PREZENTACJA WYBRANYCH TECHNOLOGII PROWADZENIA PRAC PROFILAKTYCZNYCH I RATOWNICZYCH

METODY LIKWIDACJI ZAGROŻEŃ POZAROWYCH WYSTĘPUJĄCYCH W POLSKIM GÓRNICTWIE WĘGLA KAMIENNEGO METODY PASYWNE METODY AKTYWNE Bezpośrednie oddziaływanie na ognisko pożaru Wykonywanie szczelnej izolacji rejonu zagrożonego

METODY AKTYWNE woda, podsadzka hydrauliczna, piany, proszki, środki izolacyjne (uszczelniające) – mineralne lub chemiczne, mieszaniny wodno –mułowe, inertyzacja powietrza kopalnianego realizowana przez: wtłaczanie gazów spalinowych, wtłaczanie gazów obojętnych, CO2 – dwutlenek węgla, N2 – azot (możliwość zdalnego podawania azotu z dużej, odpowiednio bezpiecznej odległości)

Z analizy równania ruchu korka podsadzkowego, stanowiącego tamę przeciwwybuchową - wg prof. A.Spychały wynika, że aby mógł nastąpić ruch /przesunięcie/ korka, musi być spełniona następująca nierówność: Rt  gdzie: Rt - oznacza wytrzymałość spoiwa mineralnego na ścinanie, F - powierzchnia przekroju poprzecznego korka (powierzchnia czołowa korka) ΔPod - nadciśnienie fali odbitej wybuchu, Fe - łączna powierzchnia korka działająca na ścinanie. Jest to powierzchnia kontaktu z górotworem na ociosach, stropie i spągu.

Zakładając, że użyte zostanie spoiwo cementowe o wskaźniku wytrzymałości na ściskanie Rc = 8 MPa oraz przyjmując, że: - długość korka L = 2,0 m, - powierzchnia korka F = 10 m2 (np.szer.- 4,0 m, wys. - 2,5 m), - powierzchnia tamy działająca na ścinanie Fe = 26 m2 (powierzchnia kontaktu z górotworem na ociosach, stropie i spągu), - wielkość ciśnienia fali odbitej Pod = 1 MPa. otrzymujemy następującą graniczną wartość wskaźnika ΔRt. Rt  Rt  0,384 MPa

Wynika stąd, że przesunięcie korka będzie możliwe, gdy wartość Rt będzie mniejsza niż 0,384 MPa. Badania Instytutu Budownictwa WAT nad określeniem wytrzymałości spoiw mineralnych na ściskanie Rt wykazały zależność, że: Rt ≈ 0,1 Rc Uwzględniając, że wytrzymałość spoiwa na ściskanie wynosi Rc = 8,0 MPa oraz opierając się na zależności, że Rt ≈ 0,1 Rc otrzymamy, że wytrzymałość tego spoiwa na ścinanie wynosi: Rt ≈ 0,8 MPa

Jest ona zatem większa od wyliczonej granicznej wartości Rt, wynoszącej 0,384 MPa a więc warunek ruchu korka tamowego nie jest spełniony. Wynika stąd wniosek, że tama przeciwwybuchowa wykonana w postaci korka podsadzkowego z szybkowiążącego spoiwa cementowego, wytrzyma nadciśnienie odbitej fali wybuchu o wielkości 1,0 MPa bez jej przesunięcia. Przy obliczeniach wymaganej grubości korka należy w sposób szczególny uwzględnić , że obliczony wskaźnik Rt przy porównywaniu z wartością wytrzymałości Rt materiału na ścinanie musi być pomnożony przez współczynnik bezpieczeństwa wynoszący 200%. Konieczne jest również przy ustalaniu wymaganej grubości korka uwzględnienie właściwości wytrzymałościowych materiału wypełniającego zależnych między innymi od czasu wiązania oraz zastosowanego podczas zatłaczania tamy stosunku wody do suchego spoiwa.

Środki mineralne do budowy nowej konstrukcji tam przeciwwybuchowych Spośród wielu materiałów mineralnych znajdujących się obecnie na rynku górniczym w Polsce, stosowane są dwa rodzaje spoiw cementowych, spełniające założenia koncepcyjne nowej konstrukcji tam przeciwwybuchowych.

Pierwsze ze spoiw przeznaczone jest do wykonywania pasów ochronnych wyrobisk przyścianowych, do wypełniania pustek oraz budowy tam izolacyjnych i przeciwwybuchowych. Spoiwo to przygotowane jest do zatłaczania poprzez zmieszanie suchego proszku z wodą, przy użyciu agregatu pompowego typu MONO. Zalecany stosunek wody do spoiwa wynosi od 2,5 : 1 do 1 : 1. Mieszanina spoiwa z wodą gwałtownie żeluje bez wydzielania się wody na powierzchni. Dla zapewnienia szybkiego żelowania uwodnionej mieszaniny, temperatura wody winna wynosić ok. 15oC.

Właściwości wytrzymałościowe spoiwa zależą w głównej mierze od stosunku wody do proszku i przedstawiają się one następująco: - przy stosunku woda/proszek 1,5 : 1 czas: 2 h 24 h 3 dni 7 dni wytrzymałość na ściskanie: 3,4 MPa 6,4 MPa 6,7 MPa 7,5 MPa - przy stosunku woda/proszek 1 : 1, już po 2 godzinach uzyskuje się wytrzymałość na ściskanie od 5,36 MPa do 6,3 MPa, a po 12 godzinach ponad 10 MPa.

Z przytoczonych danych wytrzymałościowych wynika, że tama przeciwwybuchowa wykonana z tego spoiwa cementowego a zwłaszcza przy stosunku woda - spoiwo 1 : 1, winna wytrzymać nadciśnienie fali ewentualnego wybuchu w izolowanym rejonie bez naruszenia struktury wewnętrznej tamy. W zależności od stosunku wody do spoiwa, dla wytworzenia 1 m3 mieszaniny wypełniającej, należy użyć następujących ilości suchego proszku: - przy stosunku 1,5 : 1 - 650 kg - przy stosunku 1 : 1 - 850 kg.

Drugie ze spoiw może być podobnie jak poprzednie wykorzystywane do budowy pasów ochronnych wzdłuż wyrobisk przyścianowych, do wypełniania pustek oraz do budowy tam izolacyjnych i przeciwwybuchowych. Spoiwo przygotowywane jest do wtłaczania poprzez wymieszanie suchego proszku z wodą, przy zalecanym stosunku wody do spoiwa 2 : 1; 1,5 : 1 lub 1 : 1.

Wyniki wytrzymałościowe tego materiału na ściskanie przy stosunku woda : spoiwo wynoszącym 1 : 1 przedstawiają się następująco: - po 2 h - 1,25 MPa - po 24 h - 3,39 MPa - po 3 dniach - 6,34 MPa - po 7 dniach - 7,55 MPa - po 28 dniach -14,59 MPa.

Centralna Stacja Ratownictwa Górniczego