logo
"İş Sağlığı ve Güvenliğinde Alternatif Çözümler"

Grizu Patlamaları

 

Yeraltı maden ocaklarında hava gazların, tozların ve buharların bir karışımıdır. Atmosferik hava ve atık gazlara ek olarak zehirli ve parlayıa /patlayıcı özellikteki gazlar' da içerebilir. Maden havasındaki kirleticilerin miktarı, madenin çeşidi, üretim metodu, havalandırma sistemi, mekanizasyon ve diğer birçok faktörle doğrudan ilgilidir. Çalışanların sağlığını ve güvenliğini korumak, ortama yayılan parlayıa ve patlayıcı gazlar' dışarı atmak veya drene etmek için gerekli tedbirler alınmalıdır. Madenlerde kaza sonucu en fazla ölüm, metan (grizu) patlamaları nedeniyle yaşanmaktadır. Tutuşma sıcaklığı 650-750 OC olan metanın 1 kilogramının yanması neticesinde 13300 Kcal ısı açığa çıkmaktadır ki; bu oran 1.kg barutta 580 Kcal' dir.

Metan yeraltı maden işletmelerinde üç şekilde maden havasına karışabilir:

  • Kazı sırasında ortama metan yayılması,
  • Metan boşalması (arından ortama metan yayılımı),
  • Ani metan çıkışı (degaj).

Ayrıca kömür aynasından, makine tarafından kazılan kömürden ve konveyörde taşınan kömürden de metan çıkışı gözlenebilir.

Metan; hazırlık süresinde açılan baş yukarılarda, kör bacalarda, ayak arkalarında, jeolojik olarak kalınlığı sabit olmayan alanlardaki tavan boşluklarında, panoyla tavan yolunun kesişim noktasında oluşan boşluklarda ve baraj arkalarında görülür.

Metan patlaması yeterli miktarda oksijenin (% 12 den yüksek), patlayıcı gazın CH4 (°/0 4-15)bir araya gelmesi ve bir tutuşturucu kaynağı ile teması sonucunda gerçekleşir. Tutuşma kaynakları açık ateş, fazla ısınan yüzeyler, sürtünme veya elektrik ile oluşan kıvılcımlar ve patlayıcılar olabilir.

Patlama sırasında ortamın genişliğ'ine göre sıcaklık 1850-2650 OC'ye ulaşırken patlama sonrasında basınçlı hava dalgası ve alev dalgası etkili olur, alev dalgası ikincil ve üçüncül patlamalara neden olabilir. Metan patladıktan sonra patlama noktasında yüksek bir basınç kuvveti ile "ileri şok" olarak adlandırılan hava dalgasını oluşturur. Patlama noktasındaki gazlann soğuması ve su buharının yoğ'unlaşması neticesinde düşen basınç etkisi ile "ters şok" isimli ikincil bir etki oluşur bu ters şok ileri şoktan daha düşük kuvvetli olmasına rağmen daha fazla yıkıcı etkiye sahiptir.

Grizu patlamasının sonucunda kalkan kömür tozu da patlayabilmekte ve meydana gelen kazanın sonuçları daha da vahim olabilmektedir.

Grizu Patlaması ile mücadele üç aşamada yapılabilir:

  1. Metan birikiminin önlenmesi,
  2. Biriken metanın alev almasının engellenmesi,
  3. Patlamanın yayılmasının sınırlandırılması.

Metan birikiminin önlenmesi için;

  • Metanın drenaj ile önceden tahliyesi tercih edilmelidir.
  • Grizulu madenlerde doğal havalandırma yerine mekanik havalandırma yapılmalıdır.
  • Ortamdaki metanın tahliyesini sağlamaya yeterli havanın geçişine imkân verecek kesitte taban, tavan yolları oluşturulmalıdır.
  • Aynalann havalandırılmasında temiz hava kullanılmalıdır.
  • Çalışma alanında havalandırma doğal havalandırma ile aynı yönde yapılmalı ve ters havalandırmadan kaçınılmalıdır.
  • Maden, içerideki havanın dışarıya çıkacağı şekilde emici fanla havalandınlmalıdır.
  • Tali havalandırma yalnızca hazırlık işlerinde uygulanmalı, üretim panoları ana havalandırma sistemine bağlanmalıdır
  • Havalandırma kapıları düzgün ve sağlam şekilde kurulmalıdır.
  • Hava kaçakları minimum seviyeye indirilmelidir.
  • Sistematik ölçümlerle havalandırma ve gaz emisyonu takip edilmelidir.

