Sonia Bazan 237838
Marta Binek 237842
Agnieszka Bogaczyk 237845
SPRAWOZDANIE NR 2
POWIETRZE KOPALNIANE (z dn. 06.05.2013r.)
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i zasadą działania przyrządów służących do pomiaru
składników gazowych w mieszaninie gazowo-powietrznej z techniką prawidłowego przeprowadzania
pomiaru danego składnika mieszaniny gazów.
Powietrze kopalniane- powietrze znajdujące się w wyrobiskach kopalnianych, stanowiące mieszaninę
powietrza atmosferycznego oraz gazów powstających w wyrobisku: pochodzących z procesów
naturalnych takich jak rozpad pierwiastków promieniotwórczych, proces utleniania, gnicie substancji
organicznej, a także będących wynikiem urabiania skał, pracy maszyn spalinowych oraz pochodzących
z oddychania ludzi w nim przebywających.
2. Przebieg i wyniki ćwiczenia:
Badanie wykonano dla 2 komór zawierających powietrze kopalniane. Do wykonania pomiarów
użyto:
Metanomierz interferencyjny R7 (z filtrem i bez)
Metanomierz interferencyjny Riken (z filtrem i bez)
Metanomierz VM-1P żarowy
Miernik CO
2
Rurki wskaźnikowe do pomiaru CO
2
Przy badaniu metanomierzami interferencyjnymi R7 oraz Riken dla każdego przyrządu wykonano 4
pomiary- po 2 dla każdej komory. Najpierw wykonano 5 zassań powietrza atmosferycznego aby
wyzerować przyrząd, następnie metanomierz podłączono z komorą pierwszą i wykonano 5 zassań
z nałożonym filtrem, otrzymując z ten sposób zawartość CH
4
w badanym powietrzu. Ponownie
wyzerowano przyrząd po czym usunięto filtr i wykonano kolejne 5 zassań z komory
pierwszej,otrzymując tym samym zsumowaną zawartość CH
4
+ CO
2
. Cały proces powtórzono dla
komory drugiej.
Metanomierze żarowe wykorzystują zjawisko rezystancji przewodu, podają procentową zawartość
metanu. Ćwiczenie zostało przeprowadzone wg tego samego schematu.
Zasada działania miernika CO polega na podłączeniu go do komory, a następnie odczytaniu
zawartości CO w badanym powietrzu. Wynik otrzymujemy w ppm.
Do pomiaru zawartości dwutlenku węgla wykorzystano rurki wskaźnikowe, które do pomiaru
wymagają użycia pompki harmonijkowej, która wymusza przepływ powierza przez rurkę. Wynik
odczytujemy na podstawie długości zabarwienia masy wskaźnikowej.
Komora I
Przyrząd
Komora II
2 % CH
4
Metanomierz interferencyjny R7
z filtrem
1% CH
4
2,25% CH
4
+ CO
2
Metanomierz interferencyjny R7
bez filtra
3%CH
4
+ CO
2
2,5% CH
4
Metanomierz interferencyjny Riken
z filtrem
1% CH
4
3% CH
4
+ CO
2
Metanomierz interferencyjny Riken
bez filtra
3%CH
4
+CO
2
0,35% CH
4
Metanomierz VM – 1P żarowy
0,25% Ch
4
7ppm
Miernik CO
12 ppm
1% objętościowego CO
2
18,3 mg/l CO
2
Rurki wskaźnikowe CO
2
0,5% objętościowego CO
2
9,2 mg/l CO
2
Obliczenia zawartości dwutlenku węgla w badanym powietrzu :
Metanomierz interferencyjny R-7
Komora I: 2,25 % - 2 % = 0,25 %
Komora II: 3 % - 1 % = 2 %
Metanomierz interferencyjny Riken
Komora I: 3 % – 2,5 % =0,5 %
Komora II: 3 % - 1 % = 2 %
Metanomierz R7
Metanomierz Riken
Miernik CO Dräger
Zawartość CO
2
[%]
Zawartość CO [%]
Komora I
0,25%
0,5%
0,0007
Komora II
2%
2%
0,0012
3. Wnioski:
Dopuszczalne zawartości dla gazów występujących w kopalniach:
NDS
NDSCh
Gaz
Mg/m
3
[%]
Mg/m
3
[%]
CO
2
-
1
-
1
CO
30
0,0026
180
0,015
NO, NO
2
5
0,00026
10
0,00052
SO
2
2
0,000075
5
0,00019
H
2
S
10
0,0007
20
0,0014
W oparciu o dopuszczalne zawartości gazów występujących w kopalniach stwierdzono, że wartości
NDS oraz NDSCh w komorze I nie zostały przekroczone dla zawartości CO
2
oraz CO. Odmienna
sytuacja ma miejsce w komorze II. Zawartość CO
2
przekracza dopuszczalną ilość (1%) odpowiednio:
w przypadku pomiaru metanomierzami R7 oraz Riken wynosi ona 2%. Natomiast zawartość CO
zmierzona Miernik CO Dräger jest prawidłowa.
Zawartość metanu nie powinna być wyższa niż 1% na wylocie z rejonowych prądów powietrza oraz
nie powinna przekraczać 0,75% w szybie wydechowym. Przy koncentracji do 5% metan wypala się
spokojnie w zetknięciu ze źródłem termicznym, w przedziale 5-15% występuje zjawisko wybuchu,
powyżej 15% mieszanina jest palna. Najsilniejszy wybuch następuje przy zawartości 9,5% CH
4
w powietrzu, natomiast najłatwiej zapala się mieszanina o stężeniu metanu równym 7-8%.
Stężenie CH
4
powyżej 1,5% stwarza zagrożenie metanowe. Tylko w I komorze wg metanomierzy
interferencyjnych R7 oraz Riken próg 1,5% został przekroczony i wyniósł odpowiednio 2% oraz 2,5%.
4. Profilaktyka
W związku z zaistniałą sytuacją przekroczenia NDS Ch
4
w komorze I wymagane jest wycofanie ludzi
z zagrożonych wyrobisk, wyłączenie elektryczności , unieruchomienie maszyn i urządzeń. Należy
również uniemożliwić dostęp do wejścia zagrożonego wyrobiska, powiadomić osobę z dozoru ruchu
oraz bezzwłocznie podjąć działania mające na celu usunięcie nadmiaru szkodliwego gazu.
Celem
profilaktyki
metanowej
jest
wyeliminowanie
możliwości
zaistnienia
zapłonu
i wybuchu metanu. Profilaktyka zagrożenia metanowego obejmuje metody rozpoznania i kontroli
oraz środki i sposoby zwalczania wybuchowych nagromadzeń metanu w wyrobiskach górniczych .
Profilaktyka obejmuje m.in. odpowiednio intensywną wentylację wyrobisk, stosowanie
pomocniczych urządzeń wentylacyjnych do likwidacji nagromadzeń CH
4
, odmetanowanie,
automatyczny monitoring stężenia CH
4
oraz kontrole metanometryczne zawartości metanu
w powietrzu (kontrole: pod stropem i nad obudową wyrobiska oraz w miejscach możliwych
wypływów lub nagromadzenia się metanu), odmetanowienie wyrobisk, szkolenia dozoru i załogi
w dziedzinie występujących zagrożeń, działania jednostek naukowo-badawczych oraz działania
kontrolno-inspekcyjne państwowego dozoru górniczego.