PRAF DE CRBUNE

PRAFUL DE CRBUNE

Operaiile tehnologice miniere sunt puternic generatoare de praf.

Praful de crbune este periculos i din punct de vedere pneumoconiotic ct i din punct de vedere exploziv.

Praful de crbune iniial n suspensie este purtat de curentul de aer i depus pe perimetrul lucrrilor miniere formnd acumulri periculoase. Dac aceste acumulri datorit diferitelor cauze (lucrri de mpucare, n rostogoale, explozii, surpri, .a.) sunt ridicate n suspensie i exist i surs de aprindere pot avea loc explozii de praf de crbune.Stabilirea pericolului de inflamare sau explozie a prafului se face prin probe de laborator i tunel experimental stabilindu-se limita inferioar de explozivitate (g praf/m3) n aer sau n aer-metan.

Explozia de praf de crbunePentru a se produce o explozie de praf de crbune sunt necesare 2 elemente:

- amestec de praf de crbune-aer n concentraie explozive;

- existena unei surse de iniiere cu energie suficient de aprindere (40 milijouli,iar la CH4 0,28 milijouli).

Explozia unul amestec de praf de crbune-aer este declanat, de obicei de o explozie premergtoare de metan a crei und de presiune nvolbur praful depus, astfel se produce un amestec exploziv cu aer care se aprinde de la flacra exploziei de CH4.ntr-o explozie de praf de crbune nu explodeaz praful de crbune direct ci gazele de distilare (materiile volatile) care se elibereaz prin nclzire suficient de la o surs relativ fierbinte i de durat. Ca materii volatile explozive se enumer: CH4, H2, CO .a.Temperatura care se degaj la o aprindere de praf de crbune teoretic se ridic la 2500 2800 C, viteza de propagare pn la l000 m/s i presiune ridicat pn la 8 atm. i n cazuri extreme pn 11 atm. Efectele exploziei de praf de crbuneSunt aceleai ca i la exploziile de CH4 caracteristic este apariia crustelor i perlelor de cocs depuse de obicei pe partea, opus de unde a demarat explozia. Aceasta se datorete faptului c particulele do praf de crbune sunt cocsificate de flacra de explozie i apoi surprinse de unda de recul care le proiecteaz pe elementele de susinere .

Parametrii caracteristici ai explozivitii prafului de crbune

1.Limita inferioar de explozivitate sau concentraia minim exploziv exprimat n g/m3 reprezint cantitatea cea mai mic de praf de crbune n aer care n contact cu o surs de aprindere produce explozia .

Odat cu creterea coninutului de CH4, are loc o scdere a

limitei inferioare de explozie.

Crbunii de Valea Jiului au o limit inferioar de explozie n medie de 4o g/m3 dar sunt i strate cu 5 g/m3.2.Temperatura de aprindere = temperatura pe care o are sursa cu care vine in contact norul de praf de crbune, la o concentraie corespunztoare i care poate duce la aprindere sau explozie.

Temperatura de aprindere este funcie de coninutul de materii volatile.

Pentru crbunii de Valea Jiului temperatura de aprindere variaz de la 486 - 767C.

Pentru crbunii de Motru temperatura de aprindere variaz de la 590 645 oC.

3.Presiunea de explozie = valoarea maxim a presiunii de explozie a unui amestec de praf de crbune-aer ntr-un spaiu nchis.

Cunoaterea acestor parametri prezint o importana deosebit pentru dimensionarea rezistenei carcaselor echipamentelor electrice care funcioneaz n medii cu pulberi explozive.

Crbunii de Valea - Jiului dezvolt o presiune de 2,2 - 6,1 Kgf/cm2.

4.Temperatura de mocnire = temperatura cea mal mic a unei suprafee care n condiii de ncercare date duce la arderea unui strat de praf de crbune de 5 mm grosime depus pe aceast suprafa. Temperatura de mocnire a crbunelui de Valea Jiului = 29oC. Cunoaterea acestui parametru are o importan deosebit pentru condiionarea valorilor temperaturii maxime ce pot fi atinse de suprafeele exterioare ale utilajelor i echipamentelor electrice.

