Wyższy Urząd Górniczy. Zagrożenie pożarowe w drążonych wyrobiskach kamiennych przecinających pokłady węgla

Transkrypt

1 Wyższy Urząd Górniczy Zagrożenie pożarowe w drążonych wyrobiskach kamiennych przecinających pokłady węgla

2 Zagrożenie pożarowe w drążonych wyrobiskach kamiennych przecinających pokłady węgla Katowice 2011

3 Copyright by Wyższy Urząd Górniczy, Katowice 2011 Opracowanie Departament Górnictwa WUG Opracowanie graficzne, skład i łamanie Anna Nowrot Redakcja Anna Swiniarska-Tadla Druk broszury sfinansowano ze środków Zakładu Ubezpieczeń Społecznych Wyższy Urząd Górniczy Katowice, ul. Poniatowskiego wug@wug.gov.pl

4 Wstęp Prowadzenie robót górniczych w górotworze powoduje ujawnianie się zagrożeń naturalnych oraz powstawanie zagrożeń technicznych. Pomimo prowadzonych na szeroką skalę prac profilaktycznych dochodzi do niebezpiecznych zdarzeń, w wyniku których górnicy ginęli lub ulegali wypadkom. W tabeli przedstawiono liczbę niebezpiecznych zdarzeń zaistniałych w latach Wykres kołowy przedstawia liczbę wypadków śmiertelnych związanych z niebezpiecznymi zdarzeniami. Liczba niebezpiecznych zdarzeń zaistniałych w podziemnych zakładach górniczych w latach Zagrożenia górnicze: Razem pożary endogeniczne pożary egzo. (kwk) pożary (rudy miedzi) pożary (pozostałe zg) metanowe wyrzuty gazów i skał wybuchy pyłu węglowego wentylacyjne i klimatyczne razem (zagrożenia aerologiczne) zawały skał (kwk) zawały skał (rudy miedzi) tąpania (kwk) tąpania (rudy miedzi) wodne razem (zagr. pozostałe) Razem: Z przedstawionych danych wynika, że pożary stanowią 44% niebezpiecznych zdarzeń zaistniałych w podziemnych zakładach górniczych. Niestety w ostatnich latach liczba takich zdarzeń wzrasta. 3

5 Liczba wypadków śmiertelnych zaistniałych w czasie niebezpiecznych zdarzeń w latach % 7% 2% 11% 46% 7% 19% zagrożenie metanowe 56 zawały 23 wentylacyjno-klimatyczne 9 tąpania 13 wybuchy pyłu węgloego 10 pożary endogeniczne 8 wyrzuty skał i gazów 3 Zagrożenie pożarowe W górnictwie węgla kamiennego zagrożeniami najczęściej występującymi, wymagającymi prowadzenia niejednokrotnie długotrwałych akcji ratowniczych, są pożary. Specyfika podziemnych wyrobisk górniczych powoduje szybkie przekroczenie dopuszczalnych stężeń gazów szkodliwych dla zdrowia. W czasie podziemnego pożaru może wystąpić, bardzo niebezpieczna dla ludzi, zmiana kierunków przepływu powietrza lub też ograniczenie swobody poruszania się pracowników w warunkach występującego zadymienia. Podejmowane akcje przeciwpożarowe powodują wstrzymanie robót górniczych w części kopalni oraz konieczność tamowania wyrobisk w celu ich izolacji. Niejednokrotnie w otamowanym polu pozostawiony zostaje znaczny majątek trwały oraz duże zasoby węgla. W latach liczba pożarów endo i egzogenicznych w podziemnych zakładach węgla kamiennego była bardzo duża. W latach pięćdziesiątych dochodziło nawet do ponad 600 pożarów rocznie. W kolejnych latach można było zaobserwować sukcesywny 4

