Zawarte w monografii rozważania dotyczą najbardziej aktualnych problemów związanych z zagrożeniem pożarowym w kopalniach węgla kamiennego. Szczególną uwagę zwrócono na czynniki sprzyjające powstawaniu pożarów podziemnych, wykrywanie procesów samozagrzewania węgla, projektowanie eksploatacji pokładów skłonnych do samozapalenia, jak również dobór racjonalnego systemu przewietrzania i zwalczania procesów samozagrzewania przez inertyzację oraz lokowanie pyłów w zrobach. Przedstawiono również problematykę samoratowania się górników z rejonów zadymionych oraz omówiono kwestie tamowanie powstałych pożarów podziemnych.
- Contents
-
1. Wprowadzenie 9
2. Ogólna charakterystyka zagrożenia pożarami endogenicznymi 13
2.1. Wstęp 13
2.2. Teorie samozapalności węgla 14
2.3. Proces samozapalenia węgla 17
2.4. Samozagrzewanie węgla 19
2.5. Czynniki sprzyjające samozagrzewaniu węgla 21
3. Procesy towarzyszące wzrostowi temperatury węgla w pokładach 25
3.1. Charakterystyka produktów utleniania węgla 25
3.2. Badanie utleniania węgla w warunkach laboratoryjnych 26
4. Systemy wentylacji wyrobisk ścianowych w kopalniach węgla kamiennego 33
4.1. Wstęp 33
4.2. Kryteria doboru systemu przewietrzania ścian 34
4.3. Charakterystyka systemów przewietrzania ścian eksploatacyjnych 37
4.3.1. System przewietrzania U od granic pola eksploatacyjnego 37
4.3.2. System przewietrzania Y z doświeżaniem chodnikiem nadścianowym 37
4.3.3. Przewietrzanie w systemie Y z rozprowadzaniem powietrza w dwóch kierunkach 38
4.3.4. Dobór systemu przewietrzania ściany w przypadku współwystępowania zagrożeń 38
4.3.5. Zwalczanie zagrożenia pożarami endogenicznymi i metanowego w wyrobiskach ścianowych 40
5. Propozycja kategoryzacji zagrożenia pożarami endogenicznymi w podziemnych zakładach górniczych 43
5.1. Wstęp 43
5.2. Ocena zagrożenia pożarami endogenicznymi udostępnianych pokładów węgla 44
5.2.1. Oznaczenie wskaźnika samozapalności węgla i energii aktywacji pożaru 44
5.2.2. Wyznaczanie okresu inkubacji pożaru endogenicznego 47
5.2.3. Wczesne wykrywanie pożarów 48
5.2.3.1. Wskaźniki oceny zagrożenia pożarami endogenicznymi 49
5.3. Ocena stanu zagrożenia pożarami endogenicznymi w innych krajach 52
5.4. Zagrożenie pożarami endogenicznymi w podziemnych zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny i brunatny 57
6. Parametry decydujące o widoczności w zadymionych wyrobiskach kopalń podziemnych 59
6.1. Wstęp 59
6.2. Własności optyczne dymu 61
6.3. Zasięg widzialności na podstawie wyników badania dymotwórczości materiałów 65
6.4. Czas krytyczny zagrożenia widoczności w dymie 66
6.5. Widzialność w warstwie dymu 68
6.6. Szybkość wycofywania się górników z wyrobisk podziemnych w warunkach ich zadymienia 70
6.7. Widoczność stacji wymiany aparatów ucieczkowych 73
6.8. Oznakowanie dróg ucieczkowych i specjalne systemy świetlne 74
6.9. Propozycje oznakowania dróg ucieczkowych 77
6.9.1. Informacje ogólne 77
6.9.2. Wytyczne stosowania znaków świecących na drogach ucieczkowych 77
