docAnaliza obowiązujących sposobów pomiarów parametrów
download 
Reklamacja Transkrypt
Analiza obowiązujących sposobów pomiarów parametrów
EGZEMPLARZ nr........ 1) SPRAWOZDANIE MERYTORYCZNE z realizacji strategicznego projektu badawczego „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zleceniodawca: Narodowe Centrum BadaĔ i Rozwoju Kierownik projektu: prof. dr hab. inĪ. Stanisáaw Wasilewski Kierownik etapu: dr inĪ. Janusz Cygankiewicz Zadanie nr 3: Opracowanie zasad pomiarów i badaĔ parametrów powietrza kopalnianego dla oceny zagroĪenia metanowego i poĪarowego w podziemnych zakáadach górniczych wydobywających wĊgiel kamienny Zadanie szczegóáowe nr 3: Analiza obowiązujących sposobów opomiarowania i kontroli parametrów fizycznych i chemicznych przepáywu powietrza w wyrobiskach górniczych w oparciu o przyrządy pomiarowe i czujniki systemów telemetrycznych, wynikających z przepisów rozporządzenia Ministra Gospodarki z dn. 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeĔstwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpoĪarowego w podziemnych zakáadach górniczych. Etap nr 7: Analiza obowiązujących sposobów pomiarów parametrów fizycznych i chemicznych przepáywu powietrza w wyrobiskach górniczych w oparciu o przyrządy pomiarowe wynikające z przepisów Ministra Gospodarki na tle Ğwiatowych rozwiązaĔ Nr umowy: SP/K/3/143694/11 z dnia: 10.06.2011 Nr komputerowy w GIG: 01060071-110 *) Data rozpoczĊcia projektu/zadania/etapu: 01.10.2011 Data zakoĔczenia projektu/zadania/etapu:*) 31.03.2012 Sáowa kluczowe: bezpieczeĔstwo, , górnictwo, kopalnia wĊgla, pomiary parametrów fizycznych i chemicznych atmosfery 1) __________ ____________ pieczątka i podpis kierownika projektu pieczątka i podpis Naczelnego Dyrektora GIG wypeániaü odrĊcznie po wydrukowaniu Druk GIG: PS-7.13 – zaá. nr 1, wyd. 7 waĪne od 11.2010 r. Zespóá realizujący badania: stopieĔ - imiĊ i nazwisko dr. inĪ. Janusz CYGANKIEWICZ dr inĪ. Józef KNECHTEL, mgr inĪ. Dariusz GapiĔski mgr inĪ. Lucjan ĝwierczek mgr inĪ. Marek WiĊckowski Abstrakt: (minimum 500 znaków – maksimum 1000 znaków) W sprawozdaniu zamieszczono omówienie prac wykonanych w ramach etapu nr 7 zadania nr 3 Projektu. W trakcie pracy poddano analizie dotychczas stosowane metody pomiarów przyrzĊdami przenoœnymi parametrów fizycznych i chemicznych atmosfery wykonywane w z zwiĊzku z ocenĊ stanu zagroůenia poůarowego w kopalniach węgla kamiennego. Analizie poddano równieů obowiĊzujĊce przepisy regulujĊce bezpieczeľstwo pracy w górnictwie w zakresie wykonywania ww pomiarów i interpretacji ich wyników dla optymalnej oceny stanu zagroůenia poůarami endogenicznymi. Wnioski z tej analizy skonfrontowano z dotychczasowymi doœwiadczeniami Zakâadu Aerologii Górniczej GIG dla oceny zasadnoœci wprowadzenia do przepisów górniczych nowych uregulowaľ, dla lepszej oceny stanu zagroůenia poůarowego. Podano propozycje umieszczenia w przepisach górniczych szczegóâowych zapisów regulujĊcych następujĊce zagadnienia: dokâadnoœý pomiaru, kalibracja przyrządów, wyznaczanie lokalizacji punktów pomiaru, liczby punktów pomiarowych w danym rejonie, częstotliwoœý pomiaru, sposób interpretacji wyniku. Zaproponowano opracowanie przyrzĊdów umoůliwiajĊcych zintegrowany pomiar parametrów fizycznych i chemicznych powietrza kopalnianego dla szybkiej oceny zagroůenia poprzez automatyzację wyznaczania wartoœci wskaŭników poůarowych. StopieĔ ochrony sprawozdania merytorycznego:*) OgólnodostĊpne Do wykorzystania za zgodą kierownika jednostki/ komórki organizacyjnej GIG wiodącej w pracy Do wykorzystania za zgodą Naczelnego Dyrektora GIG lub ZastĊpcy Naczelnego Dyrektora ds. BadaĔ i WdroĪeĔ Do wykorzystania za zgodą Wnioskodawcy**) Zaáączniki (publikacje, zeszyty, páyty CD itp. w sposób trwaáy zawarte we wspólnym opakowaniu): 1. 2. Srawozdanie merytoryczne otrzymali: 1. Archiwum Dokumentacji Prac Naukowo-Badawczych w NCS-1 GIG, egz. nr 1 - kat. arch. „A” 2. Zleceniodawca, 3. Jednostka/komórka organizacyjna GIG, egz. nr 2, 3 4. Wnioskodawca,**) Wypeánia NCS-1 GIG: Nr inwentarzowy: Sygnatura: *) niepotrzebne skreĞliü **) dotyczy projektów celowych Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Spis treĞci WstĊp I Analiza przepisów w zakresie pomiarów prowadzonych dla oceny zagroĪenia poĪarowego II Analiza Ğwiatowych rozwiązaĔ w zakresie prowadzonych pomiarów przez sáuĪby kopalniane III Propozycje zmian dotychczas obowiązujących sposobów pomiarów parametrów fizycznych i chemicznych powietrza przepáywającego przez wyrobiska górnicze ujĊtych w przepisach Ministra Gospodarki Wnioski Literatura WstĊp Opracowanie nowych zasad pomiarów stanu powietrza kopalnianego w celu oceny zagroůenia poůarowego wymaga analizy dotychczas stosowanych metod oceny zagroůenia poůarowego wynikajĊcych z aktualnych przepisów. Warunki prowadzenia dziaâalnoœci górniczej w kopalniach węgla kamiennego w okresie kilkudziesięciu ostatnich lat ulegây zasadniczej zmianie w stosunku do okresu tworzenia systemów eksploatacji. Wzrost gâębokoœci eksploatacji, koncentracja wydobycia oraz wzrost zagroůeľ naturalnych wymuszajĊ koniecznoœý podjęcia badaľ nad dostosowaniem sposobów pomiaru parametrów wentylacyjnych do zmieniajĊcych się warunków otoczenia górniczego. Pomiary przyrzĊdami przenoœnymi parametrów fizycznych dotyczĊ gâównie prĊdów obiegowych - z powodu ograniczonej dostępnoœci zrobów oraz stref zaizolowanych dla takich pomiarów. Natomiast parametry chemiczne – skâad atmosfery – mogĊ byý mierzone praktycznie w kaůdym miejscu kopalni za pomocĊ przyrzĊdów przenoœnych po zastosowaniu węůy lub rurek próbobiorczych oraz odpowiednich pomp. W poniůszej tabeli zestawiono róůnice w sposobach i zakresie pomiaru parametrów wentylacyjnych za pomocĊ przyrzĊdów przenoœnych i za pomocĊ telemetrii. Strona 1 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Pomiary parametrów powietrza Parametry fizyczne Parametry chemiczne Metody pomiarowe Mierzone parametry Metody telemetryczne PrĊdkoĞü powietrza Anemometry Temperatura powietrza Czujniki temperatury CiĞnienie bezwzglĊdne powietrza RóĪnica ciĞnieĔ Czujniki ciĞnienia Czujniki róĪnicy ciĞnieĔ Metody pomiarowe PrzenoĞne przyrządy pomiarowe Precyzyjne anemometry mechaniczne i elektroniczne Psychrometry – pomiar bezpoĞredni Precyzyjne barometry mechaniczne i elektroniczne Mikromanometry Mierzone parametry Metody telemetryczne ZawartoĞü metanu Czujniki metanu (metanometria automatyczna) ZawartoĞü tlenu Czujniki tlenu ZawartoĞü tlenku wĊgla ZawartoĞü dwutlenku wĊgla ZawartoĞü wodoru ZawartoĞü wĊglowodorów nienasyconych C2 – C4 ZawartoĞü azotu ZawartoĞü innych toksycznych gazów Czujniki tlenku wĊgla (CO-metria automatyczna) Czujniki dwutlenku wĊgla Czujniki wodoru PrzenoĞne przyrządy pomiarowe Metody chromatograficzne Przyrządy, zwykle wielofunkcyjne, Chromatografy wyposaĪone w gazowe zainstalowane czujniki gáównie w podziemiach kopalĔ, konduktometryczne, Analiza paramagnetyczne, chromatograficzna w elektrochemiczne, laboratorium na spektralne powierzchni. Zalety metod pomiarowych àatwoĞü wykonania pomiaru DuĪa mobilnoĞü MoĪliwoĞü wykonania pomiaru w dowolnym miejscu kopalni MoĪliwoĞü wykrywania praktycznie wszystkich gazów Wady metod pomiarowych Maáa czuáoĞü i Maáa mobilnoĞü dokáadnoĞü DuĪa pracocháonnoĞü Pomiar poĞredni = duĪy wpáyw obecnoĞci innych gazów w powietrzu kopalnianym na wskazania przyrządów pomiarowych (stąd teĪ w/w pomiary mogą mieü wyáącznie charakter orientacyjny i winny byü potwierdzone analizą chromatograficzną) Ciągáy pomiar Transmisja danych do dyspozytorni Archiwizacja wyników Wysoka dokáadnoĞü MoĪliwoĞü wykonania pomiarów w dowolnym miejscu kopalni Szeroki zakres pomiarowy Ograniczony zakres pomiarowy Stosunkowo niewielka czuáoĞü i dokáadnoĞü DuĪa pracocháonnoĞü pomiarów Ciągáy pomiar Transmisja danych do dyspozytorni Archiwizacja wyników Ograniczony zakres pomiarowy Stosunkowo niewielka czuáoĞü i dokáadnoĞü Wpáyw obecnoĞci innych gazów w powietrzu kopalnianym na wartoĞü pomiaru Strona 2 NajwyĪsza czuáoĞü i dokáadnoĞü pomiaru Eliminacja wpáywu obecnoĞci innych gazów w powietrzu na pomiar MoĪliwoĞü wykrywania praktycznie wszystkich gazów DuĪy zakres pomiarowy Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Pomiary parametrów fizycznych i chemicznych przyrzĊdami przenoœnymi, będĊcym na wyposaůeniu osób odpowiedzialnych za kontrolę stanu zagroůeľ naturalnych w kopalniach stanowiĊ istotnĊ częœý systemów monitorowania , jednakůe wedâug rozpoznania sposób pomiaru omawianych parametrów wentylacyjnych w zasadzie nie jest regulowany w przepisach górniczych krajowych i œwiatowych w kontekœcie oceny zagroůenia poůarowego – autorzy rozwiĊzaľ prawnych z reguây przyjmujĊ, ůe pomiary wykonywane byý powinny przez osoby kompetentne zgodnie z „wymogami sztuki ” i nie stawiajĊ szczegóâowych wymagaľ sposobom pomiaru. Celem niniejszego etapu pracy w ramach Projektu „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” jest analiza przepisów regulujĊcych bezpieczeľstwo pracy w górnictwie w zakresie wykonywania ww pomiarów i interpretacji ich wyników dla optymalnej oceny stanu zagroůenia poůarami endogenicznymi. Wnioski z tej analizy przeprowadzonej na podstawie dotychczasowych doœwiadczeľ Zakâadu Aerologii Górniczej GIG pozwolĊ na ocenę zasadnoœci wprowadzenia do przepisów górniczych uregulowaľ, dzięki którym pomiar parametrów fizycznych przyrzĊdami osobistymi byâby powiĊzany z pomiarami parametrów chemicznych powietrza kopalnianego i pozwoliâ na rzetelnĊ ocenę stanu zagroůenia poůarowego przyczyniajĊc się do wczesnego wykrywania poůarów endogenicznych. W szczególnoœci naleůaâoby rozwaůyý celowoœý umieszczenia w przepisach górniczych szczegóâowych zapisów regulujĊcych następujĊce zagadnienia: dokâadnoœý pomiaru, wyznaczanie lokalizacji punktów pomiaru, liczby punktów pomiarowych w danym rejonie, częstotliwoœý pomiaru, sposób interpretacji wyniku pomiaru. Strona 3 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 I. Analiza przepisów w zakresie pomiarów prowadzonych dla oceny zagroĪenia poĪarowego NiniejszĊ analizę oparto na przeglĊdzie dotychczas obowiĊzujĊcych metod pomiaru parametrów wentylacyjnych w kontekœcie oceny zagroůenia poůarowego zawartych w aktualnych przepisach górniczych, w szczególnoœci RozporzĊdzenia Ministra Gospodarki [1] w konfrontacji z doœwiadczeniami Zakâadu Aerologii Górniczej GIG nabytymi podczas wieloletniego monitorowania stanu zagroůenia poůarami endogenicznymi w polskim górnictwie węglowym. Mierzone parametry Dla oceny zagroůenia poůarami endogenicznymi szczególne znaczenie ma pomiar następujĊcych parametrów wentylacyjnych w podziemiach kopalľ: a) parametry fizyczne Wielkoœý przepâywu powietrza – dla odniesienia mierzonych wielkoœci stęůeľ istotnych w kontekœcie zagroůenia poůarowego gazów do wartoœci bezwzględnych obrazujĊcych intensywnoœý emisji tych gazów. Parametr ten występuje we wzorach, które stosowane sĊ do obliczania wskaŭnika iloœci tlenku węgla, jak w przytoczonym poniůej podpunkcie przepisów [1]: 1. Wedâug przepisów [1] pomiary prędkoœci prĊdu powietrza wykonuje się w wolnych przekrojach wyrobiska. Jest to w zasadzie jedyny szczegóâowy wymóg odnoszĊcy się do pomiaru prędkoœci powietrza w wyrobiskach podziemnych. Równoczeœnie w przepisach tych okreœlono, ůe względny bâĊd pomiarowy czujników prędkoœci powietrza lub przepâywomierzy nie powinien byý większy od ±10%. Nie sĊ natomiast regulowane Strona 4 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 dokâadnoœci pomiaru czy maksymalne wielkoœci bâędu pomiarowego poůĊdane podczas pomiarów wykonywanych przyrzĊdami przenoœnymi przez osoby którym powierzono pomiar. Poniewaů wszystkie wielkoœci parametrów granicznych podawane sĊ z dokâadnoœciĊ do 0,01 m3/s, naleůy przyjĊý, ůe przyrzĊdy pomiarowe – anemometry przenoœne powinny zapewniaý co najmniej takĊ wâaœnie dokâadnoœý pomiaru. Wiadomo, ůe pomiar wydatku powietrza jest silnie uzaleůniony od dokâadnoœci wyznaczenia przekroju poprzecznego wyrobiska. Dlatego teĪ celowe siĊ wydaje zalecenie zakáadania stacji pomiarowych dla wczesnego wykrywania poĪarów endogenicznych w miejscach stacji pomiarowych rejestrowanych w gáównej ksiąĪce przewietrzania, o znanym przekroju. Pomiar ciœnienia atmosferycznego – znajomoœý tego parametru jest przydatna dla okreœlenia prawdopodobnego kierunku migracji powietrza poprzez tamy izolujĊce wyrobiska przewietrzane prĊdami obiegowymi jak równieů przewietrzanymi odrębnie od przestrzeni zamkniętych nieprzewietrzanych – zrobów, partii opuszczonych, zapoůarowanych itd.. Pomiar ten realizowany jest poprzez wymagany przepisami [1] pomiar barografem znajdujĊcym się w pomieszczeniach dyspozytora, kierownika dziaâu wentylacji oraz kierownika kopalnianej stacji ratowniczej. Naleůy dodaý, ůe wewnĊtrz sieci wentylacyjnej występujĊ znaczne wahania wartoœci ciœnienia atmosferycznego, powodowane ruchem technologicznym w szybach oraz na drogach przewozowych, co w zasadzie nie pozwala na wykorzystanie chwilowych pomiarów ciœnienia atmosferycznego do oceny zagroůenia poůarowego. Pomiary majĊce na celu wykonacie „zdjęcia” pola ciœnienia w poszczególnych węzâach sieci (np. dla wyznaczenia pola potencjaâów aerodynamicznych) powinny byý wykonywane w warunkach specjalnych, w dni wolne od wydobycia, aby wyeliminowaý opisane wyůej zakâócenia. Pomiar róůnicy ciœnieľ wewnĊtrz danego rejonu wentylacyjnego oraz pomiędzy przestrzeniami otamowanymi a sĊsiadujĊcymi wyrobiskami – pomiar istotny dla oceny rozkâadu potencjaâów aerodynamicznych oraz informacji o kierunku przepâywu / migracji powietrza do przestrzeni otamowanych dla wykrycia korelacji czasowej zmian ciœnienia atmosferycznego na powierzchni oraz wewnĊtrz danego rejonu ze zmianami zawartoœci istotnych gazów oraz wielkoœci ich bezwzględnej emisji. Doœwiadczenia Zakâadu Aerologii Górniczej GIG i innych oœrodków pokazujĊ, ůe przy pomiarze róůnicy ciœnieľ powietrza waůne sĊ zarówno dokâadnoœý pomiaru (przyjmuje się minimum 10 Pa) jak i jego częstotliwoœý – wynika to ze zmiennoœci typowego pola ciœnieľ w warunkach Strona 5 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 kopalnianych – dla nakreœlenia dobrego obrazu rozkâadu ciœnieľ , prawidâowego uchwycenia trendów i oszacowania zmiennoœci wskazaľ naleůy pomiary wykonywaý w sposób ciĊgây, najlepiej z rejestracjĊ zmian wyników w czasie, wobec tego pomiary przyrzĊdami przenoœnymi majĊ mniejsze znaczenie niů pomiary zautomatyzowane. PrzyrzĊdy przenoœne do pomiaru róůnicy ciœnieľ sĊ ponadto maâo rozpowszechnione w górnictwie polskim, wciĊů najczęœciej stosuje się manometry wodne. Temperatura i wilgotnoœý powietrza – zmiany tych parametrów mogĊ w sprzyjajĊcych warunkach stanowiý dodatkowy sygnaâ wskazujĊcy na rozwój procesu samozagrzewania węgla, w przepisach [1] pomiary tych parametrów występujĊ Parametry te sĊ jednak bardzo zawodne jako ewentualne wskaŭniki zagroůenia poůarowego, poniewaů wyniki pomiarów temperatury i wilgotnoœci sĊ uzaleůnione od wielu czynników, który wpâyw naleůy oczywiœcie odnosiý kaůdorazowo do wyniku pomiaru. W szczególnoœci naleůeý uwzględniý wartoœý lokalnej temperatury pierwotnej górotworu i ociosów węglowych. W zwiĊzku z tym zasadne jest utrzymywanie i aktualizacja mapy izolinii temperatury pierwotnej skaâ w danym rejonie. Anomalie rozkâadu temperatury ociosów odniesione do temperatury otoczenia (powietrza) mogĊ byý wskazówkĊ co do lokalizacji rejonów gdzie zachodzi intensywna reakcja utleniania węgla. Pomiary w celu wykrycia anomalii rozkáadu temperatury stropie, spągu i ociosach wyrobisk wĊglowych wykonuje siĊ zwykle zdalnie pirometrami, które wedáug przepisów [1] powinny charakteryzowaü siĊ rozdzielczoĞcią temperatury ±0,1°C w zakresie róĪnicy temperatur 'T od 0 do 5°C. W przepisach [1] okreĞlone jest równieĪ kryterium samozagrzewania siĊ wĊgla w miejscu wykonywanego pomiaru, a mianowicie wzrost temperatury powierzchni wĊgla w stosunku do temperatury powietrza powyĪej wartoĞci 'T = 3°C. Miejsce wykonywania pomiarów za pomocą przenoĞnych pirometrów oraz czĊstotliwoĞü wykonywania tych pomiarów i sposób dokumentowania wyników ustala kierownik dziaáu wentylacji. b) parametry chemiczne Wedáug przepisów [1] prawidáowoĞü wskazaĔ i dziaáaĔ przyrządów stosowanych do pomiarów stĊĪeĔ gazów kontroluje siĊ za pomocą mieszanek wzorcowych. W przepisach nie ma natomiast odniesieĔ do Īadnej procedury normalizacyjnej, pozwalającej na