Materiały konferencyjne SEP 2019

Kontakt załogi z gazami pożarowymi jest niezwykle groźny, dlatego istnieją kryteria określające poziom tolerowalności takich gazów. Gazem, którego występowanie wiąże się z koniecznością wycofania załogi z zagrożenia rejonu, jest tlenek węgla. Występuje on już na etapie rozwijania się procesu samozagrzewania się węgla, przez co jego obecność w atmo- sferze kopalnianej najszybciej informuje o zagrożeniu. Rozwój techniki, a zwłaszcza elektroniki, doprowadził do powstania nowej generacji przyrządów i urządzeń umożliwiających dokładne pomiary (z dokładnością do dziesięcioty- sięcznych części procenta). Pozwala to na zmianę kryterium pożaru podziemnego, występu- jącego również w obecnie obowiązujących przepisach rozporządzenia Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych [16]. Odpowiedni i długotrwały wpływ takich czynników, jak ciśnienie, tarcie, kruszenie, a także działanie chemicznych i petrograficznych składników węgla, powoduje stały, chociaż nieznaczny, wzrost jego temperatury aż do osiągnięcia temperatury granicznej mieszczącej się najczęściej w przedziale 60–80°C. Długość okresu inkubacji zależna jest od wielu czyn- ników, a przede wszystkim od lokalnie występujących warunków [14]. Gdy temperatura węgla nie osiągnie temperatury krytycznej (60  80  C) albo po jej osiągnięciu nastąpią zmiany warunków zewnętrznych sprzyjające odprowadzeniu ciepła, wte- dy samozagrzewanie przechodzi powoli w okres ochłodzenia, a dalszy dopływ powietrza do zagrzanego węgla doprowadza go do stanu zwietrzenia. Podobne zjawisko obserwuje się w przypadku utleniania się węgli mało skłonnych do samozapalenia, które szybko przechodzą w stan zwietrzenia. Węgiel zwietrzały nie ulega samozapaleniu [14]. W nadal sprzyjających warunkach akumulacji ciepła rozpoczyna się proces samo- zagrzewania, czyli systematyczny, czasem gwałtowny przyrost temperatury węgla, o znaczącej dynamice. Okres ten kończy się po osiągnięciu temperatury zapłonu , w której dochodzi do samozapalenia się węgla, a po nim, jeśli utrzymają się sprzyjające warunki – do pożaru. Temperatura zapłonu nie jest jednoznacznie określona. W przypadku antracytów wyno- si ona około 400°C, a czasem 440°C. Temperatura zapłonu węgla kamiennego wynosi 270– 350°C, przy czym niektóre badania pokazały, że w węglach o zawartości 10% części lotnych samozapłon następuje w temperaturze 350–380°C, a przy zawartości 30% w tem-peraturze 320–360°C. Z kolei badając temperaturę zapłonu w zależności od stopnia rozdrobnienia węgla, określono, że wynosi ona zazwyczaj 330–360°C dla uziarnienia w przedziale 1,5–2,0 mm, chociaż niektóre węgle miały temperaturę zapłonu znacznie niższą, bo tylko 210°C. Przy uziarnieniu o średnicy 1 mm i mniejszej temperatury zapłonu są niższe, wynoszą 190–220°C, a powodem tego jest fakt, że w przypadku rozdrobnionego węgla utlenianie zachodzi tym łatwiej i szybciej, im większą powierzchnię zajmuje pewna ilość węgla bądź im więcej ziaren znajduje się w danej objętości. Zatem im większa powierzchnia danej objętości węgla, tym łatwiejszy dostęp tlenu, co wynika z faktu, że drobiny pyłu mają bardzo wielką, w porównaniu z ich obję- tością, powierzchnię. Towarzyszące eksploatacji wstrząsy i odprężenia powodują zniszczenie struktury węgla i skał otaczających wyrobiska. Powstałe w skutek zniszczeń wywołanych wstrząsami i tąpnię- ciami strefy spękań w caliźnie węglowej i skałach otaczających ułatwiają migrację powietrza przez caliznę, a szczególnie przez zroby, przyczyniając się w ten sposób do rozwoju samoza- grzewania węgla i jego samozapalenia [3, 4]. Strzelania wstrząsowe, które są konieczne z punktu widzenia profilaktyki tąpaniowej zwiększają zagrożenie pożarami endogenicznymi w ociosach węglowych. Również ogranicze- nie postępu ściany które jest jednym z elementów profilaktyki tąpaniowej niekorzystnie wpły-