Tulipalo räjähdys

Kuvanveistäjä Wilhelm Wulff loi Bochum - Hamme -hautausmaalle muistomerkin kaivostyöläisten muistoksi kaivostyöläisille, jotka kuolivat vuonna 1936 Schlagwettere-räjähdyksessä Yhtyneen Kaivoksen presidentin 9. kerroksessa.

Vuonna kaivos-, kaivoskaasu räjähdys on räjähdys silmiinpistävää sää . Ampumaräjähdys on voimakkainta, kun 1/11 palaneesta kaasuseoksesta, joka vastaa 9,5%, koostuu metaanista . Tietyin edellytyksin kaivoskaasu räjähdys voi johtaa on hiilipöly räjähdys kuin toissijainen reaktio . Kaivosmies kuvataan heikko kaivoskaasu räjähdys pitoisuus on pieni kaasun ja ilman seos kuin kaivoskaasusta räjähdys .

Historia

Kaivoskaasu räjähdys on paneeli pääsisäänkäynnin hallinnon unionin AG kaivos-, rauta- ja terästeollisuudessa

Ensimmäiset räjähdysaineet tulipaloissa tapahtui Saksan kivihiiliteollisuudessa 1800-luvun jälkipuoliskolla. Alun perin vain muutama kaivosmies kuoli ampumisampussa tapahtuvassa räjähdyksessä toimintapisteiden vähäisen henkilöstön vuoksi, mutta yli 100 kaivostyöläistä kuoli ampumalamppuräjähdyksessä Neu-Iserlohnin collieryssä vuonna 1868 . Ensimmäisten ampumisampusräjähdysten syy oli avoimen valon käyttö . Vuosina 1878-1894 tapahtui ainakin yksitoista miinanonnettomuutta, ja kuolemantapauksia oli lähes joka vuosi huonoista säästä johtuen . Monien ampumalamppuräjähdysten vuoksi Preussin ampumalautakunta perustettiin 1880-luvulla. 1900-luvun alussa Hammissa kaivoksessa tapahtui ampuma- ammuttu räjähdys , jota seurasi kuoppa , jossa kuoli 349 kaivosta . Ruhrin kaivosteollisuuden pahin ampumisamppuräjähdys tapahtui vuonna 1946 Grimbergin collieryssä Bergkamenissa ja tappoi 405 kaivosta. 7. helmikuuta 1962 pahin tulipalo räjähdys tapahtui Saarin kaivosteollisuudessa. Luisenthalin kaivoksessa Völklingenin lähellä kuoli 299 kaivosmiestä. Räjähdyksen paine oli niin voimakas, että se heitti kaksi 20 t painavaa peitelevyä noin 3 km: n päässä Alsbachin varressa noin 10 m ilmaan, jolloin yksi levy kiilasi päärungossa. Vuonna 1968 17 kaivostyöläistä kuoli ampumisampussa tapahtuvassa räjähdyksessä Ministeri Achenbachin collieryssä . Vuonna 1986 Saarhausin alueella sijaitsevassa Camphausenin kaivoksessa tapahtui tulilamppuräjähdys , jossa kuoli seitsemän kaivosta .

Räjähdyksen alku ja kulku

Jos metaanin ja hapen räjähtävä seos joutuu kosketuksiin sytytyslähteen kanssa, nämä kaksi kaasua palavat:

${\ displaystyle \ mathrm {CH_ {4} +2 \ O_ {2} \ longrightarrow CO_ {2} +2 \ H_ {2} O}}$

