12 HIỆN TƯỢNG CHÁY NỔ KHÍ MÊTAN VÀ BỤI THAN TRONG MỎ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [284.59 KB, 31 trang ]
NHÓM 12:
HIỆN TƯỢNG CHÁY NỔ KHÍ MÊTAN
VÀ BỤI THAN TRONG MỎ
THÀNH VIÊN NHÓM 12
1. Đặng Anh Tuấn
2. Vũ Anh Tuấn
3. Đỗ Đại Sơn
4. Phạm Thế Quang
5. Nguyễn Văn Quý
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
MỤC LỤC
Nhóm 12
2
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
MỞ ĐẦU
Kể từ khi con người bắt đầu khai thác than đã phải đối mặt với hàng loạt hiểm họa,
rủi ro có thể xảy ra, Mặc dù khoa học và công nghệ ngày càng phát triển mạnh mẽ nhưng
những hiểm họa này vẫn chưa được loại bỏ hoàn toàn, bằng chứng là tai nạn vẫn tiếp tục
xảy ra tại các mỏ. Nổ khí mêtan và tiếp theo nữa là nổ bụi than là một trong những mối
hiểm họa nguy hiểm nhất trong ngành công nghiệp khai thác mỏ. Khí mêtan là nguyên nhân
của các tai nạn hầm mỏ lớn.
Mêtan, với công thức hóa học là CH4 là một chất khí không màu, không mùi, không
vị, dễ cháy và có thể tác dụng với không khí tạo ra sản phẩm dễ cháy nổ, khí mêtan là
nguyên nhân của các tai nạn hầm mỏ lớn. Nổ khí mêtan và tiếp theo nữa là nổ bụi than là
một trong những mối hiểm họa nguy hiểm nhất trong ngành công nghiệp khai thác mỏ gây
thiệt hại đến người và tài sản mỏ.
Mục đích của việc nghiên cứu:
•
•
•
Tìm ra các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng cháy nổ khí mêtan và đề xuất các
biện pháp phòng ngừa trong khai thác hầm lò, góp phần giải quyết được các
vấn đề an toàn về khí mêtan trong hầm lò và giảm thiểu tai nạn lao động do
cháy nổ.
Đưa ra các giải pháp thi công an toàn khi thi công các đường lò qua khu vực
đất đá có khí bụi nổ cụ thể.
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học và thực tiễn áp dụng cho
các mỏ khai thác than hầm lò.
Nhóm 12
3
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
CHƯƠNG I
HIỆN TƯỢNG CHÁY NỔ KHÍ MÊTAN
Mêtan, với công thức hóa học là CH4 là một chất khí không màu, không mùi, không
vị, dễ cháy và có thể tác dụng với không khí tạo ra sản phẩm dễ cháy nổ, khí mêtan là
nguyên nhân của các tai nạn hầm mỏ lớn. Nổ khí mêtan và tiếp theo nữa là nổ bụi than là
một trong những mối hiểm họa nguy hiểm nhất trong ngành công nghiệp khai thác mỏ gây
thiệt hại đến người và tài sản mỏ.
Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu để tìm ra những nguyên nhân từ đó tìm ra các biện
pháp phù hợp nhất, ứng dụng trong phòng ngừa nổ mêtan đã và đang được nhiều nhà khoa
học nghiên cứu về mỏ, cũng như những người đang trực tiếp làm việc trong mỏ đặc biệt
quan tâm.
I. Nguồn gốc và các dạng tồn tại của khí mêtan.
1.1. Nguồn gốc của khí mêtan.
Khí Mêtan ở những vỉa than được tạo thành cùng thời gian và cùng các chất hữu cơ
với than trong quá trình hình thành tạo than. Trong quá trình oxy hoá từ thực vật, nhờ ôxy
riêng của nó, sẽ tạo nên những sản phẩm khí sau: CH 4, CO2 , hơi nước axit hữu cơ dưới
dạng chất bốc. Người ta thấy rằng vi sinh vật, vi khuẩn đóng vai trò chủ yếu trong việc
kích thích lên men thực vật. Quá trình lên men thực vật sẽ giải phóng một lượng lớn
mêtan và cacboníc, sự phân huỷ xenlulô tiến hành như sau:
2C6H10O5 = 5CH4 + 5CO2 +2C
4C6H10O5 = 7CH4 + 8CO2 + 3H2O+C9H6O.
