Zwalczanie wybuchów pyłów i gazów (KD 2.1)

Działalność Pracowni Zwalczania Wybuchów Pyłów i Gazów w Kopalniach skupia się w trzech głównych obszarach:

• Badania z zakresu zagrożenia wybuchem pyłu węglowego
• Działalność szkoleniowa
• Badania zagrożenia iskrzeniem mechanicznym

Górnictwo

Badanie zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w wyrobiskach górniczych – badania zaliczeniowe do klasy A wybuchem pyłu węglowego.

Klasa A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego – pokłady węgla. Do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się pokład węgla lub jego część, łącznie z wyrobiskami drążonymi w tym pokładzie lub jego części, jeżeli w tym pokładzie lub jego części lub w wyrobiskach lub ich częściach znajduje się pył kopalniany zabezpieczony w sposób naturalny.

Klasa B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego – pokłady węgla. Do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się pokład węgla lub jego część, łącznie z wyrobiskami drążonymi w tym pokładzie lub jego części, jeżeli w tym pokładzie lub jego części lub w wyrobiskach lub ich częściach niewystępują okoliczności umożliwiające zaliczenie do klasy A

Klasa A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego – wyrobiska górnicze o nachyleniu do 45°. Do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się – z wyjątkiem wyrobiska drążonego w pokładzie węgla lub jego części – wyrobisko poziome lub jego część oraz wyrobisko pochyłe o nachyleniu do 45° lub jego część, jeżeli w tym wyrobisku lub jego części:

• znajduje się pył kopalniany zabezpieczony w sposób naturalny lub
• nie występują odcinki z pyłem kopalnianym niezabezpieczonym w sposób naturalny dłuższe niż 30 m, a odległość między odcinkami z pyłem kopalnianym niezabezpieczonym w sposób naturalny nie jest mniejsza niż 100 m.

Klasa B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego – wyrobiska górnicze o nachyleniu do 45°. Do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się – z wyjątkiem wyrobiska drążonego w pokładzie węgla lub jego części – wyrobisko poziome lub jego część oraz wyrobisko pochyłe o nachyleniu do 45° lub jego część, jeżeli w tym wyrobisku nie występują okoliczności umożliwiające zaliczenie do klasy A

Wyrobisko niezagrożone wybuchem pyłu węglowego o nachyleniu do 45°. Wyrobiskiem poziomym oraz wyrobiskiem pochyłym o nachyleniu do 45° niezagrożonym wybuchem pyłu węglowego jest wyrobisko lub jego część, w którym:

• nie występuje niebezpieczny pył węglowy lub
• pył kopalniany zawiera co najmniej 80% części niepalnych stałych pochodzenia naturalnego, ilość niebezpiecznego pyłu węglowego jest mniejsza niż 10 g/m³ wyrobiska, a masa pyłu węglowego bez części niepalnych stałych, osiadającego na danej powierzchni w ustalonym czasie, zwana dalej „intensywnością osiadania pyłu”, jest mniejsza niż 0,15 g/m² na dobę, lub
• pył kopalniany zawiera co najmniej 50% wody przemijającej, lub
• pył kopalniany zawiera co najmniej 80% części niepalnych stałych pochodzenia naturalnego oraz zawartość wody przemijającej pochodzenia naturalnego w tym pyle wynosi co najmniej 30% – a wyrobiska lub ich części mające bezpośrednie połączenie z tym wyrobiskiem są wyrobiskami niezagrożonymi wybuchem pyłu węglowego lub zostały zaliczone do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.

Klasa A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego – wyrobiska górnicze o nachyleniu większym niż 45°. Do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się – z wyjątkiem wyrobiska lub jego części, w tym szybu i szybiku, drążonego w pokładzie węgla lub jego części – wyrobisko pionowe lub jego część oraz wyrobisko pochyłe o nachyleniu większym niż 45° lub jego część, w tym szyb lub szybik, jeżeli w tym wyrobisku lub jego części, szybie lub szybiku:

• zalegający pył kopalniany zawiera co najmniej 70% części niepalnych stałych w polach niemetanowych lub 80% części niepalnych stałych w polach metanowych lub
• zalegający pył kopalniany zawiera wodę przemijającą uniemożliwiającą przeniesienie wybuchu pyłu węglowego i całkowicie pozbawiającą pył kopalniany lotności, lub
• średnia ilość zalegającego pyłu węglowego jest mniejsza niż 5 g/m3 szybu lub szybiku.

