Explosión de grisú

Por el escultor Wilhelm Wulff creó un monumento en el cementerio de Bochum - Hamme para conmemorar a los mineros que en 1936 en el Schlagwetterexplosion en el noveno piso del presidente de United Mine murieron

En la minería, una explosión de grisú es la explosión de un clima sorprendente . La explosión del grisú es más violenta cuando 1/11 de la mezcla de gas inflamado, que corresponde al 9,5%, consiste en metano . En determinadas condiciones, una explosión de grisú puede provocar una explosión de polvo de carbón como reacción secundaria . El minero describe una explosión débil de grisú con una mezcla de aire y gas de baja concentración como una explosión de grisú .

Historia

Explosión de grisú en un panel en la entrada principal de la administración de la Unión, AG para la industria minera, siderúrgica

Las primeras explosiones de grisú se produjeron en la industria del carbón alemana en la segunda mitad del siglo XIX. Si bien inicialmente solo unos pocos mineros murieron en una explosión de grisú debido a la escasez de personal de los puntos de operación, más de 100 mineros murieron en una explosión de grisú en la mina de Neu-Iserlohn en 1868 . El motivo de las primeras explosiones de grisú fue el uso de luz abierta . En el período de 1878 a 1894 hubo al menos once accidentes de minas con varias muertes casi todos los años debido al mal tiempo . Debido a las numerosas explosiones de grisú, la comisión de grisú de Prusia se fundó en la década de 1880. A principios del siglo XX hubo una explosión de grisú en una mina en Hamm, seguida de un incendio en un pozo , matando a 349 mineros. La peor explosión de grisú en la industria minera del Ruhr ocurrió en 1946 en la mina de carbón Grimberg en Bergkamen, matando a 405 mineros. El 7 de febrero de 1962 se produjo la peor explosión de grisú en la industria minera del Sarre. 299 mineros murieron en la mina Luisenthal cerca de Völklingen. La presión de la explosión fue tan fuerte que arrojó las dos placas de cubierta pesadas de 20 t a unos 3 km de distancia en el eje de Alsbach que se extendía a unos 10 m en el aire, por lo que una placa se atascó en el marco de la cabeza. En 1968, 17 mineros murieron en una explosión de grisú en la mina de carbón Minister Achenbach . En 1986 hubo una explosión de grisú en la mina Camphausen en el distrito de Saar , matando a siete mineros.

Inicio y curso de la explosión

Si una mezcla explosiva de metano y oxígeno entra en contacto con una fuente de ignición, los dos gases arderán:

Sin embargo, si esta mezcla de gas y aire puede explotar, inicialmente depende de su concentración. Los límites de inflamabilidad de esta mezcla se encuentran entre el 5 y el 14% de metano. Otro requisito previo para una explosión de grisú es el contenido energético de la fuente de ignición. Dado que la mezcla de grisú solo se enciende con retraso, la fuente de ignición también debe actuar sobre la mezcla de gas durante un tiempo mínimo determinado. Para el proceso de ignición, esto significa que la fuente de ignición debe tener una temperatura mínima de 650 ° C y actuar durante al menos diez segundos. A medida que aumenta la temperatura de ignición, el tiempo de exposición requerido desciende a menos de un segundo. Una vez que se ha encendido la mezcla de grisú, la temperatura del gas aumenta a más de 2000 ° C. Debido al aumento de temperatura, la mezcla de gases se expande significativamente. El efecto de detonación se ve intensificado por la delimitación espacial de la explotación minera . La explosión se propaga por la mina. Una vez que ha comenzado la explosión, también se pueden encender mezclas de gases con concentraciones más bajas de metano. También existe la posibilidad de que una deflagración de grisú provoque una poderosa explosión de grisú. La deflagración puede empujar más grisú antes de la onda de presión de la explosión débil y esta mezcla comprimida puede encenderse luego por la llama de la deflagración en una rama o en un lugar. Poco después de la explosión, los gases de la explosión se enfrían nuevamente y se contraen. Dado que el vapor de agua producido por la explosión se condensa, el volumen de los gases restantes cae por debajo del volumen de los gases antes de la explosión.

