日曜日、13月2011 16:34

鉱山での火災と爆発

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火災と爆発は、鉱山労働者の安全と鉱山の生産能力に絶え間ない脅威をもたらします。 鉱山の火災と爆発は、伝統的に最も壊滅的な産業災害の XNUMX つにランクされてきました。

XNUMX 世紀の終わりに、鉱山での火災と爆発は、他の産業分野では比類のない規模で人命と財産の損失をもたらしました。 しかし、ここ数十年で報告された鉱山火災と爆発の減少によって証明されるように、これらの危険を制御する上で明確な進歩が達成されました.

この記事では、地下採掘の基本的な火災と爆発の危険性と、それらを最小限に抑えるために必要な安全対策について説明します。 地雷に関する防火情報は、本書の他の場所で見つけることができます。 百科事典 また、米国の National Fire Protection Association などの組織によって公布された規格などに含まれています (例: NFPA 1996a)。

常設サービスエリア

恒久的なサービスエリアは、その性質上、特定の危険な活動を伴うため、特別な予防措置を講じる必要があります。 地下鉱山では、地下のメンテナンス ショップや関連施設が特に危険です。

メンテナンス ショップのモバイル機器は、頻繁に火災の原因となることが定期的にわかっています。 ディーゼル動力の採鉱設備の火災は、通常、高温の排気マニホールドやターボチャージャーなどの着火源に、燃焼性の高い液体の加熱されたミストを噴霧する高圧油圧ラインの漏れから発生します (Bickel 1987)。 このタイプの機器の火災は急速に拡大する可能性があります。

地下鉱山で使用される移動式機器の多くには、燃料源 (ディーゼル燃料や油圧機器など) だけでなく、発火源 (ディーゼル エンジンや電気機器など) も含まれています。 したがって、この装置はかなりの火災のリスクを伴います。 この機器に加えて、メンテナンス ショップには通常、あらゆる機械ショップ環境で危険となるさまざまなツール、材料、および機器 (脱脂機器など) が含まれています。

溶接および切断作業は、鉱山での火災の主な原因です。 このアクティビティは、メンテナンス エリアで定期的に発生することが予想されます。 これらの活動が火災や爆発の発火源とならないように、特別な予防措置を講じる必要があります。 安全な溶接方法に関する防火および防爆情報は、このドキュメントの他の場所で見つけることができます。 百科事典 およびその他の文書 (例: NFPA 1994a)。

店舗エリア全体を耐火構造の完全密閉構造にすることを検討する必要があります。 これは、6 か月以上の使用を予定しているショップにとって特に重要です。 そのような配置が不可能な場合は、自動消火システムによってエリア全体を保護する必要があります。 これは、潜在的な火災源を最小限に抑えることが重要な炭鉱にとって特に重要です。

すべての店舗エリアに関するもう 122 つの重要な考慮事項は、空気の戻りに直接排気して、火災による燃焼生成物の拡散を制限することです。 これらのタイプの施設の要件は、NFPA XNUMX、 地下の金属および非金属鉱山における防火および防火に関する規格、およびNFPA 123、 地下瀝青炭鉱山における防火管理基準 (NFPA 1995a、1995b)。

燃料ベイと燃料貯蔵エリア

可燃性および可燃性の液体の保管、取り扱い、および使用は、鉱業のすべての部門に特別な火災の危険をもたらします。

多くの地下鉱山では、移動式機器は通常ディーゼル駆動であり、火災の大部分はこれらの機械で使用される燃料に関係しています。 炭鉱では、これらの火災の危険性は、石炭、炭粉、およびメタンの存在によって悪化します。

可燃性および可燃性の液体の保管は、これらの物質が通常の可燃物よりも容易に発火し、火が急速に広がるため、特に重要な問題です。 可燃性液体と可燃性液体の両方が、多くの場合、ほとんどの非炭鉱の地下に限られた量で保管されています。 一部の鉱山では、ディーゼル燃料、潤滑油とグリース、作動油の主要な貯蔵施設が地下にあります。 地下の引火性および可燃性液体貯蔵エリアでの潜在的な深刻な火災には、貯蔵エリアの設計に細心の注意を払う必要があり、さらに安全な操作手順の実装と厳格な施行が必要です。