Lượng khí mêtan tạo ra phụ thuộc vào thành phần của chất kích thích lên men và
những điều kiện xaỷ ra quá trình lên men [nhất là nhiệt độ và áp suất].
1.2. Những dạng tồn tại của khí mêtan
Nếu như sau khi được tạo thành, trong quá trình thành tạo than, khí mêtan đi lên
mặt đất thì nó sẽ mất đi. Ngược lại, ta có thể gặp mêtan ở mọi nơi mà ở đó đã xảy ra quá
trình lên men thực vật khi các sản phầm khí sinh ra không có điều kiện thoát ra ngoài khí
quyển.
Theo các kỷ nguyên địa chất, một phần đáng kể khí mêtan sẽ mất đi, còn phần khác
dưới tác dụng của áp suất trong đất đá, sẽ di động dưới dạng khác trong đất đá xung
quanh.
Trong đất đá và khoáng sàng, mêtan sẽ tồn tại dưới hai dạng sau: dạng tự do và
dạng không tự do.
Dưới dạng tự do, mêtan sẽ chiếm tất cả những lỗ hổng trong lòng đất. Theo
Nhóm 12
4
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
M.Ianôscôi, lượng mêtan tự do chiếm tỷ lệ 5 -22% tổng số hiện có ở dạng áp suất 50barơ
[1barơ = 750,06mm Hg]; 36% ở áp suất 100 barơ và 65% ở 800 barơ.
Dưới dạng không tự do [dạng liên kết] khí mêtan tồn tại theo ba kiểu sau:
- Trạng thái dính vào bề mặt vật rắn. Trong trường hợp này, các phân tử khí dính trên
bề mặt vật rắn dưới tác dụng của các lực liên kết phân tử, tạo nên một bọc khí.
Ở dạng liên kết này khí xuất ra cũng dễ dàng gần như ở dạng tự do.
- Trạng thái bị hấp thụ vào vật rắn: Ở trường hợp này các phân tử khí đi vào vật rắn,
nhưng không tham gia phản ứng hoá học với các phân tử vật rắn và tạo thành một
dung dịch rắn. Lượng khí mêtan bị hấp thụ vào vật rắn phụ thuộc vào độ kiên cố
của cấu trúc vật rắn và càng nhỏ dần khi độ kiên cố của vật rắn càng tăng.
- Trạng thái liên kết hoá học giữa các phân tử khí và các phân tử vật rắn.
1.3. Các phương pháp xác định hàm lượng mêtan trong than.
Mặc dù các công trình nghiên cứu trong vấn đề này bắt đầu từ những năm 19251930, nhưng cho đến nay người ta chưa tìm được phương pháp duy nhất, chính xác và
hoàn thiện cho việc xác định hàm lượng mêtan của than.
+ Phương pháp thể tích:
Phương pháp này tiến hành bằng cách đo thể tích CH 4 hấp thụ bởi bụi than
cho đến lúc bão hoà rồi sau đó chia thể tích này cho trọng lượng của mẫu than. Sự
hấp thụ mêtan đến mức bão hoà của mẫu than tiến hành ở áp suất khí quyển hoặc
áp suất cao.
+ Phương pháp trọng lực.
Phương pháp này tiến hành bằng cách cân mẫu than trước và sau khi bão
hoà việc hấp thụ mêtan nhờ những cân đặc biệt. Sự hấp thụ mêtan đến mức bão hoà
của mẫu than tiến hành ở áp suất lớn.
+ Phương pháp phân tích.
Phương pháp này sử dụng sự tính toán giải tích hàm lượng khí mêtan, dựa
trên cơ sở nhận xét sau: Có một mối liên hệ giữa hàm lượng mêtan và độ biến chất
của than. Thực chất đặc điểm của độ biến chất của than được đánh giá qua hàm
lượng chất bốc.
+ Các phương pháp hỗn hợp.
Các phương pháp này gồm:
- Phương pháp trực tiếp: Tiến hành bằng cách lấy mẫu than và phủ kín mẫu
[bằng nến hoặc các vật liệu khác], rồi hút hết khí ở mẫu nhờ bơm chân không
hoặc có thể nung nóng mẫu và đo lượng khí thu được. Phương pháp này chỉ
có thể áp dụng ở nơi mà áp suất khí trong khoáng sản nhỏ [1 -1,5 barơ].