6.9.3. Wytyczne stosowania świecących znaków informacyjnych 78
7. Możliwości ograniczenia rozwoju pożaru podziemnego 79
7.1. Wstęp 79
7.2. Prędkość spalania 79
7.3. Spalanie z nadmiarem i niedoborem tlenu – spalanie zupełne i niezupełne 83
7.4. Zmiana temperatury gazów pożarowych 87
7.5. Produkty spalania węgla według badań eksperymentalnych 91
7.5.1. Wskaźniki proste 91
7.5.2. Wskaźniki złożone 94
7.5.2.1. Wskaźnik Grahama 94
7.5.2.2. Wskaźnik Tricketta 97
7.5.2.3. Wskaźnik CO/CO2 98
7.5.2.4. Wskaźnik C/H 99
7.5.2.5. Wskaźniki pożarowe Głównego Instytutu Górnictwa 101
8. Określenie przyczyn zaistniałego podmuchu i zniszczenia tamy w wyrobisku chodnikowym 103
8.1. Wstęp 103
8.2. Opis zdarzenia w kopalni 103
8.3. Zagrożenia naturalne w kopalni 104
8.4. Warunki geomechaniczne 105
8.4.1. Charakterystyka warunków geotechnicznych 105
8.4.2. Zagrożenie tąpaniami 106
8.4.3. Wpływ warunków geomechanicznych na możliwość wystąpienia zjawiska 107
8.5. Przebieg zdarzenia 108
8.6. Ocena stanu pożaru 110
8.6.1. Ocena procesu spalania 110
8.6.2. Ocena szybkości spalania węgla 112
8.6.3. Lokalizacja miejsca pożaru 113
9. Analiza dotychczasowych metod i sposobów izolowania pożarów 115
9.1. Wstęp 115
9.2. Środki chemiczne stosowane w profilaktyce przeciwpożarowej podziemnych zakładów górniczych 128
9.3. Środki mineralne w zwalczaniu zagrożenia pożarami endogenicznymi i metanowego 129
9.3.1. Informacje ogólne 129
9.3.2. Pianki cementowe pęczniejące 129
9.3.3. Spoiwa mineralne o wysokich parametrach wytrzymałościowych 130
9.4. Rozwiązania umożliwiające szybkie zamknięcie tam przeciwwybuchowych 130
9.5. System podwójnych tam bezpieczeństwa w wykonaniu przeciwwybuchowym wg projektu KWK „Wesoła” 131
9.6. Konstrukcja kotwowa jako wzmocnienie tradycyjnych tam przeciwwybuchowych 133
9.7. Sposoby tamowania wyrobisk 135
9.8. Kierunki poszukiwania nowych rozwiązań zabezpieczeń przeciwwybuchowych rejonów zagrożonych wybuchem gazów i pyłu węglowego 136
10. Zmiany rozkładu stężenia tlenu w zrobach ścian zawałowych w przypadku inertyzacji w zależności od rodzaju skał stropowych 138
10.1. Wstęp 138
10.2. Cel inertyzacji 138
10.3. Ogólna charakterystyka zrobów 139
10.4. Przykładowe rozkłady stężenia tlenu w zrobach ścian zawałowych 143
10.5. Rozkłady stężenia tlenu w zrobach ściany przewietrzanej w systemie U 144
10.6. Przykładowe rozkłady stężenia tlenu w zrobach ściany przewietrzanej w systemie Y 149
11. Możliwości bezpiecznego lokowania w wyrobiskach górniczych popiołów lotnych i produktów ubocznych pochodzących ze spalania węgla kamiennego zawierających amoniak 155
11.1. Wstęp 155
11.2. Wpływ zastosowanych technologii na odazotowanie spalin 157
11.3. Standardy emisji tlenków azotu 163
11.4. Charakterystyka prowadzonych badań odpadów z instalacji odazotowania spalin 164
11.5. Zalecenia dotyczące stosowania popiołów lotnych zawierających amoniak w podziemnych zakładach wydobywczych 166
12. Zakończenie 172
Literatura 179