5.Viteza de cretere a presiunii de explozie = creterea presiunii n unitatea de timp (at/s).

Viteza de cretere a presiunii este mai mic la explozii de praf dect la cele de gaz, deoarece i face resimit ntrzierea produs la degajarea materiilor volatile.

6.Energia minim de aprindere = este energia cea mai mic a unei scntei electrice care n condiii de ncercare date duce la aprinderea prafului de crbune.

n cazul prafului de crbune energia minim de aprindere este de c .c .a. 4o mj.

Factorii care influeneaz explozivitatea prafului de crbune1.Materiile volatile. Explozivitatea scade cu scderea materiilor volatile raportate la masa combustibil. Sub 10 % materii volatile raportate la masa combustibil, praful este neexploziv.

2.Fineea prafului. Cu cit un praf este mai fin, are o suprafa specific mai mare, crete puterea exploziei i scade limita inferioar de explozivitate.

3.Coninutul de materii necombustibile solide (cenu). Materialele necombustibile rcesc flacra. La creterea coninutului materialelor necombustibile crete limita inferioar de explozivitate.

4.Coninutul n umiditate. Acelai efect ca materialele necombustibile.

5.Intensitatea sursei de aprindere. La surse violente limita inferioar de explozivitate scade.

Prevederi i instruciuni tehnice anex privind praful de crbune

- Se consider praf exploziv de crbune totalitatea granulelorce trec prin sita cu ochiuri ptrate cu latura de 1 mm i provin dinstratele de crbune care au un coninut peste 10 % materii volatileraportate la masa combustibil.- Determinarea concentraiei minime la care praful de crbune periculos poate da natere la explozie se face de I.N.S.E.M.E.X. Petroani.Pn la determinarea concentraiei minime se va considera c aceasta este de 40 g/m3 n mine negrizutoase i 5 g/m3 n mine grizutoase.

- Se consider zone cu praf exploziv lucrrile miniere sau parte din ele n care se gsete praf de crbune depus sau n suspensie n cantitate care depete concentraia minim stabilit ca periculoas.

Praful de crbune n suspensie se determin dup aceeai metodologie ca i la determinarea prafului pneumoconiotic.

Determinarea prafului depus oare prin nvolburare poate forma amestec exploziv se face cu relaia:

n care:

C = concentraia de praf, g/m3; G - cantitatea de praf colectat de pe ntreg perimetrul lucrrii pe o fiele de 20 - 30 cm lime (g);V = volumul corespunztor fiei de pe care s-a colectat praf (m3).Cnd depunerea de praf pe perimetrul lucrrilor miniere nu depete 50 m colectarea prafului se face la cele 2 extremiti, la lungimi mai mari se va colecta nc o prob, la mijlocul zonei.

- Se consider c n zona cu praf exploziv nu exist pericol de explozie cnd praful are un coninut de materii necombustibile care mpiedic aprinderea (70 % n mine negrizutoase i 80 % n mine grizutoase) sau cnd trecerea n suspensie n atmosfera minei a prafului este imposibil (cnd praful e udat pn la lam, cca.35 % umiditate).Mijloace tehnice de prevenire a exploziilor de praf de crbune

1. Umectarea masivului de crbune prin injectarea sub presiune a apei. Apa la presiune poate fi injectat prin pompe sau din reea.

Injectarea se face n guri de sond paralele cu frontul de lucru la distane de cel mult 15 m una de alta. Lungimea minim a gurilor de injectare va fi de 2/3 din lungimea frontului cnd se realizeaz dintr-o singur galerie sau 1/3 din lungimea frontului n cazul cnd gurile de injectare sunt forate din ambele galerii ale abatajului.

Etanarea gurilor de injectare se va face prin tubare i cimentare pe o lungime minim de 6 m. Se folosesc pompe de nalt presiune cu cap de injecie i etanare.

Cantitatea de ap care urmeaz a fi introdus in strat se calculeaz cu relaia:

n care:

q = consum specific de ap (m /t). Pentru crbunii din Valea Jiului q = 0,045 m3/t;G = cantitatea de crbune dintre 2 guri de injectare (t).