Klasa B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego – wyrobiska górnicze o nachyleniu większym niż 45°. Do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się – z wyjątkiem wyrobiska lub jego części, w tym szybu i szybiku, drążonego w pokładzie węgla lub jego części – wyrobisko pionowe lub jego część oraz wyrobisko pochyłe o nachyleniu większym niż 45° lub jego część, w tym szyb lub szybik, jeżeli w tym wyrobisku lub jego części, szybie lub szybiku nie występują okoliczności umożliwiające do zaliczenia go do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.

Wyrobisko niezagrożone wybuchem pyłu węglowego o nachyleniu większym niż 45°. Wyrobiskiem pionowym oraz wyrobiskiem pochyłym o nachyleniu większym niż 45°, w tym szybem lub szybikiem, niezagrożonym wybuchem pyłu węglowego jest wyrobisko, w tym szyb lub szybik, w którym jednocześnie:

• zawartość części niepalnych stałych w pyle kopalnianym zalegającym w wyrobisku wynosi co najmniej 80%;
• średnia ilość pyłu węglowego zalegającego w wyrobisku jest mniejsza niż 1 g/m3 wyrobiska;
• intensywność osiadania pyłu w wyrobiskach połączonych z tym wyrobiskiem, w odległości do 5 m od tego wyrobiska, jest mniejsza niż 0,15 g/m2 na dobę;
• wyrobiska mające bezpośrednie połączenie z tym wyrobiskiem są wyrobiskami niezagrożonymi wybuchem pyłu węglowego lub zostały zaliczone do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego;
• w budynku nadszybia nie zostały wyznaczone, zgodnie z przepisami wydanymi na podstawie art. 13 ust. 1 ustawy z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (Dz. U. z 2009 r. Nr 178, poz. 1380, z 2010 r. Nr 57, poz. 353 oraz z 2012 r. poz. 908), strefy zagrożenia wybuchem pyłów.

Do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się wyrobisko podziemne lub jego część, jeżeli w tym wyrobisku lub jego części znajduje się pył kopalniany zabezpieczony w sposób naturalny.

Ocena zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w zakładach przeróbki mechanicznej węgla – wyznaczanie stref zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w zakładach przeróbki mechanicznej węgla.

Obiekty, poziomy i pomieszczenia n i e z a g r o ż o n e wybuchem pyłów. To obiekty, poziomy i pomieszczenia, w których nie zostały wyznaczone strefy zagrożenia wybuchem gazów, par lub mgieł albo ich średnia wysokość jest większa niż 3,0 m można uznać za niezagrożone wybuchem pyłów jeżeli:

• średnie nagromadzenie pyłu węglowego w pyle kopalnianym niezabezpieczonym nie przekracza 100 g/m²,
• średnia intensywność osiadania pyłu węglowego nie przekracza 10 g/m²/doba,
• lokalne nagromadzenia pyłu węglowego w pyle kopalnianym niezabezpieczonym nie przekraczają 500 g/m² (na powierzchni większej niż 4 m²),
• lokalna intensywność osiadania pyłu węglowego nie przekracza 25 g/m²/doba.

Obiekty, poziomy i pomieszczenia, w których zostały wyznaczone strefy zagrożenia wybuchem gazów, par lub mgieł albo ich średnia wysokość jest mniejsza niż 3,0 m lub równa można uznać za niezagrożone wybuchem pyłów jeżeli:

• średnie nagromadzenie pyłu węglowego w pyle kopalnianym niezabezpieczonym nie przekracza 75 g/m²,
• średnia intensywność osiadania pyłu węglowego nie przekracza 5 g/m²/doba,
• lokalne nagromadzenia pyłu węglowego w pyle kopalnianym niezabezpieczonym nie przekraczają 250 g/m² (na powierzchni większej niż 4 m²),
• lokalna intensywność osiadania pyłu węglowego nie przekracza 15 g/m²/doba.