- Phương pháp phối hợp, tiến hành như sau: thu khí xuất ra ở lỗ khoan và đo
thể tích rồi cộng thêm lượng khí lấy được ở mẫu than. Tổng lượng khí thu
Nhóm 12
5
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
được đem chia cho trọng lượng than đã khoan.
- Phương pháp tính toán trên cơ sở phân tích kỹ thuật.
Phương pháp này có đặc tính giải tích và nên dùng khi phương pháp trực
tiếp không có thể sử dụng, phương pháp này bắt đầu từ việc phân tích kỹ thuật của
than.
II. Các miền khí trong một khoáng sàng và tính độ thoát khí mêtan của mỏ
2.1. Các miền khí.
Trong một khoáng sàng, sự dịch chuyển của các chất khí tiến hành theo hai hướng
như sau: các chất khí trong khoáng sàng chuyển dịch lên mặt đất, còn các chất khí quyển và
sinh hóa động vật chuyển dịch ngược lại theo hướng đi xuống. Những dịch chuyển trên của
chất khí sẽ tạo lên những miền nhất định mà ở đó có một chất khí chiếm ưu thế. Hiện tượng
phân chia các chất khí như vậy được gọi là các miền khí trong một khoáng sàn, hay là các
miền khí của Lidin [Liên Xô cũ]. Ở Liên Xô [cũ] đối với những bể than chính người ta đã
xác định được các miền khí và có thể biểu diễn định luật tổng quát cho tất cả các khoáng
sàng than. Người ta đã xác định được bốn miền khí như sau:
- Miền các khí hóa sinh và khí quyển mà ở đó nito và cacbonic chiếm ưu thế. Nito
có mặt ở đây là do sự trao đổi giữa các chất khí với khí quyển, còn cacbonic [tối thiểu là
20%] là do sự phân hủy các chất hữu cơ còn lại.
- Miền các chất khí quyển với nito là chủ yếu [ít nhất 80%].
- Miền các chất khí quyển và biến chất được xác định theo hai điều kiện là hàm
lượng nito cũng như mêtan không vượt quá 50% khi độ sâu tăng lên, hàm lượng N 2 giảm đi,
còn CH4 tăng lên, xong lưu lượng mêtan tương đối không vượt quá 2m3/t.24h.
-Miền các chất khí biến chất được đặc trưng bởi hàm lượng CH 4 nhỏ nhất là 80%,
hàm lượng của nó tăng cùng với chiều sâu.
2.2. Độ thoát khí mêtan của mỏ.
Lượng mêtan thoát ra trong mỏ [đường lò] và sự nguy hiểm của nó đối với một mỏ
được biểu thị dưới hai dạng sau:
- Độ thoát khí mêtan tuyệt đối.
- Độ thoát khí mêtan tương đối.
2.2.1. Độ thoát khí mêtan tuyệt đối của mỏ.
Là lượng mêtan thoát ra trong mỏ [đường lò] trong một đơn vị thời gian[thường
được biểu thị bằng m3/ngày].
Độ thoát khí mêtan tuyệt đối của mỏ, của vỉa than hoặc một khu vực được xác định
trung bình công của ba kết quả đo ở ba ca làm việc, theo công thức:
Nhóm 12
6
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
QCH4= ; [m3/ph]
Trong đó: + Qi - lưu lượng không khí, đo được trong thời điểm lấy mẫu không khí,
3
m /ph.
+ mi - Hàm lượng mêtan ở mẫu khí, %
Nếu như nó được thong gió bởi nhiều quạt, lưu lượng mêtan tuyệt đối của mỏ sẽ
được xác định bằng tổng các lưu lượng mêtan tuyệt đối của tất cả các luồng gió đi lên ở mỗi
quạt.
