Zasady bhp przy eksploatacji maszyn i urządzeń elektrycznych

. Zagrożenie metanowe

Zagrożenie metanowe jest jednym z najgroźniejszych zjawisk

towarzyszących wydobyciu węgla kamiennego i złóż soli kamien-
nej. Obserwowany w ostatnich latach wzrost tego zagrożenia jest

bezpośrednio związany z rosnącą głębokością prowadzenia robót
górniczych. Złoża karbońskie, zwłaszcza w centralnej i południowej
części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, przykryte są nadkła-
dem warstw trzecio- i czwartorzędowych o znacznej miąższości

i niewielkiej przepuszczalności. Skutkuje to wysoką gazonośno-

ścią pokładów węgla i współwystępowaniem wolnego metanu, co
utrudnia eksploatację, stwarzając przy tym duże zagrożenie w trak-
cie prowadzenia robót górniczych. Powyższe czynniki, szczególnie
w ostatnich kilku latach, powodują także narastanie zagrożenia wy-

rzutami gazów i skał.

W latach 2002-20

0 miały miejsce 22 tragiczne w skutkach zda-

rzenia, w wyniku których 59 górników zginęło, 64 doznało ciężkich,
a 75 lekkich obrażeń ciała. Statystyka tych zdarzeń jest tragiczna,
głównie ze względu na liczbę ofiar śmiertelnych i wypadków cięż-
kich. Spowodowały one także ogromne szkody materialne.

Poniżej przedstawiono zdjęcia wyrobisk po wybuchu wykonane

podczas oględzin przeprowadzonych po tragicznych zdarzeniach

zaistniałych:

•

w KWK ,,Halemba”, w listopadzie 2006 r.

•

kontroluj skład atmosfery kopalnianej na okoliczność wy-

stępowania metanu,

•

obserwuj i reaguj na wskazania metanomierzy i innych

czujników pomiarowych (CO-mierzy, anemometrów itp.),

•

zwracaj baczną uwagę na lokalizację metanomierzy, na-

tychmiast reaguj na zauważone nieprawidłowości,

•

dbaj o właściwy stan pomocniczych urządzeń wentylacyj-

nych (strumienice, przegrody, nawiewki itp.),

•

utrzymuj właściwe gabaryty ruchowe wyrobisk odprowa-

dzających zużyte powietrze ze ściany,

•

„zapomnij” o używaniu otwartego ognia,

•

nie urabiaj kombajnem zwięzłych skał,

•

używaj właściwego sprzętu strzałowego i odpowiednich

materiałów wybuchowych, prawidłowo odpalaj ładunki
wybuchowe,

•

dbaj o właściwy stan urządzeń elektrycznych,

•

unikaj zbędnych nagromadzeń metanu, np. w niewypełnio-

nych pustkach w stropie wyrobisk, w nieprzewietrzanych
wnękach lub w niezlikwidowanych wyrobiskach.

Dlatego w miejscu pracy, w celu ograniczenia

zagrożenia metanowego:

Nie oszukuj metanomierzy! One spełnią swoją rolę, je-

żeli:

•

są zawieszone pod stropem wyrobiska, w miejscu wy-

maganym przepisami oraz określonym w dokumenta-
cji zabudowy czujnika,

•

nie kierujesz na nie powietrza ze strumienicy lub lut-

niociągu,

•

utrzymujesz je we właściwym stanie technicznym,

zwłaszcza te zabudowane przy organach urabiających.

Likwiduj chodniki przyścianowe wraz z postępem

ściany, a unikniesz:

•

niebezpiecznego nagromadzenia się metanu w bezpo-

średnim sąsiedztwie Twojego miejsca pracy,

•

powstania atmosfery niezdatnej do oddychania,

•

zagrożenia zawałowego.

Pamiętaj! Ty osobiście odpowiadasz za

bezpieczeństwo w miejscu pracy.

2. Sposób przewietrzania

ścian a zwalczanie zagrożenia

metanowego

. Przewietrzanie ścian

Dominującym systemem przewietrzania ścian w kopalniach

węgla  kamiennego  jest  system  na  „U”.  Jest  to  najgorszy  sposób
przewietrzania ścian w zagrożeniu metanowym, choć można uznać,
że  zdecydowanie  ułatwia  walkę  z  zagrożeniem  pożarem  endoge-
nicznym. Zasadność stosowania sposobu przewietrzania wynika z
decyzji  przedsiębiorców  górniczych,  często  niestety  dążących  do

maksymalnego, bezwzględnego obniżania kosztów prowadzenia
kopalń. Zaprojektowanie systemu przewietrzania, ukierunkowane-

go na zwalczanie zagrożenia metanowego, powoduje konieczność
wykonania większej ilości robót przygotowawczych, a tym samym

wzrost kosztów i opóźnienie uruchomienia frontów ścianowych.