可燃性および可燃性の液体を使用するすべての側面には、地下への移送、保管、分配、および機器での最終的な使用を含む、困難な防火の問題があります。 地下鉱山における可燃性および可燃性液体の危険性と保護方法は、このドキュメントの他の場所で見つけることができます。 百科事典 および NFPA 標準 (例: NFPA 1995a、1995b、1996b)。

防火

地下鉱山における火災および爆発の安全性は、火災および爆発を防止するという一般原則に基づいています。 通常、これには、喫煙の防止などの常識的な防火技術の使用や、携帯型消火器や早期火災検知システムなど、火災の拡大を防ぐための組み込みの防火対策の提供が含まれます。

鉱山での防火および爆発防止の慣行は、一般に、着火源の制限、燃料源の制限、および燃料と着火源との接触の制限の XNUMX つのカテゴリに分類されます。

着火源の制限 おそらく火災や爆発を防ぐ最も基本的な方法です。 採掘プロセスに不可欠ではない着火源は完全に禁止されるべきです。 たとえば、特に地下の炭鉱での喫煙や直火は禁止されるべきです。 コンベヤなどの不要な熱の蓄積にさらされる可能性のあるすべての自動化および機械化された機器には、電気モーターの滑りおよびシーケンススイッチとサーマルカットアウトが必要です。 爆発物は明らかな危険をもたらしますが、危険なガスの浮遊粉塵の着火源になる可能性もあり、特別な発破規制に厳密に従って使用する必要があります。

爆発を防ぐためには、電気着火源を排除することが不可欠です。 メタン、硫化粉塵、またはその他の火災の危険性がある場所で動作する電気機器は、その動作が鉱山火災または爆発を引き起こさないように設計、構築、テスト、および設置する必要があります。 危険区域では、プラグ、レセプタクル、回路遮断装置などの防爆エンクロージャを使用する必要があります。 本質安全電気機器の使用については、本書の別の場所でさらに詳しく説明しています。 百科事典 NFPA 70 などの文書では、 国立電気コード (NFPA 1996c)。

燃料源の制限 ごみ、油のついた雑巾、石炭の粉塵、その他の可燃物が安全に蓄積されないように、適切な清掃から始めます。

可能であれば、作動油、ベルトコンベア、油圧ホース、換気チューブなどの特定の可燃性物質には、より危険性の低い代替物を使用する必要があります (Bureau of Mines 1978)。 特定の物質の燃焼から生じる可能性のある非常に有毒な燃焼生成物は、多くの場合、危険性の低い物質を必要とします。 一例として、ポリウレタンフォームは、以前は地下鉱山で換気シールに広く使用されていましたが、最近では多くの国で禁止されています.

地下の炭鉱の爆発では、通常、石炭の粉塵とメタンが主な燃料になります。 メタンは非炭鉱にも存在する可能性があり、最も一般的には、換気空気による希釈と鉱山からの排気によって処理されます (Timmons、Vinson、および Kissell 1979)。 石炭粉塵については、採掘過程での粉塵の発生を最小限に抑えるためのあらゆる試みが行われていますが、石炭粉塵の爆発に必要な微量はほとんど避けられません。 わずか 0.012 mm の厚さの床のほこりの層が空中に浮遊すると、爆発を引き起こします。 したがって、粉砕された石灰岩、ドロマイト、または石膏 (岩粉) などの不活性物質を使用した岩石粉塵処理は、石炭粉塵の爆発を防ぐのに役立ちます。

燃料と着火源の接触を制限する 着火源と燃料源の間の接触を防ぐことに依存します。 たとえば、溶接や切断作業を耐火エンクロージャー内で実行できない場合は、エリアを濡らし、近くの可燃物を耐火材料で覆うか、別の場所に移動することが重要です。 消火器はすぐに利用できるようにし、火災のくすぶりを防ぐために必要な時間だけ火災監視員を配置する必要があります。

