Ugljena prašina, ispitivanje eksplozivnih osobina i određivanje dozvoljenih vrijednosti - PowerPoint Presentation

Slide1

Ugljena prašina, ispitivanje eksplozivnih osobina i određivanje dozvoljenih vrijednosti u jamskim uslovimau Federaciji BiH

Mevludin DelalićUdruženje za protiveksplozivnu zaštitu, sigurnost radne i životne sredine, Atex – Tuzla, BiH

Laboratorijska ispitivanjaDva osnovna cilja ispitivanja 1. Ozbiljnost

eksplozije-silina eksplozije (severity)Pmax – maksimalni nadpritisak eksplozije(Maximum explosion overpressure )(dP/dt)max – maksimalna brzina porasta

pritiska(

Maximum rate of pressure rise Ignition)Kst – indeks brzine sagorijevanja prašine (deflagration index)Ekmax- eksploziona karakteristika Što je veća vrijednost, veći je i Bum! 2. Osjetljivost – lakoća paljenjaMIE – Minimalna energija upale (Minimum Ignition Energy) MEC – DGE minimalna koncentracija (Minimum explosible concentration) MIT – Minimalna temperatura upale oblaka (Minimum Ignition Temperature) LIT – Minimalna temperatura upale u sloju ( Layer Ignition Temperature )LOC – Minimalna koncentracija kisika (Limiting Oxygen Concentration) Što je manja vrijednost veća lakši je Bum!

Parametri eksplozivnost – upotreba u praksiPokazatelj eksplozivnosti, eksplozioni indeks Kstmax

(bar·m/s). predstavlja maksimalnu vrijednost dp/dt utvrđenoj u karakteristici eksplozivnosti prašine preračunate na zapreminu od 1m3odomaćena terminologija u BiH radi lakšeg razumijevanja Indeks brzine sagorijevanja prašine

(dust deflagration index)

Najvažniji eksplozioni parametar i služi za klasifikaciju prašine prema njenoj eksplozivnoj sposobnosti Kstmax (bar·m/s) Ipak, najpoznatiji slučajevi eksplozije prašine sa karastrofalnim posljedicama potječu od prašine klase St 1. (ugljena prašina)

Klasa eksplozivnostiKstmax (bar·m/s)

OcjenaST 00

Nije eksplozivna

ST 1< 200Slabo/umjereno eksplozivnaST 2200-300Jako eksplozivnaST 3> 300Izuzetno eksplozivna

ISO 6184/1 (EN 26184/1)

Klasifikacija i stvarna opasnost od posledica eksplozije

Ugljena prašina – klasa St1

www.explosiontesting.co.uk

Vrijednosti Kst za pojedine materijale

Kriva pritiska nastalog nakon eksplozije u opitnoj komoriOpitna komora

Maksimalni porast pritiska

Prosječni porast pritiska

(bar·m/s

)

Eksploziona karakteristika

Ekmax=

(bar/s)

Prema JUS-u B.Z1.065 ovaj parametar eksplozivnosti ugljene prašine kvalificira ugljenu prašinu u eksplozivno opasnu ili eksplozivno neopasnu, i određuje koncentraciju (g/m3) pri kojoj dolazi do prenosa plamena duž jamske prostorije.Brojnim istraživanjima utvrđeno je da vrijednost Ekmax do 70 bar/s ne prenosi eksploziju duž ispitnog rova (jamske prostorije). Standardom je „propisana” klasifikacija opasnosti prema sljedećim vrijednostima ovoga parametra. Do 70 bar/s nije eksplozivno opasna Od 70 – 95 bar/s treba ispitati u ispitnom rovu Preko 95 bar/s – eksplozivno opasna Zavisnost pritiska eksplozije Pmax i maksimalne brzine prirasta pritiska eksplozije dp/dtmax od koncentracije prašine u smješi prašina-vazduh utvrđene prilikom mjerenja u uskom dijapazonu (okviru) prašine, gdje obje zavisnosti ili barem jedna od njih pokazuje dostizanje maksimuma.

Eksplozija ugljene prašine u ispitnom rovu (izlazni dio rova)

Ek < 70bar/s

Ek > 70bar/s

Eksplozioniparametri

Mrki ugljeviLigniti

Rudnik Zenica

Rudnik BilaRudnik BrezaRudnik BanovićiRudnik MramorRudnik MramorRudnik MramorJama StranjaniJama RaspotočjeSeparacija ZenicaJama Bila

Jama Kamenice

Jama Kamenice

Jama Omazići

Glavni sloj revir Mramor

Glavni sloj

revir Mramor

Glavni sloj

revir Marići

Vrsta prašine

Taložna

Taložna

Taložna

Taložna

Iz sloja

Taložna

Iz sloja

Iz sloja

Taložna

Taložna

Pmax (bar)

7,8

8,6

7,3

6,8

5,9

6,8

8,4

7,6

7,8

6,6

Kst (bar·m/s)

65

107

96

41

41

40

-

104

82

65

DGE (g/m

3

)

70

50

70

50

40

401407015085Tup (0C)544549549510425415485420470502T5mm (0C)300340280290>400310-260260220Wmin (mJ)48,6<W<6429,4<W<38,4270<W<360>7400>7400>7400>740084<W<983700W<42006,15<W<7,2dP/dtmax (bar/s)238394343149153359243500301296

Eksplozioni parametri prašine ugljenih slojeva u F BiH

Parametar

uzorak broj

1(revir Mramor)

2(revir (Marići) Maksimalni pritisak eksplozije, Pmax, (bar)8,4208,168Maksimalna brzina porasta pritiska (dp/dt)max

(bar/s

)

373,264

309,248

Eksplozioni pokazatelj,

K

st

(bar·m/s

)