Obiekty, poziomy i pomieszczenia ze s t r e f ą 22 zagrożenia wybuchem pyłów. Obiekty, poziomy i pomieszczenia, w których wyznaczono strefę 22 zagrożenia wybuchem pyłów to takie, które nie spełniają warunków podanych w punkcie 1, a pył kopalniany niezabezpieczony podczas normalnego procesu technologicznego nie tworzy, nawet krótkotrwale z powietrzem mieszaniny o stężeniu wybuchowym. Mieszanina pyłowo powietrzna o stężeniu wybuchowym może powstać jedynie w sytuacjach awaryjnych nie wynikających z normalnego procesu technologicznego.

Obiekty, poziomy i pomieszczenia ze s t r e f ą 21 zagrożenia wybuchem pyłów. Obiekty, poziomy i pomieszczenia, w których wyznaczono strefę 21 zagrożenia wybuchem pyłów to takie, które nie spełniają warunków podanych w punkcie 1, a pył kopalniany niezabezpieczony podczas normalnego procesu technologicznego może czasami stworzyć mieszaninę pyłowo powietrzną o stężeniu wybuchowym.

Obiekty, poziomy i pomieszczenia ze s t r e f ą 20 zagrożenia wybuchem pyłów. Obiekty, poziomy i pomieszczenia, w których wyznaczono strefę 20 zagrożenia wybuchem pyłów to takie, które nie spełniają warunków podanych w punkcie 1, a pył kopalniany niezabezpieczony podczas normalnego procesu technologicznego tworzy z powietrzem mieszaninę o stężeniu wybuchowym stale lub przez długie okresy lub często.

Analiza laboratoryjna zalegającego pyłu węglowego w obiektach, poziomach i pomieszczeniach zakładów przeróbki mechanicznej węgla oraz w wyrobiskach górniczych.

Analizę laboratoryjną zalegającego pyłu węglowego w obiektach, poziomach i pomieszczeniach zakładów przeróbki mechanicznej węgla oraz w wyrobiskach górniczych wykonuje się zgodnie Polskimi Normami.

Analiza laboratoryjna pobranych prób zalegającego pyłu obejmuje:

• określenie masy próby po przesianiu przez sito o wymiarach oczek 1×1 mm,
• określenie zawartości wilgoci higroskopijnej,
• określenie zawartości wilgoci przemijającej,
• określenie zawartości frakcji poniżej 0,075 mm.

Analizy laboratoryjne pobranych metodą płytek pomiarowych prób pyłu obejmują:

• określenie masy próby,
• określenie zawartości części niepalnych stałych,

Badanie skuteczności środków zabezpieczających przed powstaniem i przeniesieniem wybuchu pyłów oraz dobór optymalnych parametrów ich stosowania.

Badania skuteczności pozbawiania lotności pyłów węglowych za pomocą zwilżaczy polegają na pomiarze czasu całkowitego nawilżenia (zanurzenia całej naważki poniżej powierzchni roztworu) jednogramowych naważek pyłu węglowego. W zależności od czasu trwania całkowitego nawilżania badanej próbki pyłu węglowego dokonuje się oceny zwilżalności pyłu węglowego

Iskrzenie skał zapalające metan przy urabianiu kombajnem. Skłonność skał do iskrzenia zapalającego metan.

Ze względu na skłonność do iskrzenia mechanicznego przy urabianiu kombajnem skały dzielimy na:

• nieskłonne do iskrzenia zapalającego metan,
• wykazujące bardzo małą skłonność do iskrzenia zapalającego metan,
• wykazujące średnią skłonność do iskrzenia zapalającego metan
• wykazujące dużą skłonność do iskrzenia zapalającego metan.

Badanie stopów aluminium pod względem iskrzenia zapalającego metan w kontakcie z zardzewiałą stalą.

Metodyka badań stopów aluminium pod względem zagrożenia iskrzeniem zapalającym metan w kontakcie z zardzewiałą stalą odzwierciedla trzy przypadki:

• uderzenia przedmiotem wykonanym z aluminium o zardzewiałą stal,
• uderzenia przedmiotem metalowym o rozmaz aluminium naniesiony na zardzewiałej stali,
• uderzenia przedmiotem metalowym (na którym powstał naniesiony wcześniej rozmaz aluminium) o zardzewiałą stal.