oszacowanie wpáywu rozcieĔczenia próbki (pobranej z e zrobów lub z przestrzeni otamowanej) gazami takimi jak tlen dopáywający z prądu obiegowego, gazy uĪywane do inertyzowania tej przestrzeni. Podobnie, w przepisie mówiącym o sposobie kalibracji przyrządów nie ma równieĪ Strona 6 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 odniesieĔ do znanych problemów z czuáoĞcią skroĞną okreĞlająca wpáyw obecnoĞci innych gazów na wynik pomiaru jednego. Nie ma równieĪ mowy o oszacowaniu wpáywu warunków zewnĊtrznych pomiaru (temperatury, ciĞnienia atmosferycznego, wilgotnoĞci) na wielkoĞü odczytu danego parametru chemicznego. W polskim górnictwie wĊglowym pomiary skáadu chemicznego atmosfery kopalnianej przyrządami przenoĞnymi w kontekĞcie zagroĪenia poĪarowego dotyczą nastĊpujących skáadników atmosfery: Stęůenie tlenku węgla – podstawowego gazu wskaŭnikowego w kontekœcie zagroůenia poůarowego, znanego w caâym górnictwie œwiatowym – pomiary wykonywane przyrzĊdami osobistymi pozwalajĊ na dokâadnĊ lokalizację miejsca zagroůenia, ewentualnie identyfikację trasy migracji powietrza z/do zrobów lub miejsc otamowanych, jednakůe ustalenie tendencji zmian stęůenia za pomocĊ pomiarów przyrzĊdami przenoœnymi jest kâopotliwe. StĊd zapewne w przepisach [1] pomiary zawartoœci CO na stacjach pomiarowych wczesnego wykrywania za pomocĊ przyrzĊdów przenoœnych traktuje się jako pomiar pomocniczy lub wstępny - jeůeli pomiary stęůenia tlenku węgla za pomocĊ indywidualnych przenoœnych analizatorów (tzw. CO-mierzy), nie wykaůĊ stęůenia CO ponad 10 ppm, wtedy nie wymaga się na tych stacjach pobierania prób powietrza do analizy. Pomiar zawartoœci CO w prĊdach obiegowych jest podstawĊ do okreœlenia wartoœci wskaŭnika iloœci tlenku VCO. Pomiar ten powinien byý więc powiĊzany z pomiarem prędkoœci przepâywu i pola przekroju poprzecznego w danej stacji pomiarowej w prĊdzie przepâywowym. Obecnie obowiĊzujĊce przepisy wymagajĊ pomiaru prędkoœci i wydatku powietrza wraz z pomiarem zawartoœci tlenku węgla, nie ma jednak technicznej moůliwoœci realizacji tych pomiarów w czasie jednego odczytu – wyznaczenie wielkoœci wskaŭnika iloœci tlenu wymaga więc przeprowadzenia pomiarów dwóch lub trzech parametrów (stęůenie CO, prędkoœý powietrza i przekrój poprzeczny) , z reguây pomiar ich nie moůe byý jednoczesny. Pomiar zawartoœci CO w prĊdach obiegowych pozwala równieů na wyznaczenie wartoœci wskaŭnika przyrostu tlenku węgla 'CO, stosowanego jako jedno z kryteriów oceny zagroůenia poůarowego. W przepisach [1] nie jest natomiast opisane stosowanie wielkoœci stęůenia CO w prĊdzie obiegowym wlotowym jako parametru dla wyznaczenia wartoœci wskaŭnika Grahama – jednak w wielu krajach [4], przyjmuje się takie rozwiĊzanie za dokâadniejsze niů podany w przepisach wzór. Zawartoœý dwutlenku węgla. Pomiar stęůenia tego gazu przyrzĊdami przenoœnymi pozwala na identyfikację miejsc wypâywu gazów z przestrzeni niedostępnych dla ludzi, co Strona 7 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 moůe mieý zwiĊzek z zagroůeniem poůarowym. W warunkach normalnych w prĊdach obiegowych powietrza œwieůego zawartoœý objętoœciowa dwutlenku węgla oscyluje w zakresie 0,03-0,05 %, wykazujĊc przy tym duůĊ zmiennoœý w strefach zawaâowych i w prĊdach wylotowych . Dwutlenek węgla moůe byý wytwarzany w strefie zrobowej podczas utleniania resztek węgla ale równieů moůe byý desorbowany lub dopâywaý z sĊsiednich stref zawaâowych dlatego teů pomiar jego przyrostu traktowaý moůna jako wskaŭnik pomocniczy zagroůenia poůarowego, jednak nie ma ujęcia tej moůliwoœci w przepisach Zawartoœý metanu. W polach niemetanowych zawartoœý metanu w istotnych stęůeniach (wg doœwiadczeľ Zakâadu Aerologii Górniczej GIG ponad 0,05%) w powietrzu wentylacyjnym moůe byý istotnĊ wskazówkĊ, ůe w sĊsiedztwie miejsca pomiary ma miejsce proces samozagrzewania lub pirolizy, których produktem sĊ gazowe węglowodory, w tym metan. Podobnie jak w wypadku dwutlenku węgla, brak ujęcia tego faktu w przepisach, zapewne ze względu na powszechnoœý występowania i zmiennoœý wydzielania metanu, Udziaâ tlenu. Podobnie jak w przypadku dwutlenku węgla pomiar przyrzĊdami osobistymi tego parametru moůe dostarczyý informacji o kierunku i intensywnoœci przepâywów ze zrobów lub stref otamowanych. Ponadto pomiar bezpoœredni przyrzĊdami przenoœnymi zawartoœci tlenu w powietrzu doprowadzanym do rejonu i wypâywajĊcym z niego pozwala na skorygowanie wartoœci wskaŭników poůarowych opartych na obliczeniach, w których jako parametr występuje ubytek tlenu, w szczególnoœci dotyczy to wskaŭnika Grahama. W standardowym ujęciu podanym w przepisach [1] ubytek tlenu obliczany jest poœrednio wg następujĊcego wzoru. Podczas wyprowadzania tego wzoru przyjĊto zaáoĪenie, Īe stosunek stĊĪenia tlenu do azotu (a wáaĞciwie sumy stĊĪenia azotu, argonu i innych gazów szlachetnych – nie jest to podane w definicji wzoru zamieszczonej w przepisach) dla próbek powietrza ze stacji wlotowej do rejonu wynosi 0,265, oraz Īe caákowitą wielkoĞü obliczonego ubytku tlenu po przejĞciu powietrza wentylacyjnego przez rejon wydobywczy moĪna przypisaü egzotermicznemu utlenianiu wĊgla w zrobach. Powszechnie wiadomo, Īe Strona 8 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 oba te zaáoĪenia mogą byü kwestionowane – tlen moĪe byü zuĪywany przez procesy fizykochemiczne nie związane z utlenianiem wĊgla prowadzącym do emisji CO, w tym przez adsorpcjĊ, rozcieĔczenie gazami záoĪowymi takim jak