W roku 20

0 spośród

69 ścian prowadzących eksploatację w

pokładach metanowych, aż w

25 zastosowano system przewie-

trzania na „U” (74%). W 35 ścianach zastosowano system na „Y”

%), a w 9 ścianach wykorzystano inne metody wentylacji, np. „Z”

i „H” (5%). Dane dotyczące metanowości bezwzględnej oraz spo-
sobu przewietrzania ścian przedstawia tabela:

Metanowość

bezwzględna

/min)

System przewietrzania

Inny

od 0 do

pow.

do 5

pow. 5 do

pow.

0 do 20

pow. 20 do 40

pow. 40

SUMA

125

2.2. Sposoby zwalczania zagrożenia

metanowego

Monitoring i wykonywanie pomiarów.

W kopalniach węgla kamiennego są powszechnie stosowane

systemy monitoringu dyspozytorskiego, służące do kontroli para-
metrów bezpieczeństwa oraz produkcji.

Poprzez sieć zabudowanych czujników w wyrobiskach doło-

wych monitorowane są na bieżąco m.in.:

•

stężenia metanu i tlenku węgla,

•

prędkość przepływającego powietrza,

•

stan otwarcia lub zamknięcia tam wentylacyjnych,

•

praca wentylatorów głównych oraz przewietrzających ślepe

wyrobiska, zwłaszcza w III i IV kategorii zagrożenia metano-

wego,

•

praca pomp głównego odwadniania,

•

inne, określone przez kierownictwo kopalni.

Wykonywanie ręcznych pomiarów metanu w wyrobiskach, uzu-

pełniany monitoringiem automatycznym, jest najważniejszym dzia-
łaniem w zakresie możliwości rozpoznania skali występującego za-
grożenia.

Do tego celu służą przenośne metanomierze indywidualne, a

także szeroko już stosowane mierniki wielogazowe, których pod-
stawową zaletą jest prowadzenie stałego pomiaru stężeń gazów od

momentu ich załączenia.

Przykład wyświetlenia

mapy rejonu

wentylacyjnego wraz

z czujnikami

Metanomierze indywidualne

Miernik wielogazowy

Sposób wykonywania kontroli zawartości metanu.

. Zawartość metanu w powietrzu kontroluje się, przeprowadza-

jąc pomiary:
a) pod stropem wyrobiska,

b) nad obudową wyrobiska,
c) w miejscach możliwych wypływów lub gromadzenia się metanu.

2. Pomiar zawartości metanu pod stropem wyrobiska wykonuje

się nie niżej niż

0 cm od najwyższego miejsca niezabudowane-

go stropu, szczelnej obudowy lub okładziny obudowy.

3. Pomiar zawartości metanu nad obudową wyrobiska wykonuje

się w najwyższym dostępnym miejscu wyrobiska nad obudową.

W razie stwierdzenia w wyrobisku zawartości metanu powyżej

2% należy niezwłocznie wycofać ludzi z zagrożonych miejsc, wyłą-
czyć sieć elektryczną lub spowodować jej wyłączenie przez dyspo-

zytora, unieruchomić maszyny i inne urządzenia, zagrodzić wejścia
do tych wyrobisk, zawiadomić najbliższą osobę dozoru ruchu.

W przypadku stwierdzenia w wyniku przeprowadzonych po-

miarów nad obudową zawartości 5% metanu lub powyżej, należy
niezwłocznie wstrzymać roboty w wyrobisku, przeprowadzić do-

datkowe pomiary dla ustalenia rozmiarów nagromadzenia metanu i
miejsc wypływu metanu oraz podjąć działania mające na celu likwi-
dację zagrożenia.

Pamiętaj!

nie próbuj sam rozkręcać i naprawiać metanomierzy,

wykonuj rzetelnie pomiary metanu,

„szukaj” metanu nie tylko w miejscach określonych przepisami,

„szukaj” metanu zgodnie z doświadczeniami stosowanymi w
Twojej kopalni.

2.2.

