پیشگیری از حریق در معادن
علل بروز آتش سوزی در معادن زیرزمینی
به طور کلی حریق های ایجاده شده در معادن زیرزمینی بر حسب منشاء به دو دسته تقسیم می شوند:
1- آتش سوزی باز یا آتش سوزی با منابع خارجی
2- آتش سوزی داخلی یا خودسوزی
آتش سوزی باز
عبارت است از سوختن اشیاء و لوازم مختلف موجود در معدن، این نوع حریق در معادن عمدتا از منابع زیر ایجاد می شوند:
1- ایجاد جرقه های الکتریکی در اثر وضعیت نادرست تجهیزات برقی و عایق کاری نادرست کابل های برق.
2- اتصال کوتاه در داخل کابل های حامل برق و یا ریزش سنگ روی کابل و ایجاد اتصال.
3- رسیدن شعله چراغ های معدنی به مواد سوزا.
4- جرقه زدن و گرم شدن تیغه های کمباین کوهبری یا زغالبری.
5- استفاده از مواد منفجره غیر مجاز.
6- جوشکاری، تخلیه الکتریسته ساکن.
7- انفجار گرد زغال و یا گاز متان.
8- اصطکاک و داغ شدن سیم بکسل در راهروهای شیب دار بر روی قرقره ها در اثر یخ زدگی که مانع حرکت شود یا تماس سیم بکسل ها با داربست های فلزی گالری ها.
9- اصطکاک سطوح متحرک در موقع بهره برداری از نوار باربری.
خودسوزی زغال
زغال در اثر جذب سطحی اکسیژن باعث افزایش دما و در نتیجه افزایش واکنش
های شیمیایی و تولید مونوکسیدکربن،دی اکسیدکربن،گاز متان،هیدروژن و
هیدروکربن های مختلف می شود، که با افزایش دما و وجود اکسیژن کافی
و فقدان یک سیستم تهویه کارا جهت انتقال گرمای حاصله ،باعث خودسوزی
و حریق در معدن می گردد.
عوامل موثر در خودسوزی زغال
تشخیص آتش سوزی در معدن
تشخیص سریع آتش سوزی بسیار اهمیت دارد.محصولات عمده ناشی از آتش سوزی ،دی اکسی کربن، منواکسید کربن،بخار آب ،گرما،دود،بو و شعله است.وجود منوکسیدکربن به تنهایی دلیل خودسوزی نیست چرا که منابع دیگری مانند کار لوکوموتیو های دیزلی و آتشباری در ایجاد آن نقش دارند. ولی با توجه به شدت سمیت (بالاتر از ppm 250) آن و قابل اندازه گیری بودن آن سال ها است که در خیلی از کشورها با استفاده از اندیس گراهام(K) یا ضریب وضعیت آتش که بر پایه نسبت منواکسید کربن به اکسیژن مصرف شده است آن را بررسی می کنند.(k=co/o2 ).
K= 0.6 نقاط فاقد خودسوزی
K=20 خودسوزی فعال است
K=60 نقاط شعله ور می باشد.
در برخی کشورها پیشرفته از دستگاه های الکترونیکی و کروماتوگراف گازی که محصولات حریق را آنالیز می کند استفاده می شود.
مکان های احتمالی وقوع خودسوزی
کارگاه هایی که زغال در آنها بر جا مانده است به ویژه در مدخل های ورودی و خروجی کارگاه ها
کارگاه هایی که در مناطق گسله ایجاد شده است.
مناطقی که دارای اختلاف فشار هوای زیاد است مانند پل های تهویه،درب های تهویه و دیوارها
گالری های دنبال لایه
محل های ریزش سقف
انباشته های خرده زغال در راهروهای ورودی هوا
مقابله با خودسوزی
پیش بینی نقاط محتمل به ایجاد خودسوزی با نمونه گیری از لایه زغالی
طراحی دقیق سیستم تهویه و استفاده از بادبزن های تقویتی برای تنظیم فشار
جلوگیری از قرار دادن مواد قابل اشتعال در مناطق استخراج شده
پاکسازی موثر خرد زغال از جبهه کار
نحوه برخورد با یک خودسوزی
1- با ایجاد یک ایستگاه گاز در محل خروج هوا از ناحیه ردیابی،نمونه های هوا به فاصله کمتر از هر 30 دقیقه یک بار اندازه گیری شود.افراد باید از کلیه راهروهای خروجی از محل مزبور خارج شوند، و در صورت گسترش وضعیت تمام معدن باید تخلیه شود.