Se, voiko tämä kaasu-ilmaseos räjähtää, riippuu kuitenkin aluksi sen pitoisuudesta. Tämän seoksen syttyvyysrajat ovat 5 - 14% metaania. Toinen edellytys tulipalon räjähdykselle on syttymislähteen energiasisältö. Koska tulipalon seos syttyy vain viiveellä, sytytyslähteen on myös toimittava kaasuseokseen tietyn vähimmäisajan. Sytytysprosessia varten tämä tarkoittaa, että sytytyslähteen lämpötilan on oltava vähintään 650 ° C ja sen on toimittava vähintään kymmenen sekuntia. Syttymislämpötilan noustessa vaadittu altistumisaika laskee alle sekuntiin. Kun polttolamppu-seos on syttynyt, kaasun lämpötila nousee yli 2000 ° C: seen. Lämpötilan nousun vuoksi kaasuseos laajenee merkittävästi. Räjähdysvaikutusta tehostaa kaivosten toiminnan alueellinen rajaaminen . Räjähdys etenee kaivoksen läpi. Kun räjähdys on alkanut, myös kaasuseokset, joissa on pienempi metaanipitoisuus, voidaan sytyttää. On myös mahdollista, että tulilampun syttyminen laukaisee voimakkaan tulilampun räjähdyksen. Syttyminen voi työntää edelleen tulilamppua ennen heikon räjähdyksen paineaalloa, ja tämä puristettu seos voidaan sitten sytyttää sytytyksen jälkiliekillä haarassa tai paikassa. Pian räjähdyksen jälkeen räjähdyskaasut jäähtyvät jälleen ja supistuvat. Koska räjähdyksessä syntyvä vesihöyry tiivistyy, jäljelle jäävien kaasujen tilavuus putoaa alle räjähdystä edeltävien kaasujen tilavuuden.

Mahdolliset syttymislähteet

Sytytyslähteenä toimii avotuli, kuten kaivospaloissa tai avoimessa valossa. 19th century, sää uunit käytettiin vuonna sää akselit varten ilmanvaihtoa . Vuonna 1883 Ruhrin kaivosteollisuudessa käytettiin 41 tällaista uunia, jotka olivat mahdollisia syttymislähteitä. Useita syttymislähteitä ja siten sytytyslamppuräjähdyksiä käytettiin myös 1900-luvun Weather Tools -työkaluun saakka . Ne avattiin usein ilman lupaa ja saivat sitten ampujan syttymään. Avotulen lisäksi mahdollinen syttymislähde voi olla myös korkean energian kipinöitä, joita syntyy lyömällä terästä kiveen. Kovat kivikerrosten romahtamisen yhteydessä syntyvät kipinät voivat toimia myös syttymislähteenä. Jos alumiinista tai muusta kevyestä metallista valmistetut komponentit osuvat ruosteisiin rautaosiin, syntyy erittäin syttyviä kipinöitä. Tämä reaktio, joka tunnetaan termiittireaktiona , tapahtuu myös silloin, kun alumiiniosissa on ruostekalvoa ja z. B. lyödään vasaralla. Toinen syttymislähde voi olla maanalainen räjäytystyö . Maan alla toimivat polttomoottorit voivat toimia mahdollisin syttymislähteinä. Viime kädessä kuitenkin sähköiset kytkinlaitteet ja vahingoittuneet sähkökaapelit ja -laitteet voivat myös kehittää syttyviä kipinöitä.

Tulipalon räjähdyksen vaikutukset

Ampumaramppuräjähdyksen vaikutukset ovat hyvin erilaiset. Useimmissa tapauksissa räjähdys on erittäin tuhoisa. Räjähdysalueella olevat ihmiset loukkaantuvat tai kuolevat vakavasti. Joidenkin tulipesäräjähdysten vaikutukset ovat usein vain vähäisiä. Jopa suuremmissa räjähdyksissä vaikutukset voivat olla heikkoja tietyissä kohdissa. Riippuen siitä, kuinka vakavasti kaivos räjähdyksessä vaikuttaa, voi tapahtua, että tuskin tapahtuu vahinkoja. Erityisen voimakkaissa räjähdyksissä syntyy yli 100 baarin paineita . Tällaiset väkivaltaiset räjähdykset voivat aiheuttaa kuorma-autojen muodonmuutoksen ja heiton ilman läpi. Sekunnin murto-osan räjähdyksen jälkeen räjähdyskaasut jäähtyvät jälleen. Jäähdytys johtaa räjähdyskaasujen supistumiseen ja siten alipaineeseen ja takaiskuun räjähdyslähteen suuntaan. Alipaineen takia hengittämättömät jäännöskaasut, erityisesti typpi ja hiilidioksidi, virtaavat kyseiseen kaivosrakenteeseen. Lisäksi korkeammissa lämpötiloissa metaani voi pelkistää hiilidioksidin myrkylliseksi hiilimonoksidiksi :

${\ displaystyle \ mathrm {CH_ {4} +3 \ CO_ {2} \ longrightarrow 4 \ CO + 2 \ H_ {2} O}}$

Tällä tavalla keskittyneiden kaivoskaasujen räjähdyksen vaikutus, jossa paine nousee ensin yhteen suuntaan ja sitten potku toiseen suuntaan, antoi kaasuille nimen "firedamp".

