Una explosión de polvo de carbón ocurre en las minas reacción química
Hay dos tipos principales de explosiones en las minas de carbón: las de metano y las de polvo de carbón. Las explosiones de metano se producen cuando una acumulación de gas metano entra en contacto con una fuente de calor y no hay suficiente aire para diluir el nivel de gas por debajo de su punto de explosión. Asimismo, las partículas finas de polvo de carbón en la concentración adecuada que entran en contacto con una fuente de calor también pueden ser explosivas. También pueden producirse explosiones híbridas formadas por una combinación de metano y polvo de carbón.
El metano se forma como subproducto de la formación del carbón. El metano que está adsorbido en el carbón se libera a medida que el carbón se extrae o migra desde fuentes circundantes por encima o por debajo de la veta de carbón a través de las fracturas creadas por el proceso de extracción del carbón.
Grandes ventiladores hacen circular el aire en las minas para proporcionar ventilación a las zonas de trabajo. Estos ventiladores funcionan para diluir el metano hasta niveles muy inferiores a los explosivos (5-15%). Los monitores instalados en las máquinas mineras desactivan la máquina cuando la concentración de metano alcanza el 1%. Las minas con exceso de metano pueden eliminar el gas antes de la explotación minera perforando agujeros de drenaje.
¿Por qué hay peligro de explosiones en las minas de carbón?
Las explosiones en las minas subterráneas y en las instalaciones de tratamiento en superficie están causadas por acumulaciones de gas inflamable y/o polvo combustible mezclado con aire en presencia de una fuente de ignición. Aunque se ha avanzado mucho en la prevención de las catástrofes por explosión en las minas de carbón, siguen produciéndose explosiones, que a veces provocan múltiples víctimas mortales.
En los años transcurridos desde la aprobación de la histórica Ley Federal de Salud y Seguridad en las Minas de Carbón de 1969 hasta 2001, el número de víctimas mortales debidas a explosiones en minas de carbón subterráneas había mostrado una tendencia general a la baja. Sin embargo, a partir de 2001, el sector ha registrado 59 víctimas mortales y 7 heridos por estos sucesos. Y, de 2006 a 2011, las explosiones en las minas representaron casi una cuarta parte de las muertes relacionadas con la minería. Muchas de estas explosiones recientes se han debido a la ignición de metano en las labores abandonadas, que traspasaron los sellos de la mina y se extendieron a las zonas activas, o a una deficiencia en el polvo de roca relacionada con las malas prácticas de desempolvado de la roca.
El Programa de Minería del NIOSH lleva a cabo investigaciones para identificar y luego mitigar las causas de las explosiones en las minas de carbón subterráneas. Las estrategias de investigación incluyen la eliminación de las fuentes de ignición, la minimización de las concentraciones de metano y de las acumulaciones de polvo de carbón, la aplicación de polvo de roca dispersable adecuado en cantidad suficiente en todos los lugares, el uso de protección suplementaria como barreras pasivas y activas para suprimir las explosiones que se propagan, la comprensión de la ciencia de las explosiones, el diseño y la evaluación adecuados de la resistencia de las estructuras de ventilación y la gestión adecuada de las zonas selladas.
Prevención de la explosión de polvo de carbón
Definición de explosión de polvo de carbónExplosión minera causada por la ignición de polvo fino de carbón. Se considera que una explosión en la que sólo interviene el polvo de carbón es relativamente rara. Exige la formación simultánea de una nube de polvo inflamable y los medios de ignición dentro de ella. La llama y la fuerza de una explosión de gases combustibles son las causas básicas comunes de una explosión de polvo de carbón. La onda de avance de la explosión agita el polvo en la calzada y alimenta así la llama con el combustible para su propagación.
Una explosión de polvo de carbón ocurre en la concentración de minas
Las explosiones de polvo de carbón en las minas de carbón subterráneas se evitan mediante la aplicación generosa de polvo de roca (normalmente piedra caliza). Si se produce una explosión, el polvo de roca se dispersa, se mezcla con el polvo de carbón y evita la propagación de las llamas actuando como inhibidor térmico o disipador de calor. Para investigar este proceso con más detalle, se han llevado a cabo una serie de experimentos de explosión utilizando diversas mezclas de polvo de carbón y polvo de roca caliza en la Mina Experimental del Lago Lynn (LLEM). Estos se llevaron a cabo en una única entrada de unos 488 m de longitud y se iniciaron con una explosión de gas metano. Después de cada prueba se tomó un conjunto consistente de muestras de polvo del suelo tras la explosión a lo largo de la entrada. Estas muestras de polvo se han analizado en el laboratorio mediante análisis termogravimétrico (TGA) y de solubilidad para determinar cómo se comportó el polvo de roca caliza durante las explosiones de polvo de carbón/polvo de roca. Los resultados preliminares se recogen en este artículo e indican que la química de la piedra caliza desempeña un papel importante en su capacidad para inhibir las explosiones de polvo de carbón. Los resultados también muestran que puede ser posible estimar la intensidad de la explosión utilizando estos métodos convencionales de análisis.
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