. Środki wentylacyjne

System przewietrzania ścian określany jest na etapie projek-

towania, w zależności od sposobu udostępnienia poszczególnych
parcel pokładu. Jak już wspomniano, w polskim górnictwie domi-
nuje system przewietrzania z doprowadzeniem i odprowadzeniem
powietrza wzdłuż calizny węglowej, tzw. „U”. Sposób ten jest naj-

korzystniejszy z uwagi na zagrożenie pożarowe, natomiast jest naj-
mniej skuteczny przy przewietrzaniu ścian prowadzonych w warun-
kach wysokiego zagrożenia metanowego.

Na rys.

a) pokazano sytuację, gdy obydwa chodniki zostały

wcześniej wydrążone i całkowita ilość powietrza (bez strat) zostaje
doprowadzona do ściany z wyjątkiem jej górnej części.

Doświeżanie w chodniku nadścianowym zapewnia intensywne

przewietrzanie górnego odcinka ściany. Ponadto sposób ten ze-

zwala na wcześniejsze wprowadzenie odmetanowania, zaś istnienie
chodnika nadścianowego za czołem ściany umożliwia długotrwałą
eksploatację otworów odmetanowania.

Na rys.

b) pokazano sytuację podobną, lecz bez możliwości

doświeżania, a prowadzenie odmetanowania możliwe jest dopiero
za czołem ściany.

Rys.

1 - najczęściej spotykane sposoby przewietrzania ścian

Na rys.

c) powietrze do ściany doprowadzane jest chodnikiem

sąsiadującym ze zrobami. Powoduje to ucieczki powietrza wymy-
wające metan ze zrobów, co stwarza poważne zagrożenie w górnej
części ściany. Doświeżanie powietrza górnym chodnikiem poprawia
nieco sytuację, lecz nieszczelność zrobów powoduje stały wzrost

koncentracji metanu, osiągając najwyższe wartości na wylocie ze
ściany. W tym przypadku można wprowadzić wcześniej odmetano-
wanie i utrzymywać otwory przez dłuższy czas eksploatacji przy
dużej efektywności odmetanowania.

Na rys.

d) chodnik wentylacyjny wykonano wcześniej, ale

chodnik, którym doprowadzane jest świeże powietrze, sąsiaduje ze
zrobami. Nieszczelne ociosy powodują ucieczki powietrza, które
wymywa metan ze zrobów, oddalając go od ściany, zaś doświeża-
nie zmniejsza zagrożenie w górnej części ściany. Odmetanowanie
można tutaj wprowadzić przed czołem ściany i utrzymywać go za
czołem ściany z dużą efektywnością.

Na rys.

e), oprócz zmniejszenia ilości powietrza płynącego do

ściany, istnieje możliwość gromadzenia się metanu przy drążeniu chod-
nika nadścianowego. Wiercenie otworów drenażowych możliwe jest
tylko za czołem ściany, przez co nie wykorzystuje się okresu maksy-

malnego wypływu metanu, co zmniejsza efektywność odmetanowania.

Na rys.

f) oraz

g) przedstawiono sytuacje, w których, z uwagi

na likwidację chodnika nadścianowego wraz z postępem ściany, na-
stępuje wymywanie metanu ze zrobów, stwarzając poważne zagro-

żenie w górnym odcinku ściany. Odwiercone otwory drenażowe w
chodniku nadścianowym przed czołem ściany są likwidowane wte-

dy, kiedy mają największą wydajność.

W górnictwie znajduje zastosowanie sposób eksploatacji i prze-

wietrzania przedstawiony na rys.

h). Wymaga on wykonania dodat-

kowo chodnika nadścianowego równoległego. Sposób ten stosuje
się głównie przy wysokich metanowościach. Chodnik równoległy
drąży się w odległości od 6 do

5 m od chodnika nadścianowego,

łącząc je z sobą przecinkami, np. co 50 m. W tym przypadku po-

wietrze bez strat dopływa do ściany i w górnej części przepływa
przez zroby do chodnika nadścianowego, skąd przecinką A płynie
do chodnika równoległego, oddalając strefę wzmożonego wypływu
metanu od czoła ściany. Po dojściu czoła ściany do następnej prze-
cinki powietrze jest odprowadzane przecinką B, a odcinek chodnika

nadścianowego pomiędzy przecinkami rabuje się i przed przecinką

B otamowuje. W przecince A buduje się tamę izolacyjną, spoza któ-
rej odsysa się mieszankę metanowo-powietrzną do rurociągu od-
metanowania umieszczonego w chodniku równoległym, z którego
także wierci się otwory drenażowe nad eksploatowaną ścianę.

