Managing the spontaneous combustion hazard in sub-bituminous underground coal mine

• Autorzy: Poborowski B. , Cunningham L.

Warianty tytułu

PL

Postępowanie w przypadku zagrożenia pożarem endogenicznym w kopalni węgla kamiennego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Testing and analysis of New Zealand's sub-bituminous coals has highlighted a characteristic of very high to extreme inherent propensity for spontaneous combustibility. A number of geological, geotechnical and operational factors specific to Rundy East Mine further aggravate the risks associated with self heating. In the past the colliery relied on natural inertisation to control the spontaneous combustion hazard in sealed areas. This process was dependent on using the natural disorption of seain methane to develop a fuel rich, but oxygen deficient atmosphere. Following a serious goaf heating resulting in an organised mine evacuation, some significant changes were introduced to the site spontaneous combustion management system. The concept of nitrogen injection, as a method of rapidly inducing oxygen depletion in newly sealed areas, was trialed. Encouraging results from the trial led to further operational use of the technique and resulted in the decision being maid to establish a permanent site based nitrogen facility. This paper presents the additional measures taken by Huntly East Mine, from a mine design, operational process control and gas management perspective, to enhance safety procedures and minimize the risks imposed by the specific characteristics of this coal and its extreme propensity to spontaneously combust. Further, a comparison is made between the gas ratios and trends, from the mine's tube bundle gas monitoring system and gas chromatograph analysis, under normal operating conditions and during the goaf selfheating incident. The results of the nitrogen injection trial are used to illustrate the proof positive of a simple, efficient and cost effective means of improving safety through the proactive management of the goaf atrnosphere. The influence of the nitrogen injection into the goaf is most graphically displayed in the time resolved graphs and Ellicott's diagrams.

PL

Badania węgla kamiennego występującego w Nowej Zelandii dowiodły jego bardzo dużej naturalnej skłonności do samozapalenia. Szereg czynników geologicznych, geotechnicznych oraz eksploatacyjnych typowych dla kopalni Huntly East Mine potęguje niebezpieczeństwo związane z samozagrzewaniem. W przeszłości, kopalnia wykorzystywała naturalną inertyzację w celu kontrolowania zagrożenia związanego z samozapaleniem w przestrzeniach otamowanych. Proces ten polegał na wykorzystywaniu naturalnej desorpcji metanu z pokładów w celu uzyskania bogatej w gazy palne, lecz wolnej od tlenu atmosfery. W wyniku poważnego incydentu samozagrzewania się zrobów prowadzącego do ewakuacji kopalni, zarząd kopałni wprowadził znaczące zmiany dotyczące procedur postępowania w przypadku pożarów endogenicznych. Przeprowadzono próbę iniekcji azotu, jako sposób na szybkie obniżenie stężenia tlenu w nowo otamowanych przestrzeniach. Zachęcające rezultaty tych prób doprowadziły do dalszego wykorzystywania tej metody, a w konsekwencji do podjęcia decyzji o utworzeniu stałej instalacji doprowadzającej azot do podziemnych wyrobisk. Niniejszy referat opisuje dodatkowe kroki podjęte przez kopalnię Huntly East Mine, począwszy od projektowania eksploatacji, kontroli atmosfery kopalnianej oraz sposobów eksploatacji, mające na celu zwiększenie procedur bezpieczeństwa i zminimalizowanie ryzyka związanego z niezwykle wysoką skłonnością do samozapałenia eksploatowanego pokładu. W dalszej jego części na podstawie systemu monitoringu gazu w wiązkach rur oraz analizy chromatograficznej gazów w normalnych warunkach eksploatacji i podczas incydentu samozagrzewania się węgla w zrobach, przeprowadzono porównanie wskaźników gazowych i trendów stężeń gazów. Wyniki próby iniekcji azotu dowodzą możliwości wykorzystania prostych, wydajnych oraz oszczędnych, poprawiających poziom bezpieczeństwa środków do kontroli składu atmosfery w zrobach. Efekt inertyzacji azotem na skład atmosfery zrobów jest graficznie zilustrowany na wykresach czasowo-rozdzielczych oraz tzw. diagramach Ellicotta.

Słowa kluczowe

EN

mine fires; self-heating; spontaneous combustion; nitrogen inertisation; self ignition; fire hazard management

PL

pożary podziemne; samozagrzewanie; samozapalenie; inertyzacja azotowowa; zwalczanie zagrożenia pożarowego

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, no 4
• Strony: 581--593
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Poborowski B.

autor

Cunningham L.

• Solid Energy New Zealand Ltd, Huntly East Mine, Huntly, Walkato, New Zealand

Bibliografia

• Clarkson F., Watkinson M., unpublished. Spontaneous combustion Testing and Evaluation of Kupkupa seam coal from Huntly East Mine. SIMTARS.
• Cliff D., Rowlands D., Sleeman J., 1996. Spontaneous Combustion in Australian Coal Mines. Redbank: SIMTARS.
• Cliff D., Golledge P., Rowlands D., Sleeman J., 1998. Mine Fires in Australian Coal Mines. Redbank: SIMTARS.
• Cunningham L., unpublished 2005. East Mine Incident Investigation Report 13th May 2005 Spontaneous Heating of Coal. Solid Energy NZ internal report.
• Hermulheim W., Beck K., 1997. Inertisation As A Means For Reducing Down Time And The Explosion Risk In Cases Of Spontaneous Combustion. 6th International Mine Ventilation Congress. Pittsburgh.
• Lang M., 1996. Gas Monitoring: Selecting The Monitoring System Best For Your Mine. Queensland Mining Industry Health And Safety Conference. Yeppoon.
• Le Roux W. L., 1990. Le Roux's Notes on Mine Ventilation Control. The Mine Ventilation Society of South Africa.
• Matuszewski K., 2003. Perspektywy stosowania gazów inertnych w profilaktyce pożarowej w kopalniach węgla kamiennego. Przegląd Górniczy.
• Mc Pherson M. J., 2005. Subsurface Ventilation and Environmental Engineering.
• Packham R., 1996. New Zealand Spontaneous Combustion Case Studies. Queensland Mining Industry Health And Safety Conference. Yeppoon.
• Poborowski B., Cunningham L., unpublished 2006. Report on the Goaf Inertisation Trial Undertaken at Huntly East Mine. Solid Energy NZ internal report.
• Smith A. C., Sapko M. J., 1996. Prevention Of Spontaneous Combustion In U.S Coal Mines. Queensland Mining Industry Health And Safety Conference. Yeppoon.