材木の保管場所、爆発物の保管場所、可燃性および可燃性の液体の保管場所、店舗など、可燃性物質の負荷が高い場所は、発火源の可能性を最小限に抑えるように設計する必要があります。 移動式機器には、作動油、燃料、および潤滑油のラインを、高温の表面、電気機器、およびその他の考えられる着火源から離して再配線する必要があります。 スプレー シールドを取り付けて、可燃性液体のスプレーを破損した流体ラインから逸らし、潜在的な発火源から遠ざける必要があります。

地雷の火災および爆発防止要件は、NFPA の文書 (例: NFPA 1992a、1995a、1995b) で明確に概説されています。

火災検知および警報システム

火災の規模と強度は急速に拡大する可能性があるため、火災の発生から発見までの経過時間は重要です。 火災の最も迅速で信頼できる表示は、高感度の熱、炎、煙、およびガス分析器を使用した高度な火災検知および警告システムによるものです (Griffin 1979)。

ガスまたは煙の検出は、広い範囲または鉱山全体にわたって火災検出範囲を提供するための最も費用対効果の高いアプローチです (Morrow and Litton 1992)。 熱式火災検知システムは、コンベア ベルト上などの無人機器に一般的に設置されています。 可燃性および可燃性の液体の貯蔵エリア、燃料補給エリア、店舗など、特定の危険度の高いエリアでは、より迅速に作動する火災検知装置が適切であると考えられています。 火災によって放出される紫外線または赤外線を感知する光学式火炎検出器は、これらの領域でよく使用されます。

火災が検出されたら、すべての鉱夫に警告する必要があります。 電話やメッセンジャーが使用されることもありますが、マイナーは電話から離れた場所にいることが多く、広く散らばっていることがよくあります。 炭鉱における火災警報の最も一般的な手段は、電力の遮断とその後の電話やメッセンジャーによる通知です。 これは、電力が供給される機器がほとんどない非炭鉱のオプションではありません。 悪臭警報は、非石炭地下鉱山における緊急通信の一般的な方法です (Pomroy and Muldoon 1983)。 特殊な無線周波数通信システムもまた、炭鉱と非炭鉱の両方で成功裏に使用されてきた (Bureau of Mines 1988)。

地下火災の際の主な関心事は、地下作業員の安全です。 火災の早期発見と警告により、鉱山での緊急計画の開始が可能になります。 このような計画により、避難や消火などの必要な活動が確実に行われます。 緊急時計画の円滑な実施を保証するために、鉱夫は緊急時の手順に関する包括的な訓練と定期的な再訓練を受ける必要があります。 訓練を強化し、緊急計画の弱点を特定するために、地雷警報システムの起動を伴う消防訓練を頻繁に実施する必要があります。

火災探知および警報システムの詳細については、このドキュメントの他の場所で見つけることができます。 百科事典 および NFPA 文書 (例: NFPA 1995a、1995b、1996d)。

消火

地下鉱山で使用される消火設備の最も一般的なタイプは、携帯用ハンド消火器、散水ホースライン、スプリンクラー システム、岩粉 (手動または岩粉散布機から適用)、および泡発生器です。 携帯用消火器の最も一般的なタイプは、通常、多目的粉末消火器を使用するものです。

手動または自動の消火システムは、移動式機器、可燃性液体貯蔵エリア、コンベアベルト駆動、および電気設備でより一般的になりつつあります (Grannes、Ackerson、および Green 1990)。 自動消火は、火災を検知したり、消火システムを作動させたり、消火活動を開始したりする人員が存在しない無人の自動または遠隔制御装置にとって特に重要です。