2.2.2. Độ thoát khí mêtan tương đối của mỏ
Là lượng mêtan thoát ra trong mỏ [đường lò] chia cho một tấn than khai thác trong
một ngày đêm [thường biểu thị bằng m3/t.24h]. Độ thoát khí mêtan tương đối được xác định
theo quy định của nhiều nước, trên cơ sở ba kết quả đo độ thoát khí mêtan tuyệt đối trong
một tháng [đầu tháng, giữa tháng và cuối tháng] và tính theo công thức:
qCH4= ; [m3/t.24h]
Trong đó:
+ QCH4max - độ thoát khí mêtan tuyệt đối lớn nhất trong ba kết quả đo trong tháng,
3
m /ph.
+ n - số ngày làm việc trong tháng
+ T - sản lượng của mỏ trong một tháng, t.
Khi tính toán dự báo độ thoát khí mêtan tương đối của mỏ đang thiết kế hoặc của các
mức sâu ở các mỏ đang khai thác, ta dùng công thức sau:
qCH4= q0CH4 + ;
[m3/t]
Trong đó:
+ qCH4 - độ thoát khí mêtan tương đối ở độ sâu H [m]; m3/t
+ q0CH4- độ thoát khí mêtan tương đối đã biết ở độ sâu H0 [m], m3/t ; đối với mỏ đang
thiết kế q0= 2…3m3/t.
+ Hst- gradient độ thoát khí mêtan tương đối của mỏ [m/m 3/t] và nó chinh là chiều dài
theo phương thẳng đứng tương ứng với sự tăng độ thoát khí mêtan tương đối 1m 3/t.
Ở các bể than Đôn-bát, Ku-zơ-bát, ka-ra-gan-da, Trung Á,… Đối với các vỉa có góc
dốc và chất lượng than khác nhau, gradient độ thoát khí mêtan tương đối thay đổi trong
khoảng [5-30]m/m3/t.
Nhóm 12
7
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
Theo quy định của quy phạm kĩ thuật an toàn trong các mỏ hầm lò than và diệp
thách của Việt Nam thì độ thoát khí mêtan tương đối của mỏ, mức, vỉa, cánh mỏ, khu vực
khai thác được xác định theo công thức:
Q i=
Trong đó:
ni – số tháng làm việc trong nam của đối tượng [khu khai thác, cánh mỏ, vỉa, toàn
mỏ] trong tháng thứ i, m3/ph.
Đại lượng Ii xác định theo các công thức dưới đây:
Ni - số ngày khai thác than thực tế trong tháng.
Ai – sản lượng than của các đối tượng theo mỗi tháng trong năm, tấn.
Kf – hệ số tính đến độ tro của than khai thác ảnh hưởng đến độ thoát khí tương đối,
được xác định theo công thức.8. 7
- Độ thoát khí tuyệt đối trung bình của khu khai thác ;
Īkt = Ī5 – Īl + 0,835Ītk1 + Ītk2 + Ītk3 ;
Trong đó:
0,835- hệ số tính đến sự tăng trưởng lượng khí mêtan từ mỏ lân cận do việc tháo
khí.
Ītk1, Ītk2, Ītk3 – lưu lượng khí mêtan được hút ra bằng các thiết bị tháo khí của các
vỉa lân cận, khoảng không đã khai thác và các vỉa đang khai thác, m 3/ph.
Īl- lưu lượng khí trung bình đi qua lò vận tải ở điểm 1, m3/ph.
Ī5- lưu lượng khí trung bình, thoát ra đường lò trong khu vực khai thác.
- Độ thoát khí tuyệt đối trung bình của các đường lò của vỉa;
Īv =Ī9 + Ī10 + ]
Trong đó:
Ī9 , Ī10 - lưu lượng khí trung bình đi qua các đường lò của vỉa.
- Độ thoát khí tuyệt đối trung bình của mỏ.
Īm =
Hệ số Kf được xác định theo công thức:
Kf =
- độ tro trung bình thực tế của than khai thác, %
- độ trot rung bình của vỉa, %
2.3. Phân loại mỏ theo khí mêtan
Nhóm 12
8
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
Mỏ có khí mêtan là mỏ mà người ta thấy có 0,2% CH4 theo thể tích,thậm chí chỉ
thấy có một lần và chỉ ở một chỗ bất kể dưới dạng nào mà được xác định bằng phương tiện
gì.
Theo sự có mặt của mêtan cũng như số lượng và lượng thoát khí người ta xác định
mỏ theo khí mêtan
Việc phân loại mỏ nhằm mục đích đánh giá chính xác mức độ nguy hiểm của khí
mêtan đối với mỏ và xác định những biện pháp an toàn phù hợp.