Vaikutusten välttäminen ja vähentäminen

On olemassa useita vaihtoehtoja tulipalon räjähdysriskin vähentämiseksi. Ensinnäkin metaanin pitoisuudet säällä pienenevät sopivilla toimenpiteillä, kuten kaasujen laimentamisella lisäämällä tuuletusta. Metaanipitoisuuksia seurataan sopivilla säämittauslaitteilla. Toinen vaihtoehto on imeä metaani saumoista . Toinen mahdollisuus on välttää sytytyslähteitä. Niin olivat z. B. 1900-luvun alussa Ruhrin kaivosteollisuudessa avoimen maanalaisen maan käyttö oli kielletty. Maanalaisessa kivihiilikaivoksessa sähköjärjestelmiä käytetään vain tulipesä- ja räjähdyssuojattuina versioina. Räjähdystöissä käytetään ns. Turvaräjähteitä. Koneita valvotaan ylikuumenemisen varalta ja leikkaustyökalut jäähdytetään ruiskuttamalla. Jos tulipalon räjähdys kuitenkin tapahtuu, vaikutuksia vähennetään sopivilla toimenpiteillä, kuten kalliopölyesteillä tai vesikaukalon esteillä.

Katso myös

• Luettelo kaivosonnettomuuksista

Yksittäiset todisteet

1. ^ ^{A b c d e} Walter Bischoff , Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Pieni kaivos tietosanakirja. 7. painos, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7 .
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Heinrich Otto Buja: Tekninen manuaalinen kaivostekniikka, laskeumat ja louhintatekniikka. 1. painos, Beuth Verlag GmbH Berlin-Vienna-Zurich, Berliini 2013, ISBN 978-3-410-22618-5 .
3. B ^{a b c d e f g h i} Michael Farrenkopf: Kaivosonnettomuudet katastrofeina kaivostoiminnassa: tutkimuksen metodologiasta teknisestä ja sosiaalihistoriallisesta näkökulmasta. Julkaisussa: Ferrum, Rautakirjaston uutisia, Georg Fischer AG -säätiö. Nauha. 69, 1997, s. 24-35.
4. ↑ ^{a b} Dirk Proske: Riskiluettelo - riskit ja niiden esittely. 1. painos, itsejulkaisu, Dresden 2004, ISBN 3-00-014396-3 .
5. B ^{a b c d e f g h i j} Ernst-Ulrich Reuther: Oppikirja kaivostieteestä . Ensimmäinen osa, 12. painos, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1 .
6. ↑ ^{a b c d} Carl Hellmut Fritzsche: Oppikirja kaivostieteestä . Ensimmäinen osa, 10. painos, Springer Verlag, Berliini / Göttingen / Heidelberg 1961.
7. B ^{a b c d e} Fritz Heise, Fritz Herbst: Oppikirja kaivostieteestä kiinnittäen erityistä huomiota kivihiilen louhintaan. Ensimmäinen osa, viides parannettu painos, julkaisija Julius Springer, Berliini 1923.
8. ^ ^{A b c} Heinrich Winter: Fysiikka ja kemia: Opas vuorikouluille . Springer-Verlag, 2013, ISBN 3-662-36403-4 , s. 115 ( rajoitettu esikatselu Google-teoshaulla). 
9. ^ Walter Buschmann: Collieriet ja koksaamot Rhenishin hiilikaivosteollisuudessa, Aachenin alueella ja Länsi-Ruhrin alueella. Gebr.Mann Verlag, Berliini 1998, ISBN 3-7861-1963-5 .
10. ↑ Käyttöturvallisuuden tekniset määräykset, TRBS 2152, osa 3. Vaarallinen räjähdyskelpoinen ympäristö - Vaarallisen räjähdyskelpoisen ilmapiirin syttymisen välttäminen.