Rozpoznawanie zagrożeńTomasz Sawicki

Pożary samojezdnych maszyn górniczych

23 Listopada 2016

Pożary podziemne to jedno z największych zagrożeń w kopalniach rud miedzi.

Podczas pożaru podziemnego w atmosferze kopalnianej występują gazy pożarowe, które są poważnym zagrożeniem dla ludzi pracujących pod ziemią, nawet w miejscach bardzo oddalonych od miejsca pożaru.

Polska miedź

W naszym kraju wydobyciem miedzi zajmuje się KGHM Polska Miedź SA w Lubinie (woj. dolnośląskie) - największy producent srebra i ósmy producent miedzi na świecie. Spółka dysponuje złożem rud miedzi i zintegrowaną strukturą produkcyjną, w której skład wchodzą trzy oddziały wydobywcze (zakłady górnicze): ZG Lubin, ZG Rudna, ZG Polkowice-Sieroszowice. Technologia wybierania złoża rud miedzi we wszystkich trzech kopalniach opiera się na systemie komorowo-filarowym, z wykorzystaniem techniki strzałowej do urabiania złoża. Prace związane z urabianiem rudy miedzi prowadzone są za pomocą samojezdnych maszyn górniczych (SMG), w następującym cyklu: wiercenie otworów strzałowych za pomocą samojezdnych wozów wiercących, ładowanie do wywierconych otworów materiału wybuchowego z samojezdnych wozów strzelniczych, grupowe odpalanie materiałów wybuchowych w oddziałach górniczych, a po nim oczekiwanie na przewietrzenie wyrobisk górniczych. Następny etap to załadunek urobku z użyciem samojezdnych maszyn ładujących na wozy odstawcze i jego odstawa do wysypu oddziałowego oraz zabezpieczenie odsłoniętego stropu przodka poprzez obudowę kotwową za pomocą wozów kotwiących. Rozdrobniony urobek transportowany jest przenośnikami taśmowymi bądź kopalnianymi wozami szynowymi do zbiorników przyszybowych i transportowany na powierzchnię.

Samojezdne maszyny górnicze

Pożary samojezdnych maszyn górniczychW kopalniach rudy miedzi występują trudne i niebezpieczne warunki klimatyczne. Związane jest to z dużą głębokością eksploatacji, nawet poniżej 1000 m, i wysoką temperaturą pierwotną górotworu - ponad 45°C. Eksploatowane w górnictwie maszyny tworzą dodatkowo lokalne źródła ciepła. Temperatury powietrza w kopalniach miedzi w wielu miejscach przekraczają 30°C, przy wysokiej wilgotności względnej powietrza, zmieniającej się w przedziale od 70% do 100%. Występuje zjawisko rosienia, silna mineralizacja wód kopalniach, gazy i pyły w atmosferze, obecne są różnego rodzaju mikroorganizmy. Te niekorzystne parametry klimatu kopalnianego mają wpływ nie tylko na warunki pracy górników, lecz także na eksploatację maszyn i urządzeń. Szczególnie niebezpieczne są pożary maszyn samojezdnych.

Samojezdna maszyna górnicza (SMG) przeznaczona jest do wykonywania robót górniczych (wiercenia, kotwienia, ładowania, załadunku otworów strzałowych materiałem wybuchowym). Porusza się z małą prędkością i na krótkich odcinkach, dysponuje własnym napędem. SMG zawierają materiały palne, np. olej napędowy, olej hydrauliczny, przekładniowy i silnikowy (łącznie nawet do ok. 1300 l), wielkogabarytowe opony (do 4000 kg), przewody, izolacje gumowe (także z tworzyw sztucznych) czy płyny eksploatacyjne. Podczas pożaru SMG wydzielają zwykle znaczne ilości gazów toksycznych, które mogą zaskoczyć pracowników nawet w miejscach odległych od ogniska pożaru. Dlatego niezwykle ważnym zabezpieczeniem przeciwpożarowym tych maszyn są stałe instalacje gaśnicze oraz podręczny sprzęt gaśniczy.

