تهویه‌های طبیعی، عامل حوادث معدنی
دنیای معدن - یکی از دلایل اصلی که منجر به بروز حوادث تلخ در معادن زیرزمینی به ویژه زغال‌سنگ می‌شود، نداشتن تهویه مناسب و استاندارد است چراکه در این معادن گازهای خطرناکی وجود دارد و همین موضوع امکان انفجار در معدن را بالا می‌برد.
این در حالی است که در قانون معادن برای تهویه‌ای که باید در معادن انجام شود استانداردهایی تعیین شده و حتی سرعت مجاز هوا در آن مشخص شده است. در قانون آمده است استفاده از تهویه طبیعی در معادن زغال‌سنگ خلاف است و باید تمام واحدهای معدنی زیرسطحی از تهویه موضعی و فن برای جابه‌جایی هوا استفاده کنند. برای آشنایی بیشتر با وضعیت و نوع تهویه‌هایی که در معادن زیرزمینی قرار می‌گیرند با امید فلاح، مجری طرح توسعه زغال سنگ طبس به گفت‌وگو نشستیم که در ادامه می‌خوانید:
تهویه در معدن چیست و به چه منظور ایجاد می‌شود؟
تهویه در معادن، برای جریان‌های طبیعی یا مصنوعی هوا در راهروها و کارگاه‌های زیرزمینی به منظور تامین شرایط سالم کار برای کارگران که مجبور به فعالیت یا رفت و آمد در معدن هستند در نظر گرفته شده است. شبکه تهویه در معادن زیرزمینی ممکن است تحت تاثیر عواملی مانند قرارگرفتن اجسام در مسیر عبور هوا، کاهش سطح مقطع کارهای معدنی و خرابی سیستم‌های نگهداری، دچار افت فشار و ناپایداری جریان هوا شود. در طراحی سیستم‌های تهویه معادن زغال‌سنگ، شدت جریان هر شاخه با توجه به کاربری هر شاخه تعیین می‌شود. تهویه جبهه‌کارهای پیشروی در معادن زیرزمینی یکی از مهم‌ترین وظایف طراحی تهویه است و این امر به واسطه اهمیت جریان هوا در جبهه‌کارهای معدن مطرح می‌شود. لایه‌ها، چاه‌ها، مورب‌ها و دویل‌های رو به بالا و پایین در طول زمان آماده‌سازی، نیازمند تهویه فرعی هستند. به طورکلی در تهویه فرعی، هوا به وسیله بادبزن و از طریق لوله‌های ویژه یا از طریق جداسازی مسیر هوا به وسیله پرده به جبهه‌کارها می‌رسد. در تهویه فرعی نیز باید مراحل مختلف تهویه اصلی را انجام داد. یعنی ابتدا میزان هوای لازم که به محل مورد نظر وارد یا از آنجا خارج می‌شود، محاسبه شود و
سپس لوله تهویه مناسب را انتخاب و آن را در محل نصب کرد. پس از محاسبه افت فشار مربوط به لوله تهویه، منحنی مشخص آن را رسم کرده و از طریق آن بادبزن فرعی موردنظر را انتخاب می‌کنند. انجام صحیح مراحل طراحی تهویه در هر شیوه معدنکاری، به ظرفیت مناسب بادبزن، توزیع مناسب هوا، رسیدن هوای کافی به جبهه‌کار و کنترل و توزیع مناