پایان نامه ایمنی معادن زغال سنگ در ایران

مقدمه

زغال ماده ای غیر متجانس است که از تجزیه گیاهان در تحت شرایط مختلف از نظر رطوبت،حرارت و فشار بوجود می اید.بسته به نوع گیاه ،میزان تجزیه و شرایط محیط محصولی که تولید می شود یکسان نبوده بلکه از طیف گسترده ای برخوردار می باشد.این محصولات می توانند شامل اسید هیومیک پیت لیگناتیک (زغال قهوه ای لیگنایت) ساب بیتومنوس بیتومنوس و زغال سنگ آنتراسیت (نیمه انتراسیت مافوق اننتراسیت و نهایتا گرافیت باشند. در تحت شرایط یکسان از نظر رطوبت ، حرارت ،میزان تجزیه و نوع گیاهان اولیه ، زغال سنگی که تولید می شودقاعدتا بایستی از ترکیب و خواص مشابه برخوردار باشنداما غالبا در مراحل اولیه و به هنگام انباشت و شکل گیری گیاهان یا در مراحل بعدی که به مرور زمان تحت تاثیر حرارت و فشار قرار می گیرد عوامل دیگری مانند کسل ، درزه و شکاف ،سنگهای در بر گیرنده که معمولا به همراه زغال سنگ هستند موجب می شوند تا زغال از بخش های مختلف یک لایه از نظر بعضی از غواص عمدتا مقدار سلفور با یکدیگر متفاوت باشند . آن قسمت از لایه زغال سنگ که بیرون زدگی آن در سطح قابل روئت است به دلیل هوازدگی دارای کیفیت متفاوت از آن بخشی است که در درون زمین قرار گرفته است.

متان

متان که گاز مرداب نیز نامیده می‌شود یکی از خطرناک ترین گازهای آلوده کننده هوای داخل معدن بوده که در موارد بسیاری انفجارات مهیب و هلاکت عده زیادی گردیده است حتی در معادن امروزی با وجود پیشرفتهای فراوانی که دزمینه ایمنی معادن صورت گرفته و علی زغم اتخاذ تدابیر حفاظتی شدید خطر انفجار این گاز کاملا از بین نرفته است بطوریکه هنوز هم خبرهایی از وقوع انفجار گاز در معادن مختلف شنیده می‌شود. گاز متان تحت عنوان گاز گریز و گاز زغال نیز نامیده می‌شود. ترکیب شیمیایی گریز و در حقیقت 95 تا 100 درصد متان است بنابر این ممکن است گازهایی مثال ازث ، هیدروژن ، انیدرید کربنیک و هیدروکربورهای سنگین مثال اتان ، هیدورژن سولفوره ، انیدرید سولفورو و منوکسید کربن در ترکیب آن وجود داشته باشد. 

منابع گاز متان

گاز متان در معادن از قسمت های زیر متصاعد و در هوای معدن انتشار می‌یابد :

1- قسمت‌های نمایان شده زغال سنگ در کارگاه استخراج

2- زغال سنگ حفر شده ( در جریان بارگیری و باربری به خارج معدن)

3- لایه‌های مجاور و رگه‌هایی که به علت ضخامت کم قابل استخراج نیستند

4-  سنگ‌های در بر گیرنده لایه زغال سنگ

5- قسمت‌های متروکه و نیز ستون‌های بر جای مانده زغال سنگ در روش استخر اطاق و پایه

عوامل مشتعل کننده گاز متان

در صورتی که غلظت گاز متان درهوای معدن از مقدار معینی تجاوز کند و به حد قابل انفجاری برسد ایجاد هر گونه شعله یا جرقه می‌تواند به اشتعال و انفجار گاز مذکور منجر شود بنابر این بایستی از ایجاد هر نوع جرقه یا شعله درداخل معدن جلوگیری نمود و تا سرحد امکان به رعایت مقررات ایمنی مربوط تأکید و توجه شود. مهمترین عوامل مشتعل کننده گاز متان به شرح زیر است :

الف : ایجاد شعله در اثر کبریت زدن یا سیگار کشیدن – این موضوع تا آنجا اهمیت دارد که عامل تعداد زیادی از انفجارها درمعادن بوده است به همین لحاظ قبل از ورود افراد به داخل معدن لازم است از نظر همراه داشتن کبریت . فندک و سیگار مورد بازرسی قرار گیرند.

ب – چراغ اطمینان شعله‌ای – هرگاه چراغ اطمینان شعله‌ای در معرض جریان شدید هوا قرار گیرد شعله آن با توری مماس می‌شود که آنرا به حرارت قرمز می‌رساند وهمین منبع داغ می‌تواند سبب اشتعال گاز متان شود بنابر این چراغ اطمینان شعله‌ای را بایستی از جلوی دهانه لوله‌های تهویه یا هر جایی که جریان شدید هوا وجود دارد دور نگه داشت.چراغ‌های معیوب نیز می‌توانند گاز متان را مشتعل نمایند.

ج- جرقه ناشی از برخورد سنگها با یکدیگر : در مواردی شبیه ریزش سقف کار معدنی از برخورد ماسه سنگها و غیره ممکن است جرقه‌هایی تولید شود که بتواند گاز متان را مشتعل نماید. 

انواع زغال سنگ‌ها :

زغالها را با توجه به مواد تشکیل دهندة آنها کلأ به دو گروه تقسیم می‌کنند.

1) زغالهای ساپروپل

2)  هومیت‌ها یا زغال‌های هوموسی

ساپروپل‌ها :

این زغال‌ها از بقایای گیاهان پست و اسپرهای گیاهی به وجود آمده‌اند و درصد بسیار کوچکی از زغال سنگ را شامل می‌شوند. اغلب ذخایر زغالی دنیا از نوع هومیت می‌باشد. این زغالها به رنگ قهوه‌ای تیره یا سیاه دیده می‌شوند. حالت مطبق در آنها دیده نمی‌شود. از انواع مشابه با زغالهای هومیت در متامورفیزم یکسان دارای فشردگی و سختی بیشتری می‌باشند. شکست صدفی دارند و با شعله بلندی می‌سوزند و قابلیت کک دهی کمتری دارند. از طریق مطالعه میکروسکپی دو گروه زغالی از ساپروپل‌ها شناخته شده‌اند که شامل چانل کول Channel  و بوگهد Boghead coal می‌باشند که در درجات متامورفیزم بالا به سختی از هم قابل تشخیص بوده ولی در درجات زغال شدن پائین قابل تشخیص می باشند.

چانل کول :

این زغال اساسأ از اسپرهای گیاهی تشکیل شده‌اند. از نظر ماکروسکپی هیچ نوع لایه بندی در آنها مشاهده نمی شود. رنگ آنها مات بوده و دارای جلای چرب می‌باشند. مطالعات میکروسکپی نشان می‌دهد که علاوه بر اسپرها که قسمت اعظم آن را تشکیل می‌دهند سایر مواد تشکیل دهندة آن الگ‌ها و تک یاخته ای‌های آبزی می‌باشند در مقایسه با زغالهای هومیک ما سرال های این زغال ریزتر و تقریبأ به یک اندازه می‌باشند.

فهرست مطالب

فصل اول

مقدمه(تعریف زغال سنگ)

انواع زغال سنگ

آزمایشاتی برای سنجش استعداد خودسوزی زغال سنگ

فصل دوم

گاز متان ،خواص گاز متان –طرز تشکیل گاز متان – چگونگی تصاعد گاز متان

منابع گاز متان – عوامل مشتعل کننده گاز متان

روش‌های پیشگیری از اشتعال گاز متان

چگونگی انتشار شعله گاز متان

انباشته شدن گاز متان

مقدار مجاز گاز متان در قسمتهای مختلف معدن

اقدامات لازم در هنگام تراکم گاز متان

انتقال گاز متان از رگه زغال سنگ به خارج معدن

طریقه تشخیص و اندازه گیری مقدار گاز متان

چراغ اطمینان شعله‌ای

انترفرومتر معدنی

سیستم اپتیکی انترفرمتر

گاز سنج مقاومتی

فصل سوم

پیدایش و جابجایی گرد زغال در معدن

تفاوتهای گاز متان و گرد زغال

عوامل مؤثر در انفجار پذیری

ترکیب گرد زغال

مقدار گردزغال

چگونگی انفجار گرد زغال

علائم و آثار ناشی از انفجار گرد زغال

جلوگیری از تولید گرد زغال و تراکم آن در معدن

روش‌های ایمن سازی گرد زغال

جلوگیری از انتشار شعله و گسترش انفجار

فصل چهارم

انواع حریق در معادن

وسائل اطفاء حریق 

منابع

1-مهندسی زغال سنگ (دکتر مرتضی اصانلو)

2- شرکت فولاد (زغالسنگ)

3- پروژه علل خوسوزی زغال سنگ معدن باب نیزوی کرمان (دانشگاه امیر کبیر)