Jednym z najbardziej istotnych czynników ukierunkowanych na

zwalczanie zagrożenia metanowego jest, na etapie sporządzania pro-

jektu ściany, ustalenie niezbędnej, minimalnej ilości powietrza do-
prowadzanego do ściany, która umożliwi bezpieczne prowadzenie

robót w obliczu wydzielającego się do środowiska ściany metanu.

Pamiętaj!

• dbaj o stan tam wentylacyjnych w rejonach wentylacyjnych,

szczególnie przy ścianach,

• nigdy nie otwieraj dwóch tam wentylacyjnych jednocześnie

– myśl o tym zarówno podczas przechodzenia załogi, jak i
podczas wykonywania transportu materiałów.

2.2.2. Pomocnicze urządzenia wentylacyjne

W rejonach skrzyżowań ścian z chodnikami przyścianowymi

stosowane są układy pomocniczych urządzeń wentylacyjnych.

Konfiguracja zabudowy takich urządzeń jest najbardziej rozbu-

dowana w ścianach przewietrzanych na „U”. Podstawowym środ-

kiem, stosowanym w tym zakresie, jest przegroda wentylacyjna ze
śluzą wentylacyjną, zabudowana w wyrobisku przyścianowym z

prądem powietrza odprowadzanym ze ściany. Ma ona za zadanie
skierowanie maksymalnej ilości powietrza wypływającego ze ściany
w rejon miejsca likwidacji wyrobiska za ścianą.

Powinna ona być tak zabudowana, aby pole przekroju poprzecz-

nego wyrobiska między przegrodą a ociosem przeciwległym do
ściany nie było mniejsze niż 4 m

, a odległość między przegrodą

a tym ociosem, mierzona w środku wysokości wyrobiska, nie była
mniejsza niż

,5 m.

Przy doborze pomocniczych urządzeń wentylacyjnych uwzględ-

nia się prognozę wydzielania metanu ze zrobów ściany w rejonie
skrzyżowania z wyrobiskiem przyścianowym z prądem powietrza

wypływającym ze ściany. Rodzaj i ilość przedmiotowych urządzeń
są na bieżąco korygowane w zależności od kształtowania się zagro-
żenia metanowego.

Układ pomocniczych urządzeń wentylacyjnych najczęściej roz-

budowuje się o:

•

wentylatory elektryczne lub pneumatyczne wraz z lutniociągami,

•

strumienice (inżektory),

•

nawiewki kierunkowe (kierownice),

•

węże perforowane.

Przy stosowaniu pomocniczych urządzeń wentylacyjnych należy

przestrzegać następujących zasad:
a) wszystkie urządzenia powinny tworzyć spójny system przewie-

trzania do zwalczania za-

grożenia metanowego,

b) pomocnicze urządzenia

wentylacyjne

powinny

pracować w sposób cią-

gły i stabilny, zapewniający
skuteczne zwalczanie za-
grożenia metanowego,

c) wszelkie prace związane

z przebudową lub zmianą

lokalizacji  pomocniczych
urządzeń  wentylacyjnych
(z  wyjątkiem  strumienic)

Przykładowy schemat zabudowy

pomocniczych urządzeń wentylacyjnych w

rejonie skrzyżowania ściany z wyrobiskiem

przyścianowym, którym odprowadzane jest

powietrze ze ściany.

muszą być dokonywane pod nadzorem osoby dozoru ruchu
oraz przy spełnieniu następujących warunków:

•

wszystkie urządzenia elektryczne w ścianie oraz chodniku

przyścianowym w prądzie powietrza odprowadzanym ze
ściany muszą być wyłączone spod napięcia,

•

w trakcie przebudowy pomocniczych urządzeń wentylacyjnych

w ścianie nie mogą być prowadzone żadne czynności
technologiczne (urabianie, przesuwanie sekcji rabowanie itp.),

•

rozpoczęcie oraz zakończenie przebudowy pomocniczych

urządzeń wentylacyjnych należy zgłosić do dyspozytora

metanometrii,

d) wszelkie usterki i wady w działaniu pomocniczych urządzeń

wentylacyjnych powinny być natychmiast usuwane przy

zatrzymanych procesach technologicznych i przy wyłączonych
spod napięcia urządzeniach elektrycznych w ścianie i wyrobisku
przyścianowym.