Theo luật an toàn của nhiều nước có 3 cách phân loại mỏ theo khí mêtan như sau:
+ Phân loại theo độ thoát khí mêtan tương đối
+ Phân loại mỏ theo hàm lượng mêtan ở luồng gió chính đi ra và ở các luồng gió chính
trong mỏ
+ Phân loại theo độ chứa khí mêtan của vỉa than.
Phân tích theo 3 cách phân loại mỏ này ta đều thấy mỗi cách đều có ưu điểm và
nhược điểm của nó.
Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng cách thứ nhất để phân loại mỏ.
Luật an toàn của Liên Xô [ cũ ] phân loại theo độ thoát khí mêtan tương đối thành 4 loại
như bảng sau:
Loại mỏ
Độ thoát khí mêtan
tương đối m³/t.24h
I
II
III
Siêu hạng
Lớn hơn 15 và các mỏ khai thác
Đến 5
5-10
10-15
những vỉa nguy hiểm về phụt
khí hoặc xỉ khí
Bảng 1.Phân loại mỏ có khí mêtan theo độ xuất khí tương đối.
Luật an toàn của Rumani lại phân mỏ theo khí mêtan như bảng sau:
Đặc điểm
Lượng khí CH4 xuất
ra trong 24h chia cho
sản lượng khai thác
trong cùng thời gian
Loại mỏ theo lưu lượng mêtan tương đối m³/t
I
II
III
0-5
Trên 5 đến 10
Trên 10 đến 15
IV
Trên 15 hoặc
những mỏ thoát
ra dưới dạng xỉ
Bảng 2. Phân loại mỏ theo khí mêtan.
Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về an toàn trong khai thác than hầm lò:
QCVN:2011/BCT [ban hành kèm theo thông tư số 03/2011/TT-BCT ngày 15/02/2011 của
bộ trưởng bộ công thương] quy định mỏ hầm lò có khí mêtan phải xếp loại theo độ thoát khí
mêtan tương đối như ở bảng 3.
Nhóm 12
9
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
STT
Loại mỏ theo khí mêtan
1
2
3
4
5
I
II
III
Siêu hạng
Nguy hiểm phụt khí bất ngờ
Độ thoát khí mêtan tương đối của mỏ m³/T
_ngày-đêm
1
>0,75
>0,5
≥2
Bảng 10. Hòa loãng nồng độ mêtan trong các vị trí trong mỏ
Theo luật an toàn của một số nước, nồng độ khí mêtan như ở bảng 11. Để đảm bảo
qui định của luật an toàn về nồng độ khí mêtan như ở trên, cần phải thực hiện những biện
pháp sau:
8.1.1. Đảm bảo thông gió phù hợp
Nước
Nồng độ tối đa ở luồng Nồng độ mêtan trong mạng thông gió mỏ, %
gió chung ,%
Mỹ
Tây Đức
0,75
1,00
Anh
1,25
Hà lan
0,5
Liên xô
0,75
Pháp
1,0
Ba lan
0,75
Tiệp khắc
1,0
1,5 ở vị trí làm việc.
Bỉ
Ru-ma-ni
1,00
Không quá 2,0 và ngoại lệ là 3,00
Lớn nhất là 1,00 ở luồng gió thải của khu hoặc ở các lò
thông gió của các lò chợ.
Nhóm 12
1-2
Tối đa 1 và ngoại lệ là 1,80
Không vượt quá 0,25 ở luồng gió đi vào lò chợ, còn ở
các luồng gió khác là 1,25 và ngoại lệ là 2,50
Không được quá 1,5 và ngoại lệ là 2,0
Không quá 0,5 ở luồng gió đi vào lò chợ, 1,0 ở luồng
gió đi ra khỏi một khu và 2,0 ở lò chuẩn bị cũng như ở
một số vị trí riêng lẻ khác.
Không quá 1,0 ở luồng gió tại vị trí làm việc, 1,5 ở lò
chuẩn bị và 2,5 ở các trường hợp ngoại lệ.