metan, etan oraz gazami stosowanymi do inertyzacji takimi jak dwutlenek wĊgla, metan i azot. Dlatego pomiary rĊczne lub za pomocą gazometrii automatycznej przeprowadzane na stacjach wlotowych i wylotowych z rejonu pozwalają na dokáadniejsze obliczenie omawianego parametru – stanowiącego mianownik we wzorze na wskaĨnik Grahama i innych wskaĨników – w sposób bezpoĞredni poprzez porównanie wartoĞci pomiarów zawartoĞci tlenu na stacjach wlotowej i wylotowej ze zrobów. JednakĪe wyĪej opisany bezpoĞredni sposób wyznaczania wielkoĞci wskaĨnika Grahama (a wáaĞciwie wartoĞci mianownika we wzorze) nie jest ujĊty w odnoĞnych przepisach [1]. Wg przepisów [1] dla zwiększenia kontroli stanu zagroĪenia poĪarowego w wyrobiskach górniczych, a zwáaszcza dla oceny temperatury i masy zagrzanego wĊgla, w próbach powietrza pobieranych na stacjach pomiarowych, moĪna oznaczaü dodatkowo: etylen, propylen, acetylen i wodór. Pomiar stĊĪenia tych gazów, wystĊpujących zwykle w Ğladowych iloĞciach, wykonuje siĊ jednak aktualnie gáownie metodą chromatograficzną zapewniającą nieporównanie wiĊkszą powtarzalnoĞü i dokáadnoĞü pomiaru w porównaniu z przyrządami przenoĞnymi lub dostĊpnymi czujnikami telemetrii gazowej. Strona 9 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 II Analiza Ğwiatowych rozwiązaĔ w zakresie pomiarów prowadzonych przez sáuĪby kopalniane W trakcie wykonywania zadaľ okreœlonych w projekcie poddano analizie metody pomiaru parametrów fizycznych i chemicznych przyrzĊdami przenoœnymi stosowane w wybranych krajach o wysoko rozwiniętym górnictwie węgla kamiennego. Naleůy stwierdziý, ůe zasadzie prawodawcy nie okreœlajĊ szczególnych wymogów odnoœnie pomiarów parametrów wentylacyjnych za pomocĊ przyrzĊdów przenoœnych lub osobistych. Wydaje się, ůe dal autorów analizowanych przepisów Istotna jest metrologiczna jakoœý pomiaru, a sposób jego realizacji jest problemem bardziej technicznym niů prawnym. Jednakůe znaleziono kilka charakterystycznych róůnic w podejœciu do pomiarów przyjętym w Polsce a metodami stosowanymi w innych krajach, które mogĊ byý rozwaůone jako przydatne w kontekœcie walki z zagroůeniem poůarowym w polskim górnictwie węglowym. Omówione to zostanie na przykâadzie wybranych rozwiĊzaľ stosowanych w górnictwie œwiatowym. Stany Zjednoczone Ameryki Podczas kwerendy przepisów amerykaĔskich górniczych nie napotkano na specyficzne wymogi odnoĞnie monitorowania stanu atmosfery przyrządami przenoĞnymi w kontekĞcie oceny zagroĪenia poĪarowego. Niemniej, kaĪda kopalnia ma obowiązek opracowania programu monitorowania jakoĞci powietrza. Kierownik ruchu kopalni przygotowuje taki program na piĞmie, przy czym odrĊbnie przygotowuje siĊ program monitorowania skáadu i jakoĞci powietrza w wyrobiskach podziemnych w których pracują silniki dieselowskie. Program monitorowania skáadu powietrza powinien byü przygotowany przez osobĊ z tytuáem inĪyniera w porozumieniu z higienistą przemysáowym posiadającym z certyfikat American Board of Industrial Hygiene. Program taki musi okreĞliü procedurĊ pobierania próbek, instrukcje pomiarowe i wyszczególniaü instrumenty pomiarowe. Program identyfikuje równieĪ zanieczyszczenia nie związane z silnikami dieslowskimi, czĊstotliwoĞü monitorowania skáadu i iloĞci powietrza dostatecznej dla przewietrzenia miejsc pracy pod ziemią poprzez rozcieĔczenia gazów do dopuszczalnych wartoĞci. Wedáug tych przepisów pomiary powinny byü wykonane przez osobĊ kompetentną, w zgodzie z ogólnie przyjĊtymi zasadami inĪynierskimi, dla oceny jakoĞci i iloĞci powietrza, w szczególnoĞci zawartoĞci gazów palnych przynajmniej raz na miesiąc, w prądach grupowych ĞwieĪego i zuĪytego powietrza, w prądach rejonowych niezaleĪnych ĞwieĪego i zuĪytego powietrza, w prądach wlotowych i wylotowych, w odlegáoĞci 90 m od pierwszego miejsca pracy w prądzie wlotowym kaĪdego prądu niezaleĪnego, raz na tydzieĔ, w czynnych przodkach oraz z czĊstotliwoĞcią i w miejscach ustalonych przez Strona 10 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 kierownika ruchu zakáadu, kierownika wentylacji lub osobĊ dozoru. Ustalone jest, Īe pomiary dla wykrycia koncentracji gazów niepalnych powinny byü przeprowadzone dla próbek z przekroju wyrobiska; a dla pomiaru gazów palnych próbki powinny byü pobrane z odlegáoĞci minimum 30 cm od spągu, stropu lub ociosów. Australia i Nowa Zelandia Przepisy górnicze obowiĊzujĊce w Australii i nowej Zelandii omówiono na przykâadzie przepisów i procedur stosowanych w Stanie Nowa Poâudniowa Walia, wedâug naszego rozeznania w innych stanach Australii i w Nowej Zelandii obowiĊzuje podobne podejœcie do omawianego problemu. Tak jak w przypadku USA sposób pomiaru przyrzĊdami przenoœnymi dla oceny zagroůenia poůarowego generalnie nie jest szczegóâowo okreœlany w przepisach. W zaleceniach agendy rzĊdu Stanu Górniczego NSW dla inůynierów wentylacji [3] regularne monitorowanie stanu atmosfery (chodzi gâównie o parametry chemiczne – nie znaleziono wzmianek o monitorowaniu parametrów fizycznych w kontekœcie zagroůenia poůarowego) przyrzĊdami przenoœnymi jest przedstawione jako jeden z szeœciu zalecanych sposobów monitorowania stanu zagroůenia, przy czym naleůy podkreœliý, ůe gâówny nacisk kâadzie się na zautomatyzowane sposoby pomiaru. Ciekawe i godne rozwaůenia i ewentualnie zastosowania w polskich warunkach jest szeroko stosowana (szczególnie w Australii i USA [4]) procedura przeliczania wyników pomiarów na zasadzie „air free” – stosuje się jĊ wtedy, gdy moůna przyjĊý, ůe tlen w próbce zrobowej pochodzi jedynie z rozcieľczenia wynikajĊcego z powodu dopâywu powietrza obiegowego podczas np. zniůek barometrycznych. W tym przypadku stęůenia gazów sĊ normalizowane poprzez usunięcie tlenu ze skâadu obliczanego i odpowiednie ustalenie udziaâu azotu zgodnie ze znaną proporcją stĊĪenia azotu do tlenu wynoszącą 3,778 ). StĊĪenia pozostaáych gazów są nastĊpnie normalizowane poprzez bilansowanie do 100%. Dopuszczane jest równieĪ normalizowanie skáadu procentowego stĊĪeĔ gazów poprzez przeliczanie ich wartoĞci przez czynnik wyliczany z proporcji spodziewanego do zmierzonego stĊĪenia metanu – zakáada siĊ tu pewną niezmiennoĞü stĊĪenia ew. staáoĞü trendu zmian stĊĪenia metanu w zrobach. OczywiĞcie takie procedury normalizacyjne mogą byü stosowane z odpowiednią ostroĪnoĞcią, wynikającą z niepewnoĞci pierwotnych zaáoĪeĔ, zapobiega to jednak zaniĪaniu wartoĞü wskaĨników poĪarowych w przypadku przypadkowego rozcieĔczenia próbki metanem lub powietrzem. Strona 11 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Znane problemy z obliczaniem wartoĞci wskaĨnika Grahama są w Australii rozwiązywane czĊĞciowo poprzez pomiary stĊĪenia CO i tlenu (zawartoĞü azotu oblicza niejako dpeánienie do 100% sumy stĊĪeĔ pozostaáych gazów) na początkowym odcinku zrobów (ew. zza tamy wlotowej - indeks pocz) i po przejĞciu zrobów (ew. zza tamy wylowej indeks konc), a nastĊpnie poprzez przeksztaácenie stosowanego w polskim górnictwie wzoru na wskaĨnik Grahama do nastĊpującej postaci [4]: G § · § N 2 konc · ¨ CO ¸ CO pocz ¸ ¨ konc ¨ ¸ ¨ ¸ © N 2 pocz ¹ ¹ 100 © § N 2 konc · ¸ O2 pocz O2 konc ¨ ¸ ¨N © 2 pocz ¹ Dla obliczenia takiej wartoĞci wskaĨnika Grahama, czĊĞciowo skompresowanej na rozcieľczenie próbki metanem lub gazami inertyzującymi zroby naleĪy wykonaü pomiary (przyrządami przenoĞnymi lub poprzez pobór próbek do analizy chromatograficznej w dwóch miejscach dla kaĪdego monitorowanego rejonu. Na podstawie informacji podawanych przez J. Grubba [2] ustalono, ůe częstotliwoœý i sposób pomiaru parametrów fizycznych i chemicznych atmosfery w kopalniach Australijskich i Nowej Zelandii sĊ ustalane indywidualnie dla kaůdej kopalni przez jej kierownictwo i zapisywany w kopalnianym planie ratownictwa, co jest wymagane przez przepisy. Częstotliwoœý kontroli zarówno za pomocĊ przyrzĊdów przenoœnych jak i za pomocĊ telemetrii oraz systemu rurek próbobiorczcyh („tube bundle”) jest bardzo róůna dla róůnych kopalľ. Dla przykâadu w niektórych kopalniach (Kopalnia Austar w Cessnock), pomiary âĊcznie z pobieraniem próbek ze zrobów wykonywane sĊ w co 12 godzin (np. o godz. 05 i 17 (w zwiĊzku z dziennym cyklem barometrycznym), wraz z pomiarem temperatury suchej i wilgotnej przy pobieraniu próbek do worków, natomiast w kopalni Broadmeadow Moranbah pomiary wykonywane sĊ na kaůdej zmianie z prĊdów wylotowych i ze zrobów, równolegle z pomiarami temperatury oraz prędkoœci powietrza. Dla kontrastu moůna podaý, ůe w kopalni Crinum, Emerald, Queensland pomiary skâadu gazów zrobowych wykonywane sĊ w cyklu tygodniowym, z chodników wentylacyjnych co dwa tygodnie, zza tam co miesiĊc, natomiast w Kopalni Huntly East, Huntly w Nowej Zelandii pomiary wykonuje się co 12 godzin, ale tylko do osiĊgnięcia stanu zainertyzowania zrobów, następnie zroby monitorowane sĊ co 6 miesięcy. W kopalniach, w których zainstalowane sĊ systemy pomiarowe typu „tube bundle” w okreœlonym interwale czasowym (najczęœciej co zmianę roboczĊ) pobiera się próbki i dokonuje pomiarów przyrzĊdami przenoœnym dla weryfikacji wskazaľ sytemu pomiarowego i sprawdzenia jego stanu. Strona 12 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 W wielu kopalniach australijskich opisanych w pracy J. Grubba do oceny stanu zagroůenia brane sĊ pod uwagę wyniki bezpoœrednich pomiarów stęůeľ gazów zrobowych przeliczonych na tzw „wolne powietrze” (opisana powyůej procedura dla uwzględnieniu efektu rozcieľczenia próbki powietrzem z prĊdu obiegowego podczas zniůek barometrycznych). Zagroůenie poůarowe w rejonie filarów węglowych i pâotów monitorowane jest termograficznie, uůywane sĊ równieů rurki wskaŭnikowe na CO firmy Draeger przy monitorowaniu szczelin. W wielu kopalniach wyniki pomiarów przyrzĊdami przenoœnym sĊ wprowadzane do systemu komputerowego zarzĊdzania bezpieczeľstwem, który integruje w jednĊ bazę danych wyniki pomiarów z monitoringu telemetrycznego, systemów „tube bundle”, pomiarów indywidualnych, pomiarów wykonywanych przez zewnętrzne firmy zajmujĊce się monitorowaniem stanu zagroůenia i pomiary z innych ŭródeâ. Republika Czeska Ŭródâo: akty prawne Urzędu Górniczego w Ostrawie [5], artykuâ Aloisa Adamusa [6] Nie znaleziono w ww ŭródâach specyficznych zapisów odnoszĊcych się do pomiaru parametrów fizycznych systemu przewietrzania kopalľ w kontekœcie zagroůenia poůarowego. Parametry chemiczne powietrza kopalnianego monitorowane sĊ, zgodnie z [5] i [8], w następujĊcy sposób. Gazy poůarowe występujĊce w procesie samozagrzewania i samozapalenia węgla dzieli się w górnictwie czeskim na dwie grupy: tzw. gazy większoœciowe (podstawowe - próby pobierane na mokro- CO2, CO, O2l CH4,) i mniejszoœciowe (dopeâniajĊce - próby pobierane na sucho H2, C2H6, C3He, nC4H10, iC4H10, C2H4, C3H6, C2Ha.). W czeskim górnictwie węglowym wyróůnia się rejony niezagroůone samozagrzaniem węgla oraz zagroůone jego wystĊpieniem, takie np. jak pola poůarowe, miejsca gdzie byâo wczeœniej stwierdzane podwyůszone