128

106

Maksimalna Eksplozivna

karakteristika, Ek

max

(bar/s

)

223,960

177,989

Donja granica eksplozivnosti, C

min

(g/m

3

)

70

70

Donja granica eksplozivno opasne koncentracije

,

DGEOK

(g/m

3

)

162

191

Temperatura upale oblaka prašine, T

up

(°C

)

410

420

Minimalna energija upale oblaka prašine, W

min

(mJ

)

100mJ<W

min

<300mJ

300mJ<W

min

<1000mJMinimalna temperatura upale 5 mm sloja ugljene prašine, T5mm (0C)250250Eksplozioni parametri ugljenog sloja revira Marići i MramorRudnika „Mramor” – Rudnici „Kreka” d.o.o. Tuzla(elaborat o klasifikaciji sloja i kategorizaciji jame)

Iskustva kod laboratorijskih opita eksplozivnih osobina ugljene prašine pokazuju da se, i kod uzoraka istog ugljenog sloja, uzetih sa različitih lokacija dobivaju različiti rezultati.

Ekmaxkriterij za ocjenu opasne koncentracije prašine

Minimalna energija upale oblaka ugljene prašine

Uporedni izgled iskre različite energije (Hartmann aparatura „Atex“ - Tuzla)Iskra energije 16 mJ je u stanju upaliti oblak ugljene prašine uz uslove koji podrazumijevaju optimalnu koncentraciju, sadržaj vlage i granulometrijski sastav.

Vrijednosti parametra E2 kreću od cca 30,3 mJ pa do preko 500mJ. Parametar E2 predstavlja najnižu energiju pri kojoj se upala desila unutar deset uzastopnih pokušaja, a E1 vrijednost najviše energije pri kojoj se kojoj se upala ne događa pri deset uzastopnih pokušaja.

Minimalna energija upale oblaka prašine lignitskih ugljeva u BiH

Kako odrediti dozvoljene vrijednosti u jamskim uslovima, koji kriterij:Donja granica eksplozivnosti - DGE Donja granica eksplozivno opasne koncentracije - DGEOKEksplozivno opasna: koncentracija prašine koja prenosi eksploziju dalje od mjesta početne upale.Pravilnik o sadržini elaborata, načinu i postupku klasifikacije ugljenog sloja i kategorizacije jame odnosno jamskih prostorija prema stepenu opasnosti od

eksplozivne ugljene prašineNa osnovu karakteristika utvrđenih primarnim i kontrolnim ispitivanjima određuju se dozvoljene vrijednosti koje su referentne prilikom ocjene ugroženosti jame ili objekta separacije od opasne ugljene prašine i to: 1) Donja granica eksplozivno opasne koncentracije (DGEOK) u sistemu ugljena prašina-vazduh-metan i DGEOK u sistemu ugljena prašina-vazduh, za procjenu ugroženosti od eksplozivnosti u jamskim prostorima; 2) Donja

granica eksplozivnosti

(DGE) u sistemu ugljena prašina-vazduh, za procjenu ugroženosti od eksplozivnosti objekta separacije; U jamama, maksimalno dozvoljena vrijednost koncentracije nataložene prašine odgovara vrijednosti 50% donje granice eksplozivno opasne koncentracije (DGEOK) koja je utvrđena primarnim ispitivanjima. U objektima separacije/klasirnice, maksimalno dozvoljena vrijednost koncentracije nataložene prašine iznosi 50% od donje granice eksplozivnosti (DGE) utvrđene primarnim ispitivanjima u sistemu ugljena prašina-vazduh, za ugljeni sloj koji se prerađuje. Određivanje dozvoljenih vrijednosti

Razlog za primjenu ovakvog načina određivanja dozvoljenih vrijednosti leži u tome što eksploziona karakteristika Ekmax

kvalificira ugljenu prašinu kao eksplozivno opasnu ili eksplozivno neopasnu za jamske uslove eksploatacije uglja, što znači da od njegove vrijednosti ovisi hoće li se eksplozija prenijeti dalje od mjesta nastanka, duž jamskih prostorija ili neće.DGE nemoguće postići u jamskim uslovima, pogotovo s sigurnosnim faktorom 50%. Primjer: Jamska prostorija

površine poprečnog presjeka 5m

2 i obima 8m, kod debljine sloja nataložene prašine od samo 0,1 mm po cijelom obimu- koncentracija 100g/m3. (DGE ugljenih prašina je obično oko 60g/m3) Sloj prašine od 0,1mm predstavlja tanak film, koji se normalno nalazi u svakoj aktivnoj jamskoj prostoriji. Ako bi se uzimala DGE kao dozvoljena granica, tada bi se u jamskim prostorijama (navedenih dimenzija) sloj nataložene prašine morao kretati u dimenzijama između 0,0005-0,0015mm, odnosno 0,5-1,5 mikrometara. Dakle, čestice koje su najsposobnije za eksploziju su između 50 – 100 mikrometara i dovoljan bi bio film debljine samo jedne čestice koji bi pokrivao 1/20-ti dio površine jamske prostorije. Takav monosloj uvijek postoji i nema svrhe stvarati iluziju da se može postići stepen čistoće jamske prostorije na tom nivou.Dozvoljene vrijednosti u jamiZašto DGEOK a ne DGE?

Pored svega navedenog, realna i potpuna slika opasnosti može se dobiti samo uz sveobuhvatno sagledavanje svih eksplozionih parametara i učinka eventualne eksplozije u uslovima u kojima se javlja, bilo o kojoj prašini da se radi. Kod izrade određenih rudarskih propisa u kojima se između ostalog propisuju i dozvoljene vrijednosti, države se povode iskustvima iz svjetske prakse, vlastitim iskustvima i specifičnim uslovima u svojim rudnicima. Umjesto zaključka

Hvala na pažnji!