Ugljena prašina

Rudnik uglja u Osinikiju, Rusija

Ugljena prašina nastaje kao nusprodukt eksploatacije uglja tokom procesa bušenja i miniranja, otkopavanja uglja kombajnima, premeštanja sekcija mehanizovane podgrade i utovara i transporta uglja. Prašinom se smatraju sve sitnozrne krute čestice koje mogu lebdeti u vazduhu. Prašina se u manjim količinama može javiti uticajem nekih slučajnih faktora kao što su prirodne nepogode. Prisustvo prašine u rudničkom vazduhu je nepoželjno iz dva razloga:

1. rudnička prašina je eksplozivna,
2. rudnička prašina je štetna po zdravlje (otrovnost i agresivnost).

Zapaljivost i eksplozivnost ugljene prašine

Utvrđeno je da:

• prašina može eksplodirati pri potpunom odsustvu metana.
• prašina sa manjim sadržajem metana može izazvati eksploziju velike jačine.
• prisustvo u vazduhu suve i sitne ugljene prašine snižava donju granicu eksplozivnosti smeše metana i vazduha, smeša postaje eksplozivna pri sadržaju metana ispod 5%.
• pri učešću ugljene prašine u eksploziji produkti sadrže veliku količinu ugljenmonoksida koji može biti uzrok trovanja radnika.

Hemijski sastav ugljene prašine

Jedan od osnovnih faktora koji karakteriše sklonost ugljene prašine ka eksploziji je sadržaj volatila. Osnovni gorivi sastavni delovi volatila su: metan, vodonik, ugljenmonoksid, etan, i teški ugljovodonici. Donja granica eksplozivnosti smeše gasovitih produkata razlaganja uglja praktično je postojana i iznosi 4,2%. Količina sumporvodonika i ugljenmonoksida u produktima razlaganja ugljeva, sa sadržajem volatila ispod 15% (visok stadijum motamorfizma) menja se neravnomerno. Samo sadržaj metana potčinjava se određenoj zavisnosti od sadržaja volatila do 30%. Pri daljem povećanju volatila, sadržaj metana prestaje da se povećava iako eksplozivnost prašine nastavlja da raste. To svedoči da je eksplozivnost prašine uslovljena istovremenim uticajem svih gorivih komponenata.

Stepen eksplozivnosti ugljene prašine može se karakterisati pritiskom u mestu eksplozije. Sa povećanjem sadržaja volatila pritisak u mestu eksplozije linearno raste.

Pored hemijskog sastava prašine na eksplozivnost ugljene prašine u rudničkim uslovima utiču mnogi faktori kao što su: izvor paljenja, gustina oblaka prašine, sadržaj pepela u prašini itd.

Karakteristike eksplozije ugljene prašine

Eksplozija ugljene prašine ima niz specifičnosti. U zavisnosti od brzine rasprostiranja fronta plamena i kretanja gasovitih produkata razlikuju se:

1. Zapaljenje - mirno izgaranje prašine, ono nastaje u slučajevima nedovoljnog sadržaja kiseonika u smesi vazduha i prašine.
2. Upala pri pritisku od 14,7 kPa i brzini gorenja od 4 do 10 m/s.
3. Eksplozija sa brzinom gorenja iznad 100 m/s.
4. Detonacija sa brzinom rasprostiranja fronta plamena iznad 1000 m/s.

Škodljivost - profesionalna štetnost ugljene prašine

• Bolest kože- Usled toga što prašina zapuni pore, dolazi do upale, te koža postaje suva, gubi masnoću i više je izložena mehaničkim i ostalim štetnim uticajima. Dovodi do stvaranja dermatokonioze (bubuljičavosti, folikuliteta i dr.)
• Bolest očiju- Prašina može imati nadražujuće, a zatim infektivno dejstvo na konjuktivu. Prašinski konjunktivitis konstatovan je kod velikog broja radnika.

Kompleksne mere na suzbijanju izdvajanja prašine u radnu okolinu i smanjenje koncentracije lebdeće prašine

Kompleksno čišćenje rudničkog vazduha od prašine ostvaruje se u celosti kao mera u borbi protiv prašine i za sprečavanje stvaranja prašine. U rudnicima se mogu primeniti sledeće mere u borbi protiv prašine:

• Pri otkopavanju uglja u blago nagnutim slojevima:
  • natapanje ugljenog sloja kroz bušotine izrađene iz otkopne ili pripremne prostorije,
  • provetravanje sa optimalnom brzinom kretanja vazduha na radilištu po faktoru prašine,
  • kvašenje, aerohidrovlaženje, hidrovlaženje i obaranje prašine penom,
  • obaranje prašine pri premeštanju sekcija mehanizovane podgrade,
  • hvatanje prašine na kombajnu kod debljine sloja iznad 1,6m

• Pri otkopavanju uglja u strmim slojevima:
  • natapanje ugljenog sloja kroz bušotine,
  • silazno provetravanje radilišta,
  • kvašenje (aerohidrovlaženje) sa dodavanjem vode u zonu razrušenja uglja ili obaranje prašine penom na otkopnim kombajnima,
  • čišćene od prašine izlazne vazdušne struje sa radilišta.

• Pri otkopavanju uglja strugom:
  • natapanje ugljenog sloja kroz bušotine,
  • provetravanje sa optimalnom brzinom kretanja vazduha na radilištu po faktoru prašine,
  • automatsko sekcijsko kvašenje,
  • obaranje prašine penom,
  • aerodinamičko upravljanje tokom prašine.

• Pri izradi prostorija kombajnom:
  • obaranje prašine penom u kompleksu sa usisavanjem prašine iza štita,
  • kvašenje (aerohidrovlaženje) standardnim prskalicama ili vodovazdušnim ejektorima u kombinaciji sa usisavanjem prašine.

• Pri izvođenju bušačko-minerskih radova:
  • bušenje sa isplakom,
  • vodena zavesa,
  • vodena zavesa ili obaranje prašine penom (pri punjenju minskih bušotina),
  • kvašenje izdrobljene mase.

• Pri utovaru i pretovaru uglja i stena, kvašenje pri radu transportnih traka:
  • čišćenje povratne trake od sitneži,
  • pokrivanje mesta presipa,
  • smanjenje zaprašenosti ulaznih i izlaznih vazdušnih tokova.

Literatura

• V. Jovičić, M. Miljković, J. Nujić, H. Uljić, M. Vukić, 1987, "Sigurnost i tehnička zaštita u rudarstvu", Tuzla, „Univerzal“.