ở luồng gió của một khu không vượt quá 1,0
Không quá 0,5 ở luồng gió vào nơi làm việc 2,0 ở các
ổ khí. Đối với trường hợp đặc biệt:-1,0 ở luồng gió vào
nơi làm việc
21
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
Bảng 11.Hàm lượng mêtan cho phép ở một số nước
Thông gió phù hợp nghĩa là phải đảm bảo hòa loãng tất cả các khí, sao cho ở các vị
trí làm việc nồng độ ôxy trong không khí không nhỏ hơn 20% , còn nồng độ khí mêtan ở
các vị trí khác nhau phải nhỏ hơn quy định của luật an toàn.
Muốn đảm bảo chế độ thông gió phù hợp, cần phải thực hiện những qui định sau:
Đối với mỏ có khí phải dùng thông gió hút. Thông gió đẩy chỉ cho phép đối với các
tầng đầu ở mỏ có khí mêtan loại I và loại II. Thông gió đẩy- hút cho phép đối với bất kỳ loại
mỏ nào, với quạt chính đẩy và các quạt phụ hút, sao cho ở các lò chợ phải tạo ra hạ áp suất.
Tất cả các mỏ phải sử dụng thông gió nhân tạo. Thông gió tự nhiên chỉ cho phép đối
với những mỏ không nguy hiểm về khí, đồng thời phải có cơ quan có trách nhiệm duyệt.
Các thiết bị quạt chính cần có một môtơ dự trữ, hoạt động nhờ một nguồn năng lượng khác.
Ở những mỏ có khí, các trạm quạt chính phải trang bị hai quạt, trong đó một quạt dự trữ.
2
Cần tạo lỗ tương đương của mỏ càng lớn càng tốt [ 1,5m ] và hạ áp suất lớn nhất
vào khoảng 150...300mm cột H2O.
Thông gió cục bộ ở những mỏ có khí phải là thông gió đẩy.
Các quạt gió chính của mỏ phải đặt trên mặt đất, còn khi đặt ở dưới mỏ đối với
những mỏ không có khí cần được phân tích tỷ mỉ.
Gió sạch phải được đưa xuống mức thấp nhất của mỏ, thông gió chung của mỏ phải
là thông gió với hướng đi lên, trong trường hợp ở các mỏ có khí và góc dốc của vỉa lớn hơn
0
5 . Việc thông gió chung của mỏ với hướng đi xuống chỉ cho phép đối với những mỏ
không có khí nổ hoặc mỏ loại I, đồng thời phải được cơ quan có trách nhiệm duyệt.
Gió thải ở các gương lò chuẩn bị hoặc ở các mức mới phải đưa vào luồng gió thải
chung của mỏ hoặc của khu.
Cần ngăn ngừa sự quẩn gió trong trường hợp làm việc của các quạt phụ dưới mỏ và
của các quạt cục bộ. Đối với trường hợp thông gió cục bộ, quạt phải đặt ở luồng gió sạch,
cách luồng gió thải ra ít nhất là 10m, sao cho quạt có thể hút tối đa 70% lượng gió đến vùng
đặt quạt nhờ hạ áp chung của mỏ. Khi sử dụng nhiều quạt đặt dọc đường ống để thông gió
cục bộ, phải ngăn ngừa sự hút gió bẩn chuyển dịch trong đường lò vào ống dẫn, đồng thời
phải ngăn ngừa sự rò gió sạch trong ống dẫn ra ngoài. Đặc biệt khi đặt nối tiếp hai quạt cục
bộ để thông gió cho một khu vực, thì khoảng cách giữa hai quạt tối đa là 1/3 chiều dài toàn
bộ đường ống.
Để điều chỉnh lượng gió giữa các luồng trong mỏ, cố gắng sử dụng càng ít cửa gió
càng tốt.
Nhóm 12
22
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
Cần sử dụng các hạ áp kế và lưu lượng kế tự ghi đặt ở các trạm quạt chính để theo
dõi tình hình làm việc của quạt.
8.1.2. Kiểm tra khí mêtan
Để theo dõi nồng độ khí mêtan trong các đường lò, ở tất cả các mỏ có khí phải tổ
chức kiểm tra thường xuyên. Nhiệm vụ kiểm tra này thuộc về các nhân viên đo khí của
phòng thông gió an toàn, sao cho trong mỗi ca làm việc phải đo khí mêtan hai lần.