6 spadek tej liczby z ok. 300 pożarów w roku 1960 do ok. 30 w roku W ostatnich dziesięciu latach liczba ta nie przekroczyła 11, osiągając wartość minimalną w roku 2001 jeden pożar. Na spadek liczby pożarów egzogenicznych znacząco wpłynął zakaz stosowania otwartego ognia. Pożary endogeniczne ograniczono dzięki rozwojowi metod wczesnego wykrywania, stosowania w coraz większym zakresie gazów inertnych oraz zastosowania w szerokim zakresie izolowania zrobów nowoczesnymi środkami chemicznymi i mineralnymi. Mimo tak znacznego ograniczenia występowania pożarów endogenicznych w dalszym ciągu stanowią one duże zagrożenie dla ruchu zakładów górniczych. Przyczynami powstawania zagrożenia mogą być (oprócz powszechnie znanych przyczyn, takich jak: zaburzenia geologiczne i pozostawianie resztek węgla) niewłaściwie stosowane metody wczesnego wykrywania pożarów lub zbyt późne podejmowanie decyzji o izolowaniu rejonu, w którym zagrożenie wzrosło. Pożary w drążonych wyrobiskach korytarzowych Szczególnie niebezpieczne są pożary w wyrobiskach przewietrzanych wentylacją odrębną, ponieważ zaskoczeni pożarem górnicy mają tylko jedną drogę ewakuacji, która może być odcięta przez ogień. Podczas takiego pożaru bardzo szybko uszkodzeniu ulegają lutniociągi i następuje zanik przewietrzania wyrobiska, co w polach metanowych może doprowadzić do powstania mieszaniny wybuchowej (metan wybucha przy stężeniu od 5 do 15%). W ostatnich latach obserwuje się wzrost liczby tego typu pożarów. Podobnie jak w wyrobiskach z wentylacją opływową, pożary w wyrobiskach z wentylacją odrębną można gasić aktywnie, z wykorzystaniem środków gaśniczych lub pasywnie, przez otamowanie. Szczególnie niebezpieczne jest aktywne gaszenie pożarów w po- 5

7 lach metanowych. Przed przystąpieniem do gaszenia aktywnego lub pasywnego należy dokładnie określić stężenie metanu w rejonie, ponieważ od jego wielkości zależy sposób prowadzenia akcji. Przy zawartości metanu do 5%, w celu niedopuszczenia do powstania mieszaniny wybuchowej, wyrobiska należy intensywnie przewietrzać. Natomiast, gdy stężenie metanu przekracza 15% (górna granica wybuchowości metanu), należy ograniczyć dopływ powietrza do ogniska pożaru. Gasząc aktywnie trzeba mieć na uwadze możliwość gromadzenia się metanu w stropie wyrobiska i jego okresowego wypalania się długimi językami. Czasem może dochodzić do małych, niebezpiecznych dla ratowników, wybuchów. Gdy aktywne gaszenie pożaru (trwające 6-8 godzin) nie przynosi efektów, należy przystąpić do izolowania pożaru tamą o konstrukcji przeciwwybuchowej. Podczas gaszenia pożarów w wyrobiskach przewietrzanych wentylacją odrębną szczególnie niebezpieczne jest zjawisko tzw. pułapki wodnej. Podczas pożaru przestrzenią o najwyższej temperaturze jest strefa spalania. Temperatura w tej strefie dochodzi do kilkuset stopni Celcjusza. Przy stropie gromadzą się gorące gazy, których temperatura wprawdzie jest niższa od temperatury płomieni, lecz wynosi kilkaset stopni Celcjusza. Czym bliżej spągu, tym temperatura jest niższa. Podczas spalania następuje ciągłe wydzielanie się gazów pożarowych, co powoduje obniżanie się gorącej strefy przystropowej. Woda podawana do ogniska pożaru zamienia się w parę (z jednego litra wody może powstać nawet około 1700 litrów pary) i unosi się do strefy podstropowej powodując, że gazy i dymy pożarowe błyskawicznie obniżają się do poziomu spągu, stając sie śmiertelnym zagrożeniem dla ratowników gaszących pożar. W takiej sytuacji, nawet niegroźny z pozoru pożar, może doprowadzić do wypadków śmiertelnych. 6

8 Przykłady pożarów endogenicznych zaistniałych w wyrobiskach korytarzowych przewietrzanych wentylacją odrębną 1. KW S.A. Oddział KWK Knurów-Szczygłowice Ruch Knurów w Knurowie Pożar zaistniał w dniu r., w miejscu przecięcia pokładów 502/2 i 504 przez drążony przekop, po upływie dwóch i pół miesiąca od odsłonięcia pierwszego pokładu. Przecięte pokłady nie były izolowane, a w przekopie nie wyznaczono stacji wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych. 2. Lubelski Węgiel Bogdanka w Bogdance Pożar zaistniał w dniu r., w chodniku wykonanym równolegle, w odległości ok. 2,5 m do wyrobiska przyścianowego wyeksploatowanej ściany. Drążenie chodnika zakończono w styczniu 2010 r. Z konieczności wykonania w nim robót utrzymywano wentylację lutniową tłoczącą. Mimo wykonywania w nim badań wczesnego wykrywania pożarów oraz pomiarów temperatury ociosów oraz prowadzenia prac profilaktycznych w dniu r. stwierdzono przekroczenie dopuszczalnego stężenia tlenku węgla wynoszące 50 ppm (0,0050%) i podjęto akcję ratowniczą przeciwpożarową. 3. JSW S.A KWK Zofiówka w Jastrzębiu-Zdroju. Pożar zaistniał w dniu r., w upadowej (wyrobisko kamienne) o długości 1642 m, w rejonie przecięcia pokładu 510 o miąższości 16,3 m i pokładu 505/1 o miąższości 4,6 m. Przeciętych pokładów nie odizolowano. W dniu r. czujnik ceometrii automatycznej, zabudowany w upadowej w odległości ok. 15 m od wlotu, zarejestrował stężenie tlenku węgla powyżej 26 ppm. W związku z powyższym rozpoczęto akcję ratowniczą przeciwpożarową. Po nieskutecznej próbie gaszenia, przez bezpośrednie lanie wody na ognisko pożaru, upadowa została zalana wodą. 7

9 4. KW S.A. Oddział KWK Bielszowice Pożar zaistniał w dniu r. w upadowej wykonanej w pokładzie 504 zaliczonym do IV kategorii zagrożenia metanowego. Drążenie upadowej zakończono r. Następnie była ona przewietrzana wentylacją odrębną. W dniu r., po pojawieniu się w prądzie powietrza wypływającym ze ślepej części wyrobiska tlenku węgla o stężeniu powyżej 0,0026% (26 ppm) oraz dymów, rozpoczęto akcję ratowniczą przeciwpożarową. Wnioski końcowe 1. Pożary są dominującym, niebezpiecznym zdarzeniem w podziemnych zakładach górniczych. Rejestrujemy najwięcej pożarów endogenicznych. 2. Przyczynami pożarów endogenicznych, zaistniałych w wyrobiskach korytarzowych, przewietrzanych wentylacją odrębną było: przewietrzanie wydrążonych i czasowo nieużywanych wyrobisk korytarzowych oraz nie wyłączenie ich z sieci wentylacyjnej zakładu górniczego przez wykonanie tam izolacyjnych i np. inertyzację, niewykonanie izolacji pokładów węgla po przecięciu ich drążonymi wyrobiskami korytarzowymi kamiennymi, niewłaściwe wykonywanie badań wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych, co skutkowało późnym podjęciem działań profilaktycznych, mało skuteczna profilaktyka przeciwpożarowa po stwierdzeniu wzrostu temperatury ociosów i stężeń tlenku węgla (zjawiska te w pierwszej fazie rozwoju były bagatelizowane). 3. W ostatnich latach wzrasta liczba zdarzeń związanych z zagrożeniami aerologicznymi. W wyniku występowania pożarów endogenicznych w polach metanowych dochodziło do zapaleń i wybuchów, w wyniku których dochodziło do licznych wypadków śmiertelnych. 8

10 Wyższy Urząd Górniczy Poniatowskiego Katowice