stęůenie tlenku węgla powyůej dopuszczalnych wartoœci, miejsca ze zmniejszonym przepâywem powietrza (zroby?), zwâaszcza w rejonach w których prowadzona jest eksploatacja grubych pokâadów lub/i występujĊ pokâady towarzyszĊce) oraz inne miejsca w których wykrywane sĊ oznaki moůliwego samozapâonu. Miejsca uznane za zagroůone powinny byý monitorowane, a kontrola w takich miejscach obejmujĊca pomiar poziomu tlenku węgla musi byý przeprowadzane na kaůdej zmianie, a w dni wolne od pracy dni, raz na 24 godziny, chyba ůe sĊ one monitorowane w sposób ciĊgây analizatorami tlenku węgla, umieszczonymi w prĊdzie niezaleůnym powietrza. Kierownik ruchu zakâadu okreœla wâaœciwĊ częstotliwoœý pomiaru i miejsca pobierania próbek powietrza do analizy laboratoryjnej w zaleůnoœci od lokalnych warunków. Strona 13 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 III. Propozycje zmian dotychczas obowiązujących sposobów pomiarów parametrów fizycznych i chemicznych powietrza przepáywającego przez wyrobiska górnicze ujĊtych w przepisach Ministra Gospodarki Na podstawie analizy przedstawionych powyĪej informacji dotyczących pomiarów przyrządami przenoĞnymi (rĊcznymi) parametrów fizycznych i chemicznych powietrza w kontekĞcie oceny zagroĪenia poĪarowego przyjĊtych w Polsce i w wybranych krajach wynika, Īe szczegóáowe wytyczne odnoĞnie dokáadnoĞci, czĊstotliwoĞci i sposobu pomiarów parametrów fizycznych i chemicznych powietrza w odniesieniu do oceny stanu zagroĪenia poĪarowego z reguáy nie są ujĊte w dostĊpnych przepisach tak polskich jak i zagranicznych. Jest to zrozumiaáe poniewaĪ w przemyĞle górniczym wystĊpuje duĪe zróĪnicowanie warunków technicznych i naturalnych, co utrudnia skodyfikowanie procedur pomiarowych. W naszej opinii naleĪy pozostawiü w ich obecnym ksztaácie obecnie obowiązujące rozwiązania zawarte w polskich przepisach [1], które jedynie ogólnie regulują techniczne aspekty pomiarów. W toku pracy opracowano szereg propozycji zapisów w przepisach górniczych oraz w przyjĊtych w Polsce sposobach pomiaru parametrów chemicznych i fizycznych powietrza przyrządami przenoĞnymi, których uwzglĊdnienie, naszym zdaniem, mogáoby pomóc w zwalczaniu zagroĪenia poĪarowego w kopalniach wĊgla kamiennego: Regulacje odnoszące siĊ do pomiaru stĊĪenia tlenku wĊgla w strefach zrobowych w celu ustalenia wskaĨnika Grahama moĪna uzupeániü o moĪliwoĞü uwzglĊdnienia pomiaru zawartoĞci tlenku wĊgla w prądzie dopáywającym jako parametru uwzglĊdnianego przy obliczaniu ubytku tlenu – mianownika we wzorze na obliczanie tego wskaĨnika. Wg dotychczas obowiązujących przepisów wskaĨnik Grahama oblicza siĊ jako stosunek zawartoĞci CO do ubytku tlenu obliczanego jako róĪnica pomiĊdzy zawartoĞcią tlenu w zrobach a iloczynem zawartoĞci azotu i wspóáczynnika 0,265. Wzór ten jest w naszej opinii zbyt uproszony. Idea wskaĨnika Grahama zasadza siĊ na oszacowaniu iloĞci tlenu zuĪytej do wytworzenia tlenku wĊgla. Wiadomo, Īe wraz z temperaturą reakcji proces utleniania staje siĊ bardziej wydajny i coraz wiĊcej tlenu jest zuĪywane do wytworzenia produktów utleniania, takich jak tlenek wĊgla i dwutlenek wĊgla. Dlatego teĪ istotĊ stanu zagroĪenia w zrobach lepiej oddaje wskaĨnik obliczany jako stosunek przyrostu CO do rzeczywistego ubytku tlenu. Strona 14 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Wobec powyĪszego, w naszej opinii, w punkcie dotyczącym wskaĨnika Grahama powinna byü mowa ogólnie o wskaĨniku Grahama bez podawania powyĪszego wzoru, lub teĪ podana wyĪej idea wskaĨnika. Wynika to z faktu, Īe w zaleĪnoĞci od dostĊpnych pomiarów wskaĨnik Grahama moĪe byü obliczany w sposób uproszczony, jak w obowiązujących przepisach, albo teĪ przy pomocy wzorów uwzglĊdniających pomiary skáadu powietrza na wlocie do strefy zawaáowej lub zaizolowanej. Jedną z postaci tego wzoru przytoczono powyĪej przy omawianiu rozwiązaĔ stosowanych w Australii. Dla sprawnego obliczania wskaĨnika iloĞci tlenku wĊgla w prądach obiegowych naleĪy wyposaĪyü sáuĪby kopalnianie w przyrządy umoĪliwiające zintegrowany jednoczesny pomiar tlenku wĊgla i prĊdkoĞci powietrza wentylacyjnego – po wprowadzeniu wielkoĞci przekroju poprzecznego w danej stacji pomiarowej moĪliwy byáyby natychmiastowy odczyt wartoĞci wskaĨnika iloĞci powietrza. Zbudowane na podobnej jak podana wyĪej zasadzie metanomierze umoĪliwiáaby szybką ocenĊ bieĪącej wartoĞci metanowoĞci bezwzglĊdnej w prądzie powietrza prowadzonym przez daną stacjĊ pomiarową, co byáoby równieĪ korzystne dla oceny zagroĪenia poĪarowego w danym rejonie. Ponadto w odniesieniu pomiaru wydatku powietrza w stacjach pomiarowych równoczeĞnie z pobieraniem próbek do wczesnego wykrywania poĪarów postulujemy zalecenie dąĪenia do zakáadania stacji pomiarowych dla wczesnego wykrywania poĪarów endogenicznych w miejscach stacji pomiarowych rejestrowanych w gáównej ksiąĪce przewietrzania. Pozwoli to na zwiĊkszenie dokáadnoĞci i powtarzalnoĞci wyników pomiaru przekroju porzecznego wyrobisk, a w konsekwencji wydatku powietrza i przez to dokáadniejsze oszacowanie iloĞci tlenku wĊgla i innych gazów wytwarzanych w monitorowanym rejonie. Ponadto, naleĪy zauwaĪyü, Īe w przepisach i przyjĊtych sposobach pomiaru zawartoĞci gazów w zrobach i przestrzeniach zaizolowanych naleĪaáoby uwzglĊdniü fakt, Īe na wartoĞü pomiaru zawartoĞci tlenu, azotu i pozostaáych gazów mogą mieü wpáyw róĪne, trudne do iloĞciowego ujĊcia zjawiska, takie jak: - rozcieĔczanie azotu przez metan wydzielany do