Ở những mỏ thuộc loại III và ngoại hạng về khí mêtan, nếu sử dụng máy
đánh rạch và combai thì khi máy làm việc, cần phải kiểm tra khí mêtan thường
xuyên.
Đo khí mêtan có thể dùng đèn dầu an toàn hoặc các máy và thiết bị đo đã
giới thiệu . Đối với mỏ ngoại hạng hoặc nguy hiểm về phụt khí, không được dùng
đèn dầu an toàn để đo mêtan. Kết quả đo phải ghi lên bảng treo ở mỗi vị trí đo,
đồng thời nhân viên đo khí phải làm báo cáo lên quản đốc cũng như ghi vào sổ đo
khí của mỏ.
Ngoài việc đo mêtan thường xuyên do các nhân viên đo khí, các nhân viên
kỹ thuật cũng phải kiểm tra mêtan khi đi vào bất kỳ một lò chợ nào.
Việc tổ chức kiểm tra mêtan tốt ở những vị trí làm việc, giúp cho cán bộ và
công nhân kịp thời sử dụng những biện pháp có hiệu quả để ngăn ngừa nguy cơ nổ
khí.
8.2. Các biện pháp loại trừ nguồn đốt cháy mêtan.
Để tăng mức an toàn về chống nổ khí mêtan càn phải loại trừ các nguồn đốt
cháy
Các biện pháp chính quan trọng nhằm loại trừ nguồn đốt cháy mêtan bao
gồm:
- Cấm các ngọn lửa để hở, trong mỏ chỉ sử dụng các đèn chiếu sáng cá
nhân là đèn ác qui hoặc đèn dầu an toàn.
Việc sử dụng các máy hàn trong mỏ chỉ được phép ở các luồng gió sạch, trừ
trường hợp mỏ ngoại hạng thì không được hàn trong mỏ.
- Phải loại trừ sự đốt cháy mêtan do các tia lửa điện, cụ thể là phải thực hiện tất
cả các qui định về dùng năng lượng điện trong các mỏ có khí.
- Đối với các đầu tầu với động cơ đốt trong, khi làm việc ở những mỏ có khí nổ
phải trang bị các thiết bị làm lạnh khí bằng nước. Trong những mỏ loại I và
II, ở các đường lò chính có gió sạch đi qua, có thể sử dụng tàu điện cần vẹt.
- Phải loại trừ đốt cháy mêtan do nổ mìn. Như ta đã biết, nổ mìn là nguyên
nhân gây nổ khí mêtan ở phần lớn các trường hợp. Ví dụ mỏ than Đôrtmunđ
đã thống kê các nguyên nhân nổ mêtan như ở bảng VII-9.
Việc nổ mìn chỉ tiến hành ở những vị trí làm việc được thông gió liên tục và
chỉ sử dụng thuốc nổ an toàn cũng như phương tiện an toàn.
Nhóm 12
23
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
Trước khi nạp thuốc nổ và nổ mìn, hàm lượng mêtan ở vị trí nổ cũng như ở
vùng xung quanh cách nơi nổ 20m, phải nhỏ hơn 1%. Khi hàm lượng mêtan ở nơi
làm việc bằng hoặc lớn hơn 2% thì mọi công tác phải dừng lại. Công việc chỉ tiếp
tục khi hàm lượng mêtan giảm xuống dưới 1%.
Nguyên
nhân
1940-1953
Số lần
%
Nổ mìn
23
Cháy nổ
10
Năng
lượng
4
điện
Nguyên nhân
khác
Tổng số
1954- 1959
Số lần
%
40,
2
17,
5
7,2
4
15,4
3
11,6
5
19,2
20
35,1
14
53,8
57
100,0
26
100,0
Bảng 12. Những nguyên nhân gây nổ khí mêtan do ngọn lửa cơ học.
Phải ngăn ngừa sự đốt cháy mêtan do ngọn lửa cơ học.
8.3. Các biện pháp hạn chế hậu quả nổ mêtan.
Các biện pháp quan trọng nhất trong trường hợp này bao gồm:
- Chia mỏ thành nhiều khu độc lập với việc thông gió riêng lẻ.
- Chia luồng gió chính thành nhiều luồng song song, không khí bẩn được đưa
đến giếng gió ra ngắn nhất.