爆発抑制は、火災抑制のバリエーションです。 一部のヨーロッパの炭鉱では、この技術をパッシブ バリアまたはトリガー バリアの形で限定的に使用しています。 パッシブ バリアは、鉱山入口の屋根から吊るされた、水または岩粉の入った大きなたらいの列で構成されています。 爆発では、火炎前線の到着に先立つ圧力前線がタブの内容物の投棄を引き起こします。 分散された抑制剤は、バリアシステムによって保護された入口を通過する炎を消します。 トリガー式バリアは、爆発の熱、炎、または圧力によってトリガーされる電気的または空気圧で作動する作動装置を利用して、加圧容器に保管されている抑制剤を放出します (Hertzberg 1982)。

高度な段階にまで発展した火災は、高度な訓練を受け、特別に装備された消防チームによってのみ消火されるべきです。 地下鉱山で大規模な石炭または木材が燃焼しており、広範囲にわたる屋根の落下、換気の不確実性、および爆発性ガスの蓄積によって消火が複雑になっている場合は、特別な措置を講じる必要があります。 唯一の実用的な代替手段は、窒素、二酸化炭素、不活性ガス発生器の燃焼生成物で不活性化するか、水で満たすか、鉱山の一部または全部を密閉することです (Ramaswatny and Katiyar 1988)。

消火に関する詳細情報は、このドキュメントの他の場所で見つけることができます。 百科事典 およびさまざまな NFPA ドキュメント (例: NFPA 1994b、1994c、1994d、1995a、1995b、1996e、1996f、1996g)。

火災封じ込め

火災封じ込めは、あらゆるタイプの産業施設の基本的な制御メカニズムです。 地下鉱山の火災を封じ込めたり制限したりする手段は、より安全な鉱山避難を確保し、消火活動の危険を軽減するのに役立ちます。

地下炭鉱の場合、オイルとグリースは密閉された耐火容器に保管し、保管場所は耐火構造にする必要があります。 変電所、バッテリー充電ステーション、空気圧縮機、変電所、店舗、およびその他の設備は、耐火区域または耐火構造に収容する必要があります。 無人の電気機器は不燃性の表面に取り付け、石炭やその他の可燃物から離すか、消火システムで保護する必要があります。

木材、布、のこぎり、くぎ、ハンマー、しっくいまたはセメント、および岩粉を含む、隔壁およびシールを構築するための材料は、各作業セクションですぐに利用できる必要があります。 地下の非炭鉱では、石油、グリース、およびディーゼル燃料は、火薬庫、電気設備、シャフト ステーションから安全な距離にある耐火エリアの密閉容器に保管する必要があります。 特定の地域では、火、煙、有毒ガスの拡散を防ぐために、換気制御バリアと防火扉が必要です (Ng and Lazzara 1990)。

試薬の保管 (ミル)

採掘作業で生成された鉱石を処理するために使用される作業は、特定の危険な状態になる可能性があります。 懸念事項の中には、特定の種類の粉塵爆発や、コンベヤ操作に関連する火災があります。

コンベア ベルトとドライブ ローラーまたはアイドラーとの間の摩擦によって発生する熱は懸念事項であり、シーケンスおよびスリップ スイッチを使用することで対処できます。 これらのスイッチは、電気モーターのサーマル カットアウトと合わせて効果的に使用できます。

爆発の可能性は、電気着火源を排除することで防ぐことができます。 メタン、硫化粉塵、またはその他の危険な環境が存在する可能性がある場所で動作する電気機器は、その動作が火災や爆発を引き起こさないように設計、構築、テスト、および設置する必要があります。

発熱酸化反応は、石炭と金属硫化鉱の両方で発生する可能性があります (Smith and Thompson 1991)。 これらの反応によって発生した熱が放散されない場合、岩盤または杭の温度が上昇します。 温度が十分に高くなると、石炭、硫化鉱物、その他の可燃物が急速に燃焼する可能性があります (Ninteman 1978)。 自然発火による火災は比較的まれにしか発生しませんが、一般的に、操業に大きな影響を与え、消火が困難です。

石炭はその性質上燃料源であるため、石炭の処理には特別な懸念があります。 石炭の安全な取り扱いに関する防火および防爆情報は、本書の他の場所で見つけることができます。 百科事典 および NFPA 文書 (例: NFPA 1992b、1994e、1996h)。

 

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内容

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