Posibles fuentes de ignición

Las llamas abiertas, como las que se encuentran en los incendios de las minas o la luz abierta, sirven como fuente de ignición. En el siglo XIX, se usaron hornos de clima en los pozos de clima para ventilación . En 1883, 41 hornos de este tipo, que eran una posible fuente de ignición, se utilizaban en la industria minera del Ruhr. Una fuente frecuente de encendido y por lo tanto causa de explosiones de grisú también se utilizaron hasta el siglo 20. Herramientas meteorológicas . Estos a menudo se abrían sin autorización y luego provocaban que el grisú se encendiera. Además de las llamas abiertas, las chispas de alta energía, que se producen al golpear el acero contra la piedra, también pueden ser una posible fuente de ignición. Las chispas producidas cuando las capas duras de roca colapsan también pueden actuar como fuente de ignición. Si los componentes hechos de aluminio u otros metales ligeros golpean piezas de hierro oxidadas, se crean chispas con gran inflamabilidad. Esta reacción, conocida como reacción de termita , también ocurre cuando hay una película de óxido en las partes de aluminio y z. B. es golpeado con un martillo. Otra fuente de ignición puede ser el trabajo de voladuras subterráneas . Los motores de combustión interna que funcionan bajo tierra pueden actuar como posibles fuentes de ignición. Sin embargo, en última instancia, los dispositivos de conmutación eléctricos y los cables y dispositivos eléctricos dañados también pueden desarrollar chispas inflamables.

Efectos de la explosión del grisú

Los efectos de la explosión del grisú son muy diferentes. En la mayoría de los casos, la explosión es muy destructiva. Las personas que se encuentran en el área de la explosión resultan gravemente heridas o mueren. Con algunas explosiones de grisú, el efecto suele ser menor. Incluso con explosiones más grandes, los efectos pueden ser débiles en ciertos puntos. Dependiendo de cuán severamente se vea afectada una mina por la explosión, puede suceder que apenas se produzcan daños. En el caso de explosiones especialmente intensas, surgen presiones superiores a 100 bar . Explosiones tan violentas pueden deformar los camiones y lanzarlos por los aires. Fracciones de segundo después de la explosión, los gases de explosión se enfrían nuevamente. El enfriamiento conduce a una contracción de los gases de explosión y, por lo tanto, a una presión negativa y un retroceso en la dirección de la fuente de explosión. Debido a la presión negativa, los gases residuales no respirables, en particular el nitrógeno y el dióxido de carbono, fluyen hacia la construcción de la mina en cuestión. Además, a temperaturas más altas, el metano puede reducir el dióxido de carbono a monóxido de carbono tóxico :

El efecto de la explosión de los gases de la mina concentrados de esta manera, en la que se produce un aumento de presión primero en una dirección y luego un retroceso en la otra, dio a los gases el nombre de "grisú".

Evitación y reducción de los efectos

Hay varias opciones para reducir el riesgo de explosión de grisú. En primer lugar, las concentraciones de metano en el clima se reducirán con medidas adecuadas, como la dilución de los gases mediante una mayor ventilación. Las concentraciones de metano se controlan mediante dispositivos de medición meteorológica adecuados. Otra opción es succionar el metano de las costuras . Otra posibilidad es evitar las fuentes de ignición. También lo eran z. B. A principios del siglo XX, en la industria minera del Ruhr, se prohibió el funcionamiento de la luz subterránea abierta. En la minería subterránea del carbón, los sistemas eléctricos solo funcionan en versiones grisú y a prueba de explosiones. Los denominados explosivos de seguridad se utilizan durante los trabajos de voladura. Las máquinas se controlan para detectar sobrecalentamiento y las herramientas de corte se enfrían mediante pulverización. No obstante, si se produjera una explosión de grisú, los efectos se reducen mediante medidas adecuadas, como barreras antipolvo de roca o barreras de agua .

Ver también

Evidencia individual

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  10. ↑ Reglas técnicas para la seguridad operativa, TRBS 2152 parte 3. Atmósfera explosiva peligrosa - Evitar la ignición de una atmósfera explosiva peligrosa.