Badania stopów aluminium pod względem zagrożenia iskrzeniem zapalającym metan w kontakcie z zardzewiałą stalą prowadzi się:

• metodą uderzenia poślizgowego
• metodą swobodnego spadku.

Badanie odporności na zużycie powłok ochronnych przeznaczonych do zabezpieczania stopów aluminium przed iskrzeniem zapalającym metan.

Badania odporności na zużycie powłok ochronnych wykonuje się w dwóch wariantach:

• Wariant 1 – Uderzenie narzędziem.
• Wariant 2 – Upadek z wysokości

Materiał, który uległ przebiciu do podłoża uznawany jest za nienadający się do stosowania jako powłoki ochronne zabezpieczające stopy aluminium przed wytworzeniem iskrzenia zapalającego metan w kontakcie z zardzewiałą stalą.

Badanie noży kombajnowych pod względem iskrzenia zapalającego metan przy urabianiu skał.

Badania wykonuje się w dwóch niezależnych od siebie wariantach:

• nieruchomy nóż kombajnowy dociskany do wirującej tarczy piaskowcowej,
• tarcza stalowa, z zamocowanymi trzema nożami kombajnowymi, urabiającymi nieruchomą próbkę piaskowca

Badanie koronek i żerdzi wiertniczych stosowanych do wiercenia otworów wiertnicami pod względem iskrzenia zapalającego metan.

Badania prowadzi się w dwóch wariantach:

• z wykorzystaniem tarczy piaskowcowej – dla badań możliwości zapalenia metanu od iskrzenia w kontakcie koronki lub żerdzi wiertniczej ze skałą,
• z wykorzystaniem tarczy stalowej – dla badań możliwości zapalenia metanu od tarcia koronki lub żerdzi wiertniczej o obudowę wyrobiska.

Z uwagi na zróżnicowaną twardość materiałów stosowanych na żerdzie wiertnicze oraz poszczególne części składowe koronek wiertniczych, odrębnym badaniom podlegają: żerdź, stal z trzonka koronki, głowicy oraz elementy urabiające koronki wiertniczej.

Automotive

Badanie zagrożenia iskrzeniem mechanicznym. Badanie okładzin ciernych (hamulcowych) oraz innych materiałów z dużą prędkością pod względem zagrożenia iskrzeniem mechanicznym .

Metalurgia

Badanie zagrożenia iskrzeniem mechanicznym. Badanie skłonności materiałów pod względem zagrożenia iskrzeniem mechanicznym zapalającym metan lub inne gazy.

Badanie narzędzi pod względem iskrzenia zapalającego gazy lub pary cieczy palnych od iskier mechanicznych. Badania narzędzi przeprowadza się w celu określenia ich skłonności do iskrzenia zapalającego pary cieczy palnych (np. benzyny) lub gazy.

Chemia

Badanie zagrożenia iskrzeniem mechanicznym. Badanie skłonności materiałów używanych w przemyśle chemicznym (np. na halach produkcyjnych) pod względem zagrożenia iskrzeniem mechanicznym zapalającym gazy lub pary cieczy palnych.

Badanie narzędzi pod względem iskrzenia zapalającego gazy lub pary cieczy palnych od iskier mechanicznych. Badania narzędzi przeprowadza się w celu określenia ich skłonności do iskrzenia zapalającego pary cieczy palnych (np. benzyny) lub gazy.

Badanie materiałów stosowanych jako posadzki w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem par cieczy palnych lub gazów. Badania materiałów stosowanych jako posadzki przeprowadza się w celu określenia ich skłonności do iskrzenia zapalającego pary cieczy palnych (np. benzyny) lub gazy.
Badanie wykonuje się w dwóch wariantach:

• Wariant 1 – badania wykonuje w zamkniętej komorze wypełnionej wybuchową mieszaniną gazowo – powietrzną upuszczając ciężarek z wysokości od 1,5 m do 3,5 m na badaną posadzkę.
• Wariant 2 – odwzorowuje się zjawisko ciągnięcia przedmiotu wykonanego ze stali po badanej posadzce.