Bunu gerçekleştirmek için;

  • Havalandırma ve gaz ölçümleri için kayıt defterleri ve sistematik planlar bulunmalı ve sürekli güncellenmelidir.
  • Periyodik hava örnekleri alınmalı ve analizleri yapılmalıdır.
  • Havalandırma ve gaz detektörlerinin kalibrasyonu takip edilmelidir.
  • Gaz ölçümü ve havalandırma için özel nitelikli personel bulunmalıdır.

Biriken metanın alev almasının engellenmesi için;

  • Yeraltında açık alev, kibrit veya sigara kesinlikle bulundurulmamalıdır.
  • Aydınlanma için akülü lambalar kullanılmalıdır.
  • Elektrikli ekipmanlan alev-sızdırmaz olmalıdır.

Patlamanın yayılmasının sınırlandırılması için;

  • Maden mümkün olan en fazla sayıda bağımsız havalandırma bölümlerine ayrılmalıdır.
  • Grizu patlamasını takiben oluşabilecek toz patlamaları engellenmelidir.
  • Kalıcı ve kolay ulaşılır kurtarma birimi olmalıdır.

 

Metan renksiz, kokusuz patlayıcı bir gazdır. Özgül agırlıgı 0.55 (g/)’dir. Aslında zehirli olmayan metan, eger maden havasında oksijen oranını %12’ nin altına düsürecek kadar mevcut ise bogucu özellik göstermektedir. Metan patlaması, maden havasında % 4 – 15 metan bulundugu durumlarda gerçeklesebilir; en güçlü patlama ortam havasında %9,5 metan olusumu ile meydana gelir. Metanın yanma ısısı, ısı kaynagına baglı olarak 650-750 C arasında degismekte, patlamadan sonra çevrede ısı 1800-2500 ºC’ye çıkmaktadır. Patlamadan sonra ortamın basıncı 9 kat artıs göstermektedir. Yanan 1 kg  , 13300 Kcalısı açıga çıkarmaktadır ki bu oran 1 kg barutta 580 Kcal’dir

Grizu patlamasının olabilmesi için metan gazı, oksijen  ve karısımın patlamasına neden olan atesleme kaynagı olmak üzere üç etkenin bir araya gelmesi gerekir. miktarı havada %12-20 arasındaysa, metan miktarı %7-15 arasındaysa patlama gerçeklesebilir. %12’den az ise metan miktarı %15’den fazla isepatlama gerçeklesmez.

Metan, kapalı ocak maden isletmelerinde üç sekilde maden havasına karısabilir;

Metan emisyonu

Metan üflenmesi

Ani metan çıkısı

Metan; kısa aynalarda, dar alanlarda, jeolojik olarak kalınlıgı sabit olmayan alanlarda, kömür madeninin kuru alanlarında ve toz çıkısı sırasında görülür. Ayrıca kömür aynasından, makine tarafından kırılan kömürden ve konveyörde tasınan kömürden de metan çıkısı gözlenebilir. Metan patlaması yeterli miktarda oksijenin (%12’ den yüksek), patlayıcı gazın  (%5–15) bir araya gelmesi ve bir tutusturucu kaynak ile teması sonucunda gerçeklesir. Tutusma kaynakları açık ates, fazla ısınan yüzeyler, sürtünme veya elektrik ile olusan kıvılcımlar ve patlayıcılar olabilir. Patlama sırasında sıcaklık dar alanlarda 2150-2650 ºC’ye, genis yerlerde ise 1850 ºC ’ye ulasabilir. Patlama sonrasında basınçlı hava dalgası ve alev dalgası olusur, alev dalgası ikincil ve üçüncül patlamalara neden olabilir. Metan patladıktan sonra patlama noktasında yüksek bir basınç kuvveti ile “ileri sok” olarak adlandırılan hava dalgası olusturur. Patlama noktasındaki gazları soguması ve su buharının yogunlasması neticesinde düsen basınç etkisi ile “ters sok” isimli ikincil bir etki olusur. leri soktan daha düsük kuvvetli olmasına ragmen ters sok daha fazla yıkıcı etkiye sahiptir.

Metan tespiti için kullanılan detektörler:

Otomatik detektörler( alarmlar)

Ring Rose alarmı

Metan ölçerler

Dijital metan ölçerler

Alevli güvenlik lambasıdır.

