Pożary samojezdnych maszyn górniczych

Kategoria: Rozpoznawanie zagrożeń

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

W 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
2015 3 2 66
2014 1 1 100
2013 4 2 50
2012 2 1 50
2011 0 0 0
2010 4 1 25
2009 3 3 100
2008 3 2 66
2007 7 4 57
2006 1 0 0
Ogółem 28 16 57

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:

  1. 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;
  1. 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;
  1. 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