•

dbaj o stan pomocniczych urządzeń wentylacyjnych,

•

natychmiast zgłaszaj przełożonym wszelkie awarie lub

usterki zauważone w pracy tych urządzeń,

•

nie wyłączaj samowolnie zasilania pomocniczych urzą-

dzeń wentylacyjnych,

•

nie zmieniaj samowolnie miejsca ich zabudowy.

Pamiętaj!

2.2.3. Odmetanowanie górotworu

Zgodnie z obowiązującymi przepisami, w zakładach górniczych

eksploatujących pokłady zaliczone do IV kategorii zagrożenia me-
tanowego stosuje się odmetanowanie górotworu, przy czym, w

przypadkach  uzasadnionych  analizą  stanu  warunków  wentylacyj-
no-metanowych  i  prognozą  metanowości,  można  nie  stosować
odmetanowania,  o  ile  przestrzegane  będą  warunki  gwarantujące
bezpieczeństwo pracy i ruchu zakładu górniczego, ustalone przez
kierownika ruchu zakładu górniczego.

W roku 20

0 w polskich kopalniach z pokładów metanowych

wydobyto 60,8 mln ton węgla, tj. ok. 79,9 % ogółu wydobycia. Spo-
śród 22 kopalń prowadzących eksploatację w pokładach metano-
wych (w których stwierdzono wydzielanie się metanu), w

9 w

sposób ciągły stosowano odmetanowanie za pomocą

6 powierzch-

niowych i 5 dołowych stacji odmetanowania.

Biorąc pod uwagę okres ujmowania gazu, można wydzielić na-

stępujące sposoby odmetanowania:

•

wyprzedzające, prowadzone przed rozpoczęciem górniczej

eksploatacji pokładów, w górotworze o nienaruszonej pier-

wotnej metanowości i nienaruszonej strukturze,

•

eksploatacyjne, prowadzone równocześnie z eksploatacją

węgla w górotworze, w którym naturalna równowaga złoża

została naruszona, a sam proces odmetanowania prowadzo-
ny jest w skałach o zmiennym w czasie stanie naprężeń,

•

ujęcie metanu z otamowanych przestrzeni - ujęcia gazu z

zaizolowanych wyrobisk, w których utrzymuje się wysoka

koncentracja metanu. Odmetanowanie starych zrobów ce-

chuje na ogół mała intensywność lecz długi okres trwania.

Z punktu widzenia bezpiecznego prowadzenia ścian w warun-

kach wysokiego zagrożenia metanowego, największą istotę stanowi

odmetanowanie eksploatacyjne. Biorąc pod uwagę prowadzenie tej
profilaktyki w zależności od sposobu przewietrzania ścian, najwięk-

szą efektywność odmetanowania, dochodzącą nawet do 80%, uzy-

Powierzchniowa stacja odmetanowania

skuje się przy prowadzeniu ścian przewietrzanych systemem na „Y”

lub jego modyfikacji.

W tym przypadku istnieje możliwość eksploatacji otworów

metanowych także za frontem ściany, bezpośrednio znad zrobów
ściany.

Odmetanowanie w ścianach przewietrzanych systemem na

„U” charakteryzuje się niską efektywnością (ok. 30%). Spowodo-

wane jest to koniecznością likwidacji stanowisk odmetanowania

przed frontem ściany. W niektórych przypadkach stosuje się zabieg
pozostawiania stanowisk za ścianą, w zlikwidowanym wyrobisku
przyścianowym, przy czym czynności te wymagają wykonania od-
powiedniego zakresu prac, ukierunkowanych na utrzymanie w jak
najdłuższym czasie możliwości eksploatacji otworów.

Najlepsze efekty odmetanowania uzyskujemy poprzez wykony-

wanie chodników drenażowych, przebiegających od kilku do kilku-

nastu metrów nad parcelą ściany.

•

zwracaj uwagę na rurociągi i urządzenia odmetanowania,

zabudowane w wyrobiskach – oznaczone żółtym kolo-
rem,

•

natychmiast zgłaszaj przełożonym wszelkie awarie lub

usterki zauważone w pracy tych urządzeń,

•

w instalacji odmetanowania występuje podciśnienie – ni-

gdy nie manipuluj przy zaworach i zasuwach, nie demontuj
połączeń i łańcuchów, gdyż może to spowodować zasy-

sanie powietrza do instalacji i obniżenie stężenia metanu
w rurociągu do wartości wybuchowych – czynności te
mogą wykonywać tylko odpowiednie służby odmetano-

wania.

Pamiętaj!