Yeraltında açıga çıkan metanı, drenaj yapılmadıgı durumlarda, tam olarak kontrol edebilmek mümkün degildir. Bu nedenle, yeraltında kullanılan tüm ekipmanların grizuya karsı güvenli olması gereklidir. Buna ragmen çalısma esnasında kıvılcım olusumunu tam olarak önlemek mümkün olmayabilir. Bu nedenle, grizu patlamalarının önlenmesinin en etkin yolu çalısma öncesi ve sırasında drenaj yapılmasıdır.

Metan Drenajı

Metan drenajı, kömür ocaklarında damar ve tabakalardan ocak atmosferi içine nüfuz eden grizunun isyerlerine ulasmadan bertaraf edilmesinde uygulanan bir islemdir.

Metan drenajı ilk olarak ingilterede uygulanmıstır ve daha sonra tüm dünyaya yayılarak hem güvenlik hem de ekonomik yararlar saglanması amacıyla uygulanır hale gelmistir.

Metan drenajı, üretim faaliyeti baslamadan önce ve üretim sırasında olmak üzere 2 farklı  sekilde yapılabilmektedir. Üretim faaliyeti baslamadan önce yapılan metan drenajı uygulamasıyla kömürün içermekte oldugu metanın % 50 - % 90 arasında bir oranda emilimi saglanmaktadır. Kömür metan içeriginin yaklasık 10/ton‘dan fazla oldugu yerlerde üretim öncesi mutlaka metan drenajı yapılması önerilmektedir.Üretim sırasında gerçeklestirilen metan drenajı uygulamasında ise % 30 – % 60 arasında bir oranda metan gazı emilimi saglanabilmektedir.

Üretim faaliyeti baslamadan metan drenajı ile metan gazı dogrudan kömür damarına ulasılan sondajlar yardımıyla yapılmaktadır. Bu sayede kömürün metan içeri azaltılarak hazırlık ve üretim çalısmaları sırasında ocak havasında metanın risk yaratma potansiyeliazaltılmıs olur. Metan drenajı üretim faaliyeti baslamadan 2-7 yıl önce yapılmalıdır.

Bir sahada üretim öncesi metan drenajı yapılmıs olsa dahi üretim sırasında da metan drenajı uygulamasına devam edilmelidir. Kullanılan drenaj delik sistematigi ve mühendislik teknolojisi açısından üretim sırasında metan drenajı uygulaması temel olarak 3’e ayrılmaktadır:

 Yatay sondaj delikleri ile drenaj : Taban ve tavan deliklerinden metanın emilmesi ve emilen metanın uygun teçhizatlar ile yeraltında depolanıp yer üstüne iletilmesi saglanır. Bu yönteme panodan üretim yapılmadan önce baslanmalı ve üretim sırasında devam edilmelidir. Böylece is saggı ve güvenligi yönünden metan hususunda gerekli önlemlerin alınması saglanır. 300 metrelik delikler kısa delik olarak kabul edilir ve metan emilimi yaklasık %20’ dir. 1200 metrelik uzun deliklerden ise metan emilimi yaklasık %40 kadardır.

 

Çapraz sondaj delikleri ile drenaj : Özellikle tavan ve tabandan da metan gelirinin oldugu durumlarda maden açıkılıklarından açılı olarak, çapraz sekilde delinen sondaj deliklerinden de metan drenajı yapılmaktadır.

Göçükten metan drenajı: Yeraltı kömür madeninde göçüge bırakılan kısımda da metan olusumu gözlenmektedir. Yeryüzünden göçüge bırakılan alanın üstüne dikey sondajlar açılarak veya bir degazifikasyon galerisinden göçüge bırakılan alana dik veya açılı sondajlar gerçeklestirilerek göçüge terk edilmis alandaki metanın emilimi saglanır. Yerüstünden sondajlar ile göçükten metan emilimi sırasında elde edilen gazın metan içerigi %30 - %70 arasında olmaktadır.

Drenaj sistemlerinin performansı ve elde edilen gaz içerisindeki metan oranı; sondajların lokasyonuna, kömür damarının gaz içerigine, üretim yöntemine, kömür damarısayısına, kömür damarının kalınlıgına ve gaz üretim süresine baglı olarak degismektedir.

 
Grizu Patlamaları