2- با یافتن دقیق محل خودسوزی و ایجاد چال های حفاری (در خلاف جهت پیشروی آتش) و دسترسی به منبع خودسوزی آن را با جت های آبی سرد کرده و اطفاء نمود و پس از 24 ساعت و حصول اطمینان از عدم احتراق مجدد آن محل را با پودر سنگ آهک یا پر کننده های مرطوب با بنیان گچی پر نمود.
3- گاهی نیز به دلیل عدم امکان کنترل هوا به کانون آتش سوزی،با روش دفن کردن آتش در زیر لایه های فروریخته سقف اقدام می شود( با برداشتن بخش کوچکی از سنگ های متراکم و در صورت لزوم با آتشباری موضعی).
4- گاهی نیز با استفاده از اندودکاری و تزریق دوغاب در سطوح دیواره راهروها و پایه های زغالی اقدام به کنترل حریق می شود.
5- تنظیم فشار هوا با استفاده از معکوس کردن جریان به طور موقت اقدام به کنترل موضعی خواهد شد.
گاز متان
متان گازی است بی بو و بی رنگ و غیر سمی با وزن مخصوص 544/0 گرم بر سانتیمتر مکعب که به علت سبکی به طرف بالا حرکت می کند و به همین علت در زیر سقف های معدنی تجمع پیدا می کند.
یک حجم از این گاز با 2 حجم اکسیژن یا یه عبارت دیگر با 10 حجم هوای تازه مشتعل می گردد و هنگامی که مقدار نسبت گاز به هوا ۱:11 باشد حداکثر شدت انفجار را خواهد داشت.
هرگاه مقدار متان کمتر از 5 درصد و بیشتر از 14 درصد باشد این مخلوط قابل انفجار نیست.
عوامل مشتعل کننده گاز متان
حریق یا شعله یا هرچیزی که تولید حرارت کند.
جرقه الکتریکی
خودسوزی زغال
ایجاد جرقه در اثر تصادم دو سنگ سخت(مانند ماسه سنگ ها)
ضربه های مته پرفراتورتولید جرقه خطرناک می کند.
در اثر انفجار مواد ناریه
مالش دو جسم فلزی مثلا مالش پروانه ونتیلاتور که به همین دلیل جنس این پروانه ها از آلومنیوم است(استعمال آلیاژهای با بیش از 6 درصد منیزیم در این معادن ممنوع است).
عوامل موثر در اشتعال گرد زغال
مقدار گرد و غبار موجود در هوای معدن(30 تا 40 گرم در مترمکعب قابلیت انفجار دارد و کمتر از این مقدار و بیشتر از 1500تا 2000 گرم بر متر مکعب قابلیت انفجار ندارد.
هر چقدر دانه بندی ریزتز و نرمتر باشد حررات را زودتر جذب کرده و مشتعل می شود( هر گاه 40 درصد دانه های گرد زغال از 50 میکرون کوچکتر باشند قابلیت اشتعال به حداکثر می رسد).
هر گاه رطوبت به 50 درصد و یا خاکستر گرد زغال به 60 تا 70 درصد برسد،گرد زغال قابلیت انفجار خود را از دست می دهد.
عوارض ناشی از انفجار گرد زغال
فشار حاصله از این انفجار باعث ریزش های بزرگ و انهدام همه چیز می گردد.سرعت انتشار شعله حاصله در ابتدا 20 تا 30 متر بر ثانیه است که به تدریج افزایش می یابد به طوریکه در 300 متری سرعت آن به 1000 متر بر ثانیه می رسد.
حرارت حاصل از انفجار خیلی بوده به طوریکه روی سطح جبهه کار از خاکستر قهوه پوشیده می شود و بر روی چوب بست ها دانه های کوچک زرین بوجود می آید.
جلوگیری از انتشار انفجار
اطفاء حریق
اکسیژن
گرما
سوخت
طبقه بندی انواع آتش بر حسب نوع مواد سوزا
گروه A گروهی که پس از سوختن مواد سوزا خاکستر بر جا می گذارند مانند چوب ،پارچه و…
گروه B گروهی که از سوختن مایعات ناشی شده و پس از سوختن از خود خاکستر بر جا نمی گذارند.مانند ترکیبات نفتی
گروه C ناشی از سوختن گاز های قابل اشتعال مانند متان و هیدروژن
گروه D ناشی از فلزات قابل اشتعال مانند سدیم و پتاسیم
گروه E آتش سوزی های ناشی از الکتریسیته در تاسیسات الکتریکی
روش های اطفاء حریق در معادن زیرزمینی
مقرارت ایمنی مبارزه با آتش سوزی در معادن زیرزمینی
در کلیه معادن،ساختمان ها و تاسیسات جنب دهانه تونل ها که به منظور هوارسانی به تونل احداث می شوند باید از مواد غیر قابل احتراق ساخته می شوند.همچنین دهانه چاه های هوارسانی به تونل به طول 10 متر و محل تقاطع کانالهای اصلی و تونلها، تقاطع چاه های هوارسانی با گالری های افقی و دیواره جوانب کانال اصلی باید از مواد غیرقابل احتراق ساخته شود.
ساختمان های سر چاه و راه های زیرزمینی باید همیشه خالی از مواد قابل اشتعال از قبیل مواد نفتی و گرد زغال و امثالهم باشد.
دهانه کانالهای اصلی و یا چاه های هوارسانی باید به پوشش فلزی مجهز باشند،در صورت لزوم دهانه تونل را نیز باید به درب فلزی مجهز کرد تا در مواقع ضروری مقطع عرضی گالری کاملا بسته شود.
محل نصب ونتیلاتورهای اصلی و فرعی،کانلهای هوارسانی مربوط به ونتیلاتورهای اصلی و محل تقاطع کانالهای هوا رسانی باید دو دریچه فلزی که به طور متقیم باز و بسته شوند تعبیه گردد.
هر تونل در حال بهره برداری را،برابر با پروژه مربوط به وسایل مختلف آتش نشانی مجهز می کنند.
در نقاط زیر باید وسایل آتش نشانی و سطل های محتوی شن به تعداد و یا مقدار کافی موجود باشد.در محل نگهداری مواد سوختنی،در تمام راههای ورودی هوا که وسیله نگهداری چوبی به کار رفته است؛در تمام نقاطی که لوکوموتیوها سوخت گیری می کنند؛در سایر قسمت ها که به تشخیص مسئول معدن احتمال آتش سوزی می رود.
دستگاه های آتش نشانی باید به طور مرتب مورد آزمایش قرار گیرند و تاریخ آزمایش باید ثبت شود.
کلیه کارگران باید آموزش استفاده از وسایل آتش نشانی را فرا گیرند.
در گالری های اصلی در فاصله هر 200 متر باید دو دستگاه کپسول آتش نشانی موجود باشد.در نزدیکی کلاهک نوار نقاله ها در فاصله هر ۱۰۰ متر باید دو دستگاه کپسول آتش نشانی وجعبه مخصوص ماسه یا خاک نسوز به گنجایش بیش از 2/0 متر مکعب فرار داد.در تمام مراکز بارگیری و محل های ریزش زغال از سمت جریان هوا بایستی تعداد 4 کپسول آتش نشانی و جعبه محتوی ماسه نصب کرد.
به منظور تسریع در رسانیدن وسایل آتش نشانی به محل بروزآتش سوزی،در قسمت های مختلف در حال بهره برداری معدن باید قطار و واگن های مجهز به وسایل مربوطه را به طور آماده نگه دارند.
در موارد غیرآتش سوزی استفاده از وسایل و مواد موجود در انبار قطارهای مذکور ممنوع است.
تمام انبارهای آتش نشانی باید قفل و پلمپ شده باشند،کلید انبارهای مذکور در اطاق سرپرست های عملیات در داخل جعبه شیشه ای و در معرض دید قرار داشته باشد.در مواقع آتش سوزی می توان قفل درب انبارهای مذکور را شکست.
در تمام معادن باید لوله کشی شبکه آتش نشانی،مجهز به کوپلینگ های آتش نشانی باشد.
در تمام معادن باید مخزن آب مخصوص استفاده در مواقع آتش سوزی احداث شود.این منبع باید همیشه پر از آب بوده و حجم آن از 250 مترمکعب و قطر آنها از 100 میلیمتر نباید کمتر باشد.
آن قسمت از داخل معدن که احتمال آتش سوزی در اثر گرم شدن وجود دارد،باید بلافاصله توسط سدها و دیواره ها از قسمت های مختلف معدن جدا شوند.
دیوارهای سد کننده باید روزانه از نظر دما و نفوذپذیری هوا مورد بررسی قرار گیرند و نتایج آن ثبت گردد.
قبل از تخریب دیواره یا سد باید از سالم و بی خطر بودن هوای آن
اطمینان حاصل کرد و تخریب آن با حضور مسئول معدن انجام گیرد.
هنگام تخریب دیواره باید یک گروه نجات مجهز به دستگاه های تنفسی در نزدیکی محل مستقر باشند.
اگر به منظور اطفاء حریق بخشی از معدن از آب پر شده باشد،باید آموزش های لازم از جهت وجود گاز سولفید هیدروژن انجام شود.