przestrzeni zrobowej, - rozcieĔczanie bądĨ dodawanie azotu poprzez mieszaniny gazowe stosowane do inertyzacji zrobów, - zwiĊkszanie zawartoĞci azotu w stosunku do tlenu poprzez procesy zuĪywające tlen ale nie wytwarzające tlenku wĊgla (adsorpcja, inne reakcje chemiczne). Strona 15 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Wszystkie te czynniki maja wpáyw na niedoszacowania lub przeszacowanie wartoĞci wskaĨników opartych na ubytku tlenu i przyroĞcie tlenku wĊgla lub innych gazów takich jak etylen i propylen. Wobec powyĪszego naleĪy uczyniü mniej ostrym kryterium zagroĪenia poĪarowego opartego na wartoĞci wskaĨnika Grahama podanego w przepisach [1] i uzaleĪniü podjĊcie dziaáaĔ profilaktycznych po przekroczeniu odpowiednich progów liczbowych (0,0025 0,007 i 0,03) od dodatkowej oceny uwzglĊdniającej powyĪsze zjawiska, ew. przeprowadzanej w konsultacji z rzeczoznawcą. Celowe jest teĪ wprowadzenie do przepisów moĪliwoĞci zastosowania odpowiedniej procedury normalizacyjnej dla alternatywnej interpretacji stanu zagroĪenia. tak jak to jest stosowane w niektórych krajach omówionych powyĪej. W nastĊpnych etapach projektu, w szczególnoĞci w pracach podczas etapu 10 „OkreĞlenie minimalnej dokáadnoĞci (lub maksymalnego báĊdu pomiarowego) analiz chemicznych powietrza zrobowego dla kaĪdego mierzonego parametr” zostanie okreĞlona zalecana procedura normalizacyjna dla oszacowania rzeczywistej zawartoĞci poszczególnych gazów w zrobach, w szczególnoĞci zawartoĞci tlenu, tlenku wĊgla oraz wĊglowodorów nienasyconych i wodoru. OkreĞlone zostaną równieĪ procedury oceny czuáoĞü skroĞnej przenoĞnych przyrządów pomiarowych dopuszczanych do uĪytku w wyrobiskach podziemnych oraz koniecznoĞü kalibracji takich przyrządów (jak równieĪ czujników gazometrycznych) w warunkach zbliĪonych do typowych warunków doáowych (wilgotnoĞü, temperatura, ciĞnienie). Strona 16 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Wnioski 1. Pomiary parametrów fizycznych i chemicznych za pomocą przyrządów przenoĞnych w kontekĞcie oceny zagroĪenia poĪarami endogenicznymi stanowią istotne uzupeánienie systemu monitoringu tego zagroĪenia. Ich naturalną zaletą jest moĪliwoĞü zastosowania we wszystkich miejscach dostĊpnych dla osób wykonujących pomiary, a wiĊc gáównie w prądach obiegowych powietrza oraz áatwoĞü wykonania pomiaru. Wobec rozwoju gazometrii automatycznej pomiar przyrządami przenoĞnymi staá siĊ metodą uzupeániająca monitoringu, naleĪy jednak dąĪyü do wáączenia wyników bieĪących pomiarów do systemów informacyjnymi sáuĪącym do zarządzania bezpieczeĔstwem ruchu zakáadów górniczych 2. Ujecie aspektów technicznych pomiarów przyrządami przenoĞnymi w obecnie obowiązujący przepisach jest dostatecznie szczegóáowe. NaleĪy jednak dopuĞciü w przepisach moĪliwoĞü normalizacji wyników pomiarów. NastĊpowaáo by to w przypadkach gdy pomiary skáadu gazowego atmosfery w strefach zawaáowych lub otamowanych są zakáócane w wyniku rozcieĔczenia próbki ewentualnie zastosowania inertyzacji. W konsekwencji wartoĞci kryterialne wskaĨników poĪarowych, w szczególnoĞci wskaĨnika Grahama powinny podane jako warunkowe, podlegające ocenie zaleĪnej od wyników takiej normalizacji wyników pomiaru. 3. Przepis dotyczący sposobu obliczania wskaĨnika Grahama naleĪy sformuáowaü w sposób bardziej ogólny, dopuszczający moĪliwoĞü obliczania ubytku tlenu i przyrostu tlenku wĊgla w sposób bezpoĞredni na podstawie wyników pomiarów z dwóch stacji pomiarowych. 4. NaleĪy wprowadziü do praktyki górniczej przyrządy pomiarowe umoĪliwiające szybką ocenĊ iloĞci tlenku wĊgla wydzielanego w rejonie oraz chwilowej wartoĞci metanowoĞci bezwzglĊdnej, poprzez integracjĊ anemometrów górniczych z czujnikami metanu oraz tlenku wĊgla. 5. NaleĪy dąĪyü do wprowadzenia obowiązku kalibracji przyrządów do pomiaru zawartoĞci poszczególnych skáadników chemicznych powietrza w warunkach Ğrodowiskowych zbliĪonych do typowych warunków doáowych. Ponadto naleĪy okreĞliü i wprowadziü do praktyki procedurĊ oceny czuáoĞci skroĞnej czujników wykrywających poszczególne gazy dla okreĞlenia iloĞciowego wpáywu obecnoĞci innych skáadników powietrzu kopalnianym i uwzglĊdnienia tych zaleĪnoĞci w interpretacji wyników pomiaru. Strona 17 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Literatura 1] RozporzĊdzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeľstwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpoůarowego w podziemnych zakâadach górniczych (Dz. U. Nr 139, poz. 1169 oraz z 2006 r. Nr 124, poz. 863) [2] John W. Grubb Preventative measures for spontaneous combustion in underground coal mines,(niepublikowana praca doktorska), Faculty and the Board of Trustees of the Colorado School of Mines, 2007 [3] Technical Reference for Spontaneous Combustion Management Guideline (Zalecenia techniczne odnoœnie kontroli zagrozenia poůarami endogenicznymi) Mine Safety Operations Branch Industry and Investment NSW, May 2011 [4] R. L. Derick, R. J. Timko METHODS TO DETERMINE THE STATUS OF MINE ATMOSPHERES – AN OVERVIEW Strona Internetowa NIOSH, Pittsburgh, USA [5] Decyzja nr 10/1990 Rejonowego Urzędu Górniczego w Ostrawie, sygn. akt. 10/1990-400lng. P/M1, OBU Ostrawa 1990 [6] Alois ADAMUS Przepisy regulujĊce monitorowanie gazów poůarowych w procesie samozapalenia węgla w Okręgu Ostrawsko-Karwiľskim, Kwartalnik WUG, 2008 Strona 18 Strategiczny projekt badawczy „Poprawa bezpieczeĔstwa pracy w kopalniach” Zadanie szczegóáowe nr 3.Etap 7 Strona 1