- Hạn chế hoặc cấm việc thông gió nối tiếp các vị trí lao động.
- Đảm bảo tốt sự cách biệt giữa luồng gió sạch và luồng gió bẩn, nhằm ngăn
chặn sự quẩn gió giữa các luồng khi xảy ra nổ mêtan.
- Đảm bảo tiết diện của đường lò để việc đi lại không bị cản trở.
- Tổ chức và trang bị hiện đại cho đội cấp cứu mỏ. Tất cả công nhân cần được
trang bị bình tự cứu cá nhân.
- Xây dựng một hầm trú ẩn ở những nơi đông người làm việc và có tính nguy
hiểm về nổ khí.
- Khi quạt gió chính cũng như quạt gió phụ ngừng làm việc trong một khu,
mọi hoạt động ở đây phải ngừng lại, công nhân phải đi ra luồng gió sạch và mạch
điện phải ngắt.
- Trang bị những hiểu biết kỹ thuật tối thiểu cho công nhân về tính chất của
khí mêtan và của bụi than về những biện pháp ngăn ngừa nổ khí, nổ bụi than và
những phương pháp cấp cứu ở mỏ.
Nhóm 12
24
Hiện tượng cháy nổ khí Mêtan và bụi than
CHƯƠNG II
BỤI THAN
Bụi than là một trong hai loại bụi thuộc bụi mỏ. nó còn được gọi là bụi gây cháy nổ
hay bụi không chỉ gây độc, tức là nó không những gây độc mà còn gây nổ và là nguyên
nhân gây nên nhiều bệnh bụi phổi khác nhau.
I. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính cháy và nổ của bụi than.
Tính nổ của bụi than phụ thuộc vào một loạt các yếu tố. Các yếu tố này bao gồm: hàm
lượng chất bốc, cỡ hạt bụi, độ tro, độ ẩm, thành phần thạch học, sự có mặt của mêtan, tính
chất và cường độ nguồn nhiệt,...
1.1. Hàm lượng chất bốc.
Bụi than có tính cháy nổ khi hàm lượng chất bốc của than trong các vỉa lớn hơn 10- 15%
[ tính theo trọng lượng so với khối than cháy, không kể độ ẩm, độ tro của than].
1.2. Cỡ hạt bụi.
Tham gia vào các vụ nổ là bụi có cỡ hạt rất nhỏ cho đến 750 μm[0,75 mm] và nổ
mạnh nhất là các hạt bụi có đường kính đến 1 mm.
Các hạt bụi có đường kính 0.075 mm là nguy hiểm nhất về nguy cơ nổ.
Các hạt bụi nhỏ hơn 10 μm ít nguy hiểm về nổ.
1.3. Sự có mặt của mêtan.
Sự có mặt của mêtan làm tăng tính nổ của bụi than, cụ thể là giảm giới hạn nổ dưới của bụi.
Ví dụ, giới hạn nổ của bụi than là 40 g/m3 , nếu hỗn hợp với 2 % mêtan thì giới hạn này sẽ
giảm xuống là 40 - 2 x 12 = 16 g/m3
Khi nồng độ mêtan là 2,5 % thì giới hạn nổ dưới là 3 - 5 g/m 3.
1.4. Độ tro của bụi than.
Độ tro và độ ẩm của bụi than là các yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt năng và
thời gian gây nổ. Độ tro càng cao thì càng cần nhiệt dộ đốt cháy bụi càng cao, còn giới hạn
nổ dưới về nồng độ cũng cần cao hơn. Bụi than sẽ không nổ kho độ tro của nó là 60 - 70%
1.5. Thành phần thạch học.
Yếu tố này ảnh hưởng đến tính nổ của bụi than do chứa các thành phần thạch học
khác nhau khi đước phá vỡ, cũng như các đặc tính khác nhau của chúng [nồng độ khí, độ
ẩm, trọng lượng riêng...] Vitrit là thành phần nguy hiểm nhất, phuzit it nguy hiểm hơn, bởi
vì mặc dù khả năng phá vỡ lớn hơn so với vitrit, nhưng lại chứa hàm lượng chất bốc ít hơn
và có độ tro lớn hơn.
1.6. Độ trơ của bụi.
Nhóm 12
25