2.Folosirea burajului cu ap. Se face n modul descris iacombaterea prafului pneumoconiotic.

3.Fixarea prafului prin stropire cu ap. La aplicarea stropiriipraful depus trebuie adus in stare da lam (cca. 35% umiditate).

Mijloace tehnice de limitare a exploziilor de praf de crbune

1.ndeprtarea periodic a prafului depus n zon. 2.Crearea zonelor de istificare.

istificarea lucrrilor miniere cu depunere de praf se aplic ncepnd de la frontul de lucru pe distana de minimum 200 m. Dac lungimile lucrrilor miniere cu praf depus depesc 200 m se istific pe distanele pe care se constat depuneri de praf.

Personalul care execut lucrrile de istificare trebuie s poarte mti contra prafului.

Pentru istificarea lucrrilor miniere subterane se utilizeaz praf inert (CaCO3) care ndeplinete urmtoarele condiii:

nu conin componeni toxici; liber mai mic da 5 %; nu este higroscopioc; umiditate mai mic sau cel mult egal cu 1 %; grad da finee corespunztor, adic ntreaga cantitate streac prin sita de 0,5 mm i cel puin 50 % prin sita de 0,075 mm.

La aplicarea istificrii dozarea prafului inert trebuie s asigure un coninut de materii incombustibile n amestecul de praf de crbune i istifiant de:

cel puin 70 % n mine negrizutoase; cel puin 80 % n mine grizutoase.

Controlul gradului de istificare se face n fiecare schimb direct n subteran utiliznd metoda colorimetric.

Etalonul colorimetric se prepar amestecnd praf de crbune cu praf inert, n proporia indicat de relaia:

n care:

K este cantitatea de praf inert ce trebuie adugat probei de praf de crbune;

G = greutatea probei de praf de crbune;

A = cenua iniial a probei de praf de crbune (%);N = coninutul de materii incombustibile a probei etalon (%) N = 75 % la minele negrizutoase N = 85 % la minele grizutoase

Cu amestecul etalon obinut se umple 1/2 dintr-o eprubet se izoleaz cu o rondea de cauciuc.

Proba medie de praf colectat din lucrri miniere dup ce s-a amestecat bine ntr-o cutie, se introduce n 1/2 superioar a eprubetei i se compar cu nuana de cenuiu a probei.

Atunci cnd nuana probei colectate este mai nchis, dect a probei etalon, rezult c locul de unde s-a colectat proba nu are gradul de istificare necesar.

3. Montarea de baraje cu istifiant sau ap

istifiantul sau apa dispersate de unda de presiune a exploziei rcesc i sting flacra exploziei care urmeaz n timp unda de presiune.

Coninutul de istifiant dintr-un baraj trebuie s fie:

- 2oo Kg/m2 seciune transversal la minele negrizutoase;

- 4oo Kg/m2 - " - - " -la minele grizutoase.Se vor monta attea polie pe cte ncape cantitatea de istifiant prescris. Distana dintre dou polie este de minimum limea unei polie i max. 2 m, iar pn la tavan 0,3 m.

n cazul n care din motive obiective nu se pot construi baraje, acestea se pot nlocui cu zone de istificare de min. 300 m lungime.

Barajele cu ap se realizeaz din vase casante umplute cu ap (200 l/m2 ) suspendate su aezate pe cadre transversale la partea superioar a lucrrii miniere.

Dup montarea barajelor trebuia s rmn 1,8 m ntre vatra lucrrii i fundul vasului. n caz contrar vasele se aeaz lateral pe pereii galeriei pe supori n consol cu latura lung a vasului perpendicular pe direcia galeriei.

Existena apei la nivelul necesar n vase se controleaz zilnic.Barajele de prafinert sau ap se construiesc obligatoriu:

- n cile de accesntr-un strat independent;- n cile de accesn fiecare bloc sau zon;

- n cile de accesn flecare strat din cadrul unui bloc sauzon.

Barajele se construiesc att n orizontul de transport ct i n cel de aeraj.PAGE 8

_1286268459.unknown

_1286269040.unknown

_1286269323.unknown

_1286266293.unknown