Petrochemia

Badanie zagrożenia iskrzeniem mechanicznym. Badanie skłonności materiałów (np. narzędzi) używanych w przemyśle petrochemicznym (np. na halach produkcyjnych) pod względem zagrożenia iskrzeniem mechanicznym zapalającym gazy lub pary cieczy palnych.

Badanie narzędzi pod względem iskrzenia zapalającego gazy lub pary cieczy palnych od iskier mechanicznych. Badania narzędzi przeprowadza się w celu określenia ich skłonności do iskrzenia zapalającego pary cieczy palnych (np. benzyny) lub gazy.

Badanie materiałów stosowanych jako posadzki w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem par cieczy palnych lub gazów. Badania materiałów stosowanych jako posadzki przeprowadza się w celu określenia ich skłonności do iskrzenia zapalającego pary cieczy palnych (np. benzyny) lub gazy.
Badanie wykonuje się w dwóch wariantach:

• Wariant 1 – badania wykonuje w zamkniętej komorze wypełnionej wybuchową mieszaniną gazowo – powietrzną upuszczając ciężarek z wysokości od 1,5 m do 3,5 m na badaną posadzkę.
• Wariant 2 – odwzorowuje się zjawisko ciągnięcia przedmiotu wykonanego ze stali po badanej posadzce.

Szkolenia i kursy

Szkolenia i kursy o tematyce zagrożenia wybuchem pyłu węglowego wraz z pokazowymi wybuchami pyłu węglowego w sztolni doświadczalnej,

Pracownia Zwalczania Wybuchów Pyłów i Gazów w Kopalniach prowadzi działalność dydaktyczną z zakresu zwalczania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego. Prowadzimy kursy dla pracowników zakładów przemysłowych w których istnieje zagrożenie wybuchem pyłów, dla strażaków oraz studentów szkół wyższych i uczniów szkół zawodowych. Oferujemy kursy wzbogacone o materiały multimedialne oraz prezentujemy unikalny w skali światowej pokaz wybuchu pyłu węglowego, który można bezpiecznie zobaczyć tylko w Kopalni Doświadczalnej „Barbara” Głównego Instytutu Górnictwa

Kluczowe realizacje

Wieloletnie umowy z wszystkimi spółkami węglowymi z Polsce. W ramach umowy prowadzimy badania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego we wszystkich polskich kopalniach. Ponadto współpracowaliśmy z takimi firmami jak: PGNIG, FUCHS, BECORIT GMBH, i inne.

• Badania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego we wszystkich polskich kopalniach
• Badania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w elektrowniach
• Badanie narzędzi używanych w PGNIG w pod względem iskrzenia mechanicznego
• Badanie okładzin hamulcowych dla BECORIT GmbH

Zaplecze badawcze

Pracownia Zwalczania Wybuchów Pyłów i Gazów w Kopalniach Kopalni Doświadczalnej „Barbara” Głównego Instytutu Górnictwa posiada unikalne w skali europejskiej zaplecze naukowo – badawcze umożliwiające prowadzenie w szerokim zakresie badań nad możliwością wybuchu pyłu węglowego oraz zapalenia metanu, par cieczy palnych lub innych gazów od iskrzenia mechanicznego skał, metali oraz stopów aluminium. Poligon doświadczalny stanowią tutaj sztolnie doświadczalne i stanowiska badawcze wyposażone w komory wybuchowe, w których przeprowadza się badania.

Fakty i Liczby

Nasz zespół składa się z 8 specjalistów w zakresie wybuchu pyłu węglowego w kopalniach oraz w zakresie iskrzenia mechanicznego skał i innych materiałów. Posiadamy wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu tego typu badań.

W ciągu roku wykonujemy kilkaset prac badawczo – rozwojowych dla polskiego przemysłu (głównie węglowego).

Posiadamy wykwalifikowaną kadrę naukowo – badawczą. Posiadamy uprawnienia Rzeczoznawcy Do Spraw Ruchu Zakładu Górniczego.

Współpracujemy z zagranicznymi kontrahentami. Dotychczas wykonaliśmy również wiele prac badawczo-usługowych dla zagranicznych partnerów. W ramach działalności szkoleniowej gościliśmy delegacje z Chin, Korei Pd, Niemiec, Ukrainy, USA i wiele innych.