W zakładach górniczych KGHM Polska Miedź SA na koniec kwietnia 2012 r. w eksploatacji znajdowało się 1766 pojazdów z napędem spalinowym (ładowarki łyżkowe, wozy kotwiące, wozy do obrywki, wozy wiertnicze i zawałowe, wozy odstawcze, wozy paliwowe, wozy odwadniające, spycharki gąsienicowe i inne), w tym 407 pojazdów transportowych (do przewozu ludzi, środków strzałowych i materiałów). W stałe instalacje gaśnicze uruchamiane ręcznie lub samoczynnie wyposażone były 1344 pojazdy i samojezdne maszyny górnicze. Liczba ta w poszczególnych zakładach górniczych kształtowała się następująco: ZG Rudna - 506, ZG Polkowice-Sieroszowice - 477, ZG Lubin - 361.

Pożary podziemne

Zgodnie z rozporządzeniem ministra gospodarki z 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (DzU nr 139, poz. 1169 ze zm.), przez pożar podziemny należy rozumieć wystąpienie w wyrobisku podziemnym otwartego ognia, tj. żarzącej lub palącej się płomieniem otwartym substancji, jak również utrzymywanie się w powietrzu kopalnianym dymów lub w przepływowym prądzie powietrza stężenia tlenku węgla powyżej 0,0026%. Wystąpienie w powietrzu kopalnianym dymu lub tlenków węgla w ilości powyżej 0,0026% w wyniku stosowania dopuszczalnych procesów technologicznych (np. robót strzałowych, prac spawalniczych, pracy maszyn górniczych z napędem spalinowym lub wydzielania się tlenku węgla wskutek urabiania) nie podlega zgłoszeniu i nie jest rejestrowane jako pożar podziemny.

W kopalniach podziemnych mogą pojawić się dwa rodzaje pożarów:

  • endogeniczne - będące następstwem samozapalenia się węgla, wywołanego jego utlenianiem się w warunkach uniemożliwiających odprowadzenie ciepła utleniania,
  • egzogeniczne - pożary podziemne w górnictwie, które powstają z przyczyn zewnętrznych.

Rudy miedzi są niepalne, toteż w kopalniach miedzi nie występuje zagrożenie pożarami endogenicznymi. Pożary egzogeniczne powstają zaś zazwyczaj w miejscach łatwo dostępnych i uczęszczanych. Należą do nich zarówno przodki górnicze, jak i wyrobiska pozaprzodkowe, głównie chodniki, szyby i szybiki oraz wyrobiska komorowe. Najczęściej pożary pojawiają się niespodziewanie, bez wyraźnych oznak ostrzegawczych. Rozwijają się gwałtownie, wydzielając dużą ilość dymu. Do najczęstszych przyczyn powstawania pożarów egzogenicznych w kopalniach rud miedzi należą:

  • nienależycie eksploatowane, uszkodzone lub wadliwie działające urządzenia mechaniczne i maszyny,
  • zapalenie się ścierów powstałych w wyniku tarcia taśmy przenośnika taśmowego o metalową konstrukcję,
  • wadliwe wykonanie lub uszkodzenia urządzeń i instalacji energetycznych,
  • zaprószenie ognia przez pracowników.

W ostatnim dziesięcioleciu w zakładach górniczych KGHM Polska Miedź SA doszło łącznie do 28 pożarów podziemnych. Ze statystyk prowadzonych przez Wyższy Urząd Górniczy wynika jednoznacznie, że największa liczba pożarów w kopalniach rud miedzi jest związana z samojezdnymi maszynami górniczymi (tabela).

Pożary egzogeniczne w zakładach górniczych KGHM Polska Miedź SA
Rok

Liczba pożarów

ogółem

Liczba pożarów

SMG

Odsetek pożarów SMG
20153266
201411100
20134250
20122150
2011000
20104125
200933100
20083266
20077457
2006100
Ogółem281657

Najwięcej pożarów SMG miało miejsce w ZG Polkowice-Sieroszowice. Było ich dziewięć, co stanowi 56% wszystkich pożarów SMG. W ZG Rudna powstało pięć pożarów SMG (31%), a w ZG Lubin - dwa (12%). Z analizy zdarzeń wynika, że pożary najczęściej powstawały w ładowarkach kołowo-przegubowych (11 pożarów, 68%). Miejscem wzniecenia ognia jest zwykle komora silnika spalinowego, a najczęstszymi przyczynami: uszkodzony układ paliwowy lub hydrauliczny oraz nieprawidłowo działająca instalacja elektryczna.

Najczęściej spaleniu ulega cała maszyna samojezdna. I choć w pojazdach tych zamontowane są instalacje gaśnicze, w zdecydowanej większości przypadków nie udało się za ich pomocą ugasić pożaru maszyny. W pożarach tych ewakuowano ze strefy zagrożenia co najmniej 725 pracowników dołowych.

Przepisy bezpieczeństwa

Przepisy bezpieczeństwa dotyczące eksploatacji pojazdów i samojezdnych maszyn górniczych zawarte zostały we wspomnianym wyżej rozporządzeniu ministra gospodarki. Podstawowymi przepisami ogólnymi regulującymi prawidłową eksploatację maszyn górniczych są wymagania zawarte w § 428 i § 606 tego rozporządzenia. Drugi ze wskazanych przepisów zawiera przykładowe wyliczenie zagadnień, które powinny być określone w regulaminie ruchu maszyn górniczych.

W zakresie pojazdów spalinowych, zgodnie z załącznikiem nr 1 rozporządzenia Rady Ministrów z 30 kwietnia 2004 r. w sprawie dopuszczania wyrobów do stosowania w zakładach górniczych (DzU nr 99, poz. 1003, ze zm.) dopuszczeniu do stosowania w drodze decyzji przez prezesa Wyższego Urzędu Górniczego podlegają: wozy do przewozu osób i wozy specjalne, pojazdy z napędem spalinowym do przewozu osób, wozy i pojazdy do przewożenia lub przechowywania środków strzałowych.

Załącznik nr 2 tego rozporządzenia określa wymagania techniczne, jakie powinny spełniać ww. wozy i pojazdy ze względu na zapewnienie bezpieczeństwa ich użytkowania w warunkach zagrożeń występujących w ruchu zakładów górniczych. W zakresie ochrony przeciwpożarowej są one następujące:

  • w wozach do przewozu osób oraz w wozach specjalnych:
    • powinny być stosowane materiały chemiczne oraz wyroby z tworzyw sztucznych spełniające wymogi w zakresie: trudnopalności i temperatury zapłonu, obecności substancji toksycznych w produktach rozkładu termicznego, potencjału i energii wyładowania iskrowego w aspekcie możliwości zainicjowania wybuchu mieszaniny gazów,
    • przewody do napełniania i opróżniania wozu specjalnego do przewozu płynów powinny być wykonane z materiałów spełniających wymogi trudnopalności i antyelektrostatyczności;
    • w pojazdach z napędem spalinowym do przewozu osób:
      • układ zasilania silnikiem powinien być zabezpieczony przed nadmiernym nagrzewaniem, mogącym spowodować samozapłon paliwa,
      • przewody paliwowe powinny być wykonane z metalu - z wyjątkiem miejsc, w których ze względu na wibrację mogą być stosowane przewody elastyczne, spełniające warunek trudnopalności i antyelektrostatyczności,
      • zbiornik paliwa powinien być tak skonstruowany, by w razie przelania lub uszkodzenia zbiornika oraz uszkodzenia przewodów paliwowych paliwo nie mogło się wylewać na elementy układu wydechowego lub złącza elektryczne,
      • pojazd powinien być wyposażony w uruchamianą ze stanowiska operatora pojazdu stałą instalację gaśniczą, a dyfuzor instalacji gaśniczej powinien być skierowany na pompę paliwową lub wtryskową, rozrusznik, alternator lub prądnicę;
  • wozy i pojazdy do przewożenia lub przechowywania środków strzałowych mogą mieć podzespoły wykonane z tworzyw sztucznych oraz materiałów chemicznych, gdy wyroby te będą trudnopalne, a produkty ich rozkładu termicznego nie będą zawierały substancji toksycznych.

Profilaktyka pożarowa

Producenci SMG powinni dążyć do udoskonalania systemów hydraulicznych i paliwowych - tak, by wyeliminować ryzyko zapalenia się oleju.
Instalacje przeciwpożarowe wykorzystywane w SMG powinny być coraz skuteczniejsze w gaszeniu pożarów.
Stały monitoring diagnostyczny SMG umożliwi zmniejszenie awaryjności tych maszyn.
W profilaktyce pożarowej SMG istotne jest utrzymanie instalacji i urządzeń maszyny w stanie zgodnym z dokumentacją techniczno-ruchową oraz zakładowymi procedurami.

Literatura dostępna u autora.
Tomasz Sawicki jest biegłym sądowym z zakresu pożarnictwa
fot. Tomasz Sawicki
listopad 2016

Tomasz SawickiTomasz Sawicki
do góry