie przekraczających wartości do-puszczalne, po czym następuje całkowite oczyszczenie atmosfery kopalnianej. Na-tomiast ze względu na bardzo powolny wypływ gazu, występujący zazwyczaj ze znacznej powierzchni odsłoniętego stropu, lokalizacja takiego objawu gazowego jest bardzo trudna, zaś jego potwierdzenie odbywa się wyłącznie poprzez pomiar zmiany składu chemicznego powietrza. Dlatego też stwierdzane w wymienionych oddzia-łach górniczych zjawiska gazowe nazwano emanacjami. Jednakże do chwili obecnej w żadnym z wymienionych oddziałów nie stwierdzono „dynamiki” zjawisk gazowych w sensie ich przebiegu oraz skutków, mogących wskazywać na zagrożenie zjawi-skami gazogeodynamicznymi.
W wyżej wymienionych zagrożonych oddziałach sporadycznie stwierdza się rów-nież długotrwałe objawy gazowe, występujące przez cały okres funkcjonowania danego wyrobiska. Występują one zazwyczaj w wyniku odsłonięcia warstw anhydry-towych, co może mieć miejsce przy samoistnych obwałach węglanowych skał stro-powych, lub przerwania ich ciągłości w efekcie prowadzonej likwidacji przestrzeni zrobowej, czy też konieczności wykonania wyłomów technologicznych.
Głównymi czynnikami decydującymi o występowaniu emanacji gazowych w od-działach G-62 i G-63 kopalni Polkowice-Sieroszowice są:
b) miąższość tzw. półki dolomitycznej oddzielającej strop drążonych wyrobisk od spągu warstw anhydrytowych;
c) rodzaj i geometria stosowanego systemu eksploatacji, a głównie: długość frontu,
liczba pasów otwarcia,
wysokość furty eksploatacyjnej,
sposób likwidacji przestrzeni wybranej, tj. ugięcie stropu czy ugięcie stropu z wypełnieniem skałą płonną;
d) prędkość postępu frontów eksploatacyjnych i prowadzenia likwidacji przestrzeni wybranej, a przede wszystkim wstrzymanie likwidacji w stosunku do rozcięcia złoża wyrobiskami eksploatacyjnymi, czy znaczna różnica w prędkościach linii rozcięcia złoża i linii prowadzonej likwidacji;
e) wartości potencjałów aerodynamicznych, które w danym piętrze zależą od: zastosowanego systemu wentylacji,
wydatku powietrza doprowadzonego do przewietrzania frontu eksploatacyj-nego,
przekrojów poprzecznych wyrobisk doprowadzających i odprowadzających powietrze z frontu,
nachylenia frontu eksploatacyjnego,
odległości frontu eksploatacyjnego od szybów wdechowych i wydechowych, zmian wartości ciśnienia atmosferycznego,
typów, liczby i sposobów zabudowy regulatorów rozpływu powietrza na fron-cie eksploatacyjnym.
Współdziałanie powyższych czynników powoduje, że przy obecnie stosowanych systemach eksploatacji stwierdzane objawy gazowe w zagrożonych oddziałach górniczych występują przeważnie w samych strefach zrobowych lub pasach przy-zrobowych.
3. Działania profilaktyczne przy zwalczaniu zagrożenia gazowego
Wykorzystując doświadczenia z obserwacji występujących emanacji gazów szkodli-wych, głównie siarkowodoru, w wyrobiskach oddziałów G-62 i G-63, kopalnia Polkowice-Sieroszowice dopracowała się własnych metod skutecznego zwalczania zagrożenia. Stosowana profilaktyka przeciwgazowa polega głównie na podejmowa-niu działań w zakresie:
a) ochrony pracowników poprzez:
bezwzględne używanie środków ochrony indywidualnej,
wyposażanie w indywidualne przyrządy elektroniczne do pomiaru siarkowodoru, wyznaczanie i oznakowanie stref niebezpiecznych,
oznakowanie dróg ucieczkowych,
wydzielanie wyrobisk z zakazem ruchu ludzi i maszyn, na tzw. tunele wenty-lacyjne,
specjalnie opracowane procedury postępowania, prowadzenie szkoleń;
b) stosowanego systemu wentylacji przy uwzględnieniu:
doprowadzania odpowiednich wydatków powietrza do frontów eksploatacyj-nych zagrożoeksploatacyj-nych oddziałów,
lokalnego zintensyfikowania przepływu powietrza przy zastosowaniu wentyla-torów wolnostrumieniowych,
izolowania zrobów od wyrobisk transportujących powietrze; c) rozwiązań technicznych polegających na:
szczelnym tamowaniu przestrzeni ze stwierdzonymi emanacjami, doszczelnieniu górotworu i tam środkami chemicznymi,
wypełnianiu szczelin w warstwach stropowych odpowiednimi pianami,
drenowaniu stwierdzonych długotrwałych źródeł i odprowadzaniu gazu ruro-ciągami,
redukcji gazów szkodliwych bezpośrednio w wyrobiskach; d) stosowanej technologii eksploatacji głównie przez:
zmniejszenie szerokości otwarcia przestrzeni roboczej frontów eksploatacyj-nych,
prowadzenie eksploatacji w poprzek rozciągłości złoża, zwiększenie wymiarów filarów podporowych,
utrzymywanie odpowiednich przekrojów wyrobisk transportujących powietrze, stosowanie klejowej obudowy kotwowej,
wyłączanie wyrobisk z likwidacji lub wykonywanie likwidacji zrobów bez pod-sadzania skałą płonną, w celu pozostawienia wyrobisk do odprowadzania ga-zów ze stwierdzonych emanacji.
Aktualnie w wymienionych oddziałach „gazowych” szereg z powyższych działań profilaktycznych jest niezwłocznie podejmowanych w przypadku stwierdzenia w danym wyrobisku stężenia siarkowodoru. Co w wielu przypadkach nie jest uza-sadnione, powodując znaczne utrudnienia w prowadzeniu robót eksploatacyjnych oraz niejednokrotnie staje w sprzeczności z podejmowanymi działaniami profilaktyki realizowanej w zwalczaniu innych zagrożeń naturalnych.
4. Propozycja ruchowej metody oceny poziomu zagrożenia gazami szkodliwymi przestrzeni roboczej frontu eksploatacyjnego
Obecnie obowiązujące zapisy w przepisach górniczych [3, 4] nie regulują kwestii określania czy też definiowania poziomu zagrożenia frontu eksploatacyjnego przy występowaniu gazów szkodliwych pochodzenia naturalnego, w tym siarkowodoru, w kopalniach rud miedzi, niż podanie wartości najwyższego dopuszczalnego stęże-nia (NDS), czy też najwyższego dopuszczalnego stężestęże-nia chwilowego (NDSCH), mierzonego w wyrobisku. Z chwilą przekroczenia dopuszczalnych wielkości, w myśl obowiązujących zapisów, wyrobisko otamowuje się, niezwłocznie wycofuje się ludzi, a wejście do zagrożonego wyrobiska zabezpiecza się [3]. W miejscach tych można wykonywać wyłącznie prace z zakresu ratownictwa górniczego i przeciwpożarowego.
Uwzględniając warunki geologiczno-górnicze oraz cechy zjawisk gazowych wy-stępujących w oddziałach górniczych kopalni Polkowice-Sieroszowice, zapisy obo-wiązujących aktów prawnych nie uściślają sposobów postępowania przy lokalnie stwierdzanych przekroczeniach dopuszczalnych stężeń gazów, które dla przestrzeni roboczej frontu, stanowiącego kilka czynnych pasów i kilkadziesiąt komór, lub też w przekroju poprzecznym danego wyrobiska, nie stanowią żadnego zagrożenia dla załogi dołowej. Brak szczegółowych uregulowań prawnych, w sytuacjach mierzo-nych stężeń gazów szkodliwych, powoduje znaczne utrudnienia decyzyjne w pro-wadzeniu ruchu. W aspekcie stwierdzanych zjawisk gazowych, trudne jest również
przeprowadzenie obiektywnej oceny stanu wstępującego zagrożenia oraz uznania danego piętra albo całego oddziału za „gazowy”.
4.1. Wskaźnik emanacyjności
Wobec powyższego, dotychczasowe doświadczenie kopalni Polkowice- -Sieroszowice w rozpoznawaniu zagrożenia i opanowywaniu zjawiska gazowego w przedmiotowych oddziałach pozwala na opracowanie ruchowej metody oceny wymiaru zagrożenia gazowego na froncie eksploatacyjnym lub w danym wyrobisku. W tym celu, w sytuacji stwierdzenia występowania w atmosferę kopalnianej gazów szkodliwych dla zdrowia, proponuje się dokonanie oceny zagrożenia przy wyzna-czeniu tzw. wskaźnika emanacyjności, określonego zależnością:
Ɛ
=
∙
∑
∙
(
+
)
(1)gdzie:
i – liczba wyrobisk ze źródłami gazów szkodliwych,
Qi – wydatek powietrza w i-tym wyrobisku za źródłem gazu szkodliwego, m 3
/min, ni – lokalne stężenie gazu szkodliwego za i-tym źródłem emanacji, ppm,
Qc – wydatek całkowity powietrza doprowadzanego do rejonu robót górniczych,
m3/min,
QR – rezerwowy wydatek powietrza, który dodatkowo można doprowadzić w rejon
robót górniczych, m3/min,
(w związku z praktycznym zastosowaniem „wskaźnika emanacyjności” wydatek
powietrza przedstawia się w m3/min)
w – współczynnik zamiany, 1/ppm.
Pod pojęciem „wydatek całkowity” należy rozumieć wartość wydatku powietrza prądu rejonowego, doprowadzanego do danego frontu eksploatacyjnego. Natomiast pojęcie „wydatek rezerwowy powietrza” definiuje wartość wydatku powietrza, który w przypadku sytuacji awaryjnej, np. zdarzenia gazowego, może być dodatkowo doprowadzony na front eksploatacyjny lub do danego wyrobiska. Wydatek rezerwo-wy uzyskuje się poprzez specjalnie do tego celu zabudowany w sieci wentylacyjnej układ regulatorów dodatnich i ujemnych powietrza lub wykorzystuje się do tego celu istniejące w oddziale urządzenia wentylacyjne. Jednakże uwarunkowania kopalnia-nej sieci wentylacyjkopalnia-nej nie zawsze umożliwiają uzyskanie dodatkowego wydatku rezerwowego dla każdego oddziału górniczego.
4.2. Klasy emanacyjności
Na podstawie danych pomiarowych, do oceny stanu poziomu zagrożenia gazami szkodliwymi pochodzenia naturalnego dla zdrowia, w tym siarkowodoru, proponuje się wprowadzenie trzech „klas emanacyjności” źródła gazu szkodliwego w zależno-ści od wartozależno-ści „wskaźnika emanacyjnozależno-ści”, które przedstawiono w tabeli 1:
Tabela 1. Klasy emanacyjności
I klasa emanacyjności
gdy:
Ɛp NDS
określa działania profilaktyczne, po podjęciu których stężenia gazu szkodliwego w danym wydatku powie-trza, doprowadzanym do oddziału/ piętra/pasa/ wyrobiska, nie przekroczą najwyższych średnio ważonych wartości dopuszczalnych NDS [3]
II klasa emanacyjności
gdy: NDS <Ɛp
NDSCH
określa taki stan zagrożenia, że występujące emanacje gazowe powodujące wzrost stwierdzanych stężeń, w wyniku podjętych działań profilaktycznych
w danym oddziale/piętrze/pasie/wyrobisku, nie nastąpi przekroczenie wartości NDSCH [3]
III klasa emanacyjności
gdy:
Ɛp > NDSCH
określa taki stan zagrożenia, że wystąpienie emanacji gazowych w danym oddziale/piętrze/pasie/wyrobisku, będzie wymagało bezwzględnego wycofania załogi, natomiast podejmowane działania profilaktyczne będą skuteczne przy lokalnie stwierdzanych emanacjach, nie powodując w żaden sposób obniżenia poziomu zagrożenia w danym oddziale/piętrze/pasie/wyrobisku
W przypadku zakwalifikowania frontu eksploatacji do I klasy emanacyjności, jed-nym ze skutecznych działań jest zwiększenie wydatku powietrza przepływającego przez źródło (źródła) wypływu gazów szkodliwych dla zdrowia, w tym siarkowodoru. Dlatego też niezbędny minimalny wydatek powietrza Qn doprowadzony do źródła wypływu wyznacza się ze wzoru:
=
∑
∙
(2)Ocenę poziomu zagrożenia gazami szkodliwymi pochodzenia naturalnego, przy wykorzystaniu wskaźnika emanacyjności Ɛp, wyznacza się wówczas, gdy wartość mierzonego stężenie gazu jest większa od NDS. Schemat postępowania, w celu określenia wskaźnika emanacyjności Ɛp, przedstawiono na rys. 3.
Zakwalifikowanie frontu eksploatacyjnego, czy też wyrobiska, do danej klasy emanacyjności może regulować i wskazywać na zakres podejmowanych działań profilaktycznych oraz określać jeden z funkcjonujących sposobów postępowania przez osoby dozoru i kierownictwa kopalni, w przypadku wystąpienia zagrożenia gazowego w oddziale eksploatacyjnym. W zależności od danej klasy, decyzje o postępowaniu i zakresie podejmowanych działań profilaktycznych może podejmo-wać [1]:
I klasa oddziałowy i zmianowy dozór górniczy oddziału,
II klasa główny inżynier wentylacji w porozumieniu z kierownikiem działu robót górniczych,
III klasa kierownik ruchu zakładu górniczego po zasięgnięciu opinii kopalnianego zespołu ds. rozpoznawania i zwalczania zagrożenia gazowego i zagrożenia wyrzutami gazów i skał.
Natomiast, głównymi działaniami skutecznej profilaktyki zagrożenia gazowego, realizowanymi w zakresie poszczególnych klas, dla przykładu będą:
a) w klasie I – działania wentylacyjne, jak:
zwiększenie wydatku powietrza doprowadzanego do rejonu,
lokalne zwiększenie wydatku powietrza na danym pasie lub komorze prze-strzeni roboczej frontu eksploatacyjnego,
lokalne zintensyfikowanie przepływu powietrza z wykorzystaniem wentylato-rów wolnostrumieniowych,
utrzymywanie odpowiednich przekrojów wyrobisk transportujących powietrze, szczelne otamowanie przestrzeni stwierdzonych emanacji itp.;
b) w klasie II – działania klasy I oraz:
wypełnianie szczelin w górotworze odpowiednimi pianami,
doszczelnianie górotworu poprzez pokrywanie środkami chemicznymi, drenowanie stwierdzonych długotrwałych źródeł gazu,
wydzielanie wyrobisk z zakazem ruchu ludzi i maszyn, na tzw. tunele wenty-lacyjne,
odprowadzanie gazu rurociągami itp.; c) w klasie III – działania klasy II oraz:
bezwzględny nakaz używania środków ochrony indywidualnej,
wyposażenie pracowników w indywidualne przyrządy elektroniczne do pomia-ru danego gazu,
opracowanie specjalnych procedur postępowania, wyznaczanie i oznakowanie stref niebezpiecznych, zwiększenie wymiarów filarów podporowych, stosowanie klejowej obudowy kotwowej,
prowadzenie eksploatacji w poprzek rozciągłości złoża itp.
5. Kolejność działań przy występowaniu stężeń siarkowodoru w oddziale eksploatacyjnym rud miedzi
Podejmowanie kolejności działań w wyniku wystąpienia stężenia siarkowodoru po-wyżej 7 ppm (NDS) na pasie eksploatacyjnym omówiono na przykładzie dowolnego oddziału eksploatacyjnego rud miedzi, tj.: dozór górniczy oddziału, podczas rutynowej
kontroli składu atmosfery kopalnianej na pasie eksploatacyjnym, stwierdza stężenie 40 ppm siarkowodoru w powietrzu, czyli wartość znacznie przekraczającą NDS. Zgodnie ze schematem postępowania (rys. 3), na danym pasie dodatkowo mierzy wydatek powietrza, który wynosi 750 m3/min. Z zapisów z „Projektu technicznego eksploatacji” ma informację o wydatku całkowitym dostarczanym w rejon eksploata-cyjny, który wynosi 3900 m3/min i istnieje możliwość zwiększenia wydatku powietrza o 1100 m3/min. Mając możliwość zwiększenia wydatku powietrza doprowadzanego do frontu eksploatacyjnego, podejmuje działania wentylacyjne. Następnie, korzysta-jąc z nomogramu a) wg rys. 4, wyznacza klasę emanacyjności. Uzyskane warunki wentylacyjne w rezultacie przeprowadzonych działań umożliwiły ocenę zagrożenia gazowego w danym rejonie na I klasę emanacyjności. Wyznaczona I kasa wskazuje, że w wyniku występujących lokalnie emanacji gazowych rejon nie będzie zagrożony, gdyż stężenie siarkowodoru nie przekroczy wartości 7 ppm. Określenia wartości wydatku powietrza, który powinien być doprowadzony do rejonu lub danego wyrobiska, dokonuje się na podstawie nomogramu przedstawionego na rys. 5.
Rys. 4. Nomogram określania wskaźnika Ɛp dla siarkowodoru Ɛp 7 ppm 7ppm < Ɛp 14 ppm Ɛp > 14ppm Ɛp > 14ppm 7ppm < Ɛp 14 ppm Ɛp 7 ppm
Natomiast w sytuacji, w której nie ma jednak możliwości zwiększenia doprowa-dzanego do rejonu wydatku powietrza, występujące zagrożenie gazowe definiuje II klasę emanacyjności b), tj. możliwość występowania stężeń siarkowodoru od 7 ppm do 14 ppm (rys. 4).
Rys. 5. Praktyczne zastosowanie nomogramu do odczytu Qn
Wnioski
1. Opracowany „wskaźnik emanacyjności” może stanowić szybką i skuteczną metodę oceny poziomu występującego zagrożenia gazowego.
2. Propozycja metody może być wykorzystywana zarówno do oceny całych re-jonów oddziałów górniczych, poszczególnych pięter bądź też poszczególnych wyrobisk.
3. Przeprowadzanie oceny poziomu zagrożenia z wykorzystaniem „wskaźnika emanacyjności” w poszczególnych wyrobiskach nie będzie wymagało wyco-fywania załogi dołowej z całego rejonu, w sytuacjach stwierdzania lokalnych źródeł emanacji gazowych.
4. „Klasy emanacyjności” mogą określać działania i wskazywać kolejność ich podejmowania dla prowadzenia skutecznej profilaktyki gazowej, przy nie-znacznym wpływie na procesy technologiczne prowadzonych w danym rejo-nie robót górniczych.
5. W sytuacjach określenia klasy III dla danego rejonu lub wyrobiska można mówić o dużym niebezpieczeństwie gazowym.
Bibliografia
[1] Nawrat S., Gazonośność – prognoza zagrożenia gazowego. Pasywne i aktywne barie-ry profilaktyki zagrożenia gazowego przy drążeniu wyrobisk udostępniająco- -przygotowawczych oraz prowadzeniu robót eksploatacyjnych złoża rudy miedzi w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice”, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Akademii Górni-czo-Hutniczej w Krakowie, Katedra Górnictwa Podziemnego, Kraków 2012, Praca nie-publikowana. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 4290 Qi, m 3 /min Qn, m3/min
[2] Obracaj D., Opracowanie kryteriów cofania się prądu głównego i powstawania prądów wstecznych dymów w oddziałach górniczych przewietrzanych podpoziomowo i zagro-żonych zjawiskami gazogeodynamicznymi w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice”, Funda-cja Nauka i Tradycje Górnicze, Kraków 2013, Praca niepublikowana.
[3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpie-czeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (DzU nr 139, poz. 1169, z późn. zm.).
[4] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 14 czerwca 2002 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych (DzU nr 94, poz. 841, z późn. zm.).
