Brandveiligheid voor kolenmijnen: de veiligste optie door gebruik van PSA-stikstofgenerator

Er zijn twee hoofdtypen steenkoolmijnonploffingen: methaan en steenkoolstof. Methaanexplosies treden op wanneer een ophoping van methaangas in contact komt met een warmtebron en er niet genoeg lucht is om het gasniveau onder het explosiepunt te verdunnen. Evenzo kunnen fijne deeltjes steenkoolstof in de juiste concentratie die in contact komen met een warmtebron ook explosief zijn. Hybride explosies die bestaan uit een combinatie van methaan en steenkoolstof kunnen ook voorkomen.

Waar komt het methaan in een steenkoolmijn vandaan?

Methaan wordt gevormd als bijproduct van de steenkoolvorming. Het methaan dat in de steenkool is geadsorbeerd, komt vrij wanneer de steenkool wordt gewonnen of migreert van omliggende bronnen boven of onder de steenkoollaag door scheuren die zijn ontstaan door het steenkoolwinningproces.

Hoe wordt methaan gedetecteerd en gecontroleerd?

Grote ventilatoren laten lucht circuleren in mijnen om ventilatie te bieden aan de werkgebieden. Deze ventilatoren zorgen ervoor dat het methaan wordt verdund tot ver onder de explosieve niveaus (5-15%). Monitoren geïnstalleerd op mijnbouwmachines schakelen de machine uit wanneer de methaanconcentratie 1% bereikt. Mijnen met overmatig methaan kunnen het gas verwijderen vóór de winning door drainagegaten te boren.

Wat wordt er gedaan om ontstekingen in het front te onderdrukken?

Een veelvoorkomende oorzaak van methaanontstekingen in het front is de vonk of hete streep die ontstaat bij het snijden van dak- of vloergesteente met de mijnbouwmachine. Het aanbrengen van gerichte watersprays achter de snijbit om de hete streep af te koelen en de grootte ervan te beperken kan deze wrijvingsontstekingen voorkomen.

Hoe wordt methaan gecontroleerd vanuit ontgonnen gebieden?

Steenkoolmijnen hebben over het algemeen actieve mijnbouwzones en gebieden die eerder zijn ontgonnen. Deze ontgonnen gebieden kunnen verlaten gebieden zijn die niet langer worden geventileerd en worden gescheiden van de actieve mijnbouwgebieden door explosiebestendige structuren, zogenaamde afdichtingen. Afdichtingen zijn ontworpen om een explosie binnen het verlaten gebied te bevatten. Langwandwinning is een voorbeeld waarbij een "actief" ontgonnen gebied, een zogenaamde "gob", wordt gecreëerd achter de oprukkende paneelwinning. Dit gob-gebied wordt een reservoir voor methaangas om zich te verzamelen en kan moeilijk volledig te ventileren zijn omdat de bovenbelasting is ingestort en dit gebied vol is geraakt met gebroken rotsfragmenten. In dit geval is ventilatie van het werkfront cruciaal om de migratie van methaan uit de gob te beperken en datgene te verdunnen dat in het werkgebied ontsnapt.

Waarom zijn steenkoolstofexplosies vaak uitgebreider dan methaanexplosies?

Methaan is gemakkelijker ontvlambaar dan steenkoolstof. In de meeste gevallen worden stofexplosies eerst veroorzaakt door methaanexplosies. De drukgolf of windkrachten die worden gecreëerd door een kleine methaanexplosie kunnen de mijningang schuren, waardoor steenkoolstof de lucht in wordt geblazen. Zodra dit stof is ontstoken, kan er een kettingreactie optreden en kan de vlamvoortplanting zich blijven verspreiden over lange afstanden, waarbij beschikbare brandstof en zuurstof worden verbruikt en grote hoeveelheden giftige gassen worden gegenereerd. Onder beperkende omstandigheden, zoals blokkade of beperking van de luchtweg, hebben zowel methaan- als steenkoolstofexplosies het potentieel om te versnellen en over te gaan in de meest ernstige situatie, een detonatie genaamd.

Wat wordt er gedaan om steenkoolstofexplosies te voorkomen?

Ondergrondse steenkoolwinning produceert fijn verdeeld steenkoolstof dat zich door de mijn afzet en dient als bron van brandbaar materiaal voor steenkoolstofexplosies. Kalksteenpoeder, bekend als rotsstof, wordt regelmatig door de mijnwerkzaamheden verspreid. Dit rotsstof dient om het steenkoolstof inert te maken wanneer het in de juiste verhouding wordt aangebracht. Wanneer er explosies optreden, absorbeert het verspreide kalksteenpoeder de warmte die door de explosie wordt gegenereerd en stopt het de kettingreactie of vermindert het de intensiteit van de explosie. Het is cruciaal dat deze inertiemethode van rotsstof consistent is met het mijnbouwproces. Zelfs een dunne laag extra steenkoolstof die op een eerder met rotsstof bestreken gebied is afgezet, kan de explosieve toestand herstellen.

Wilt u meer te weten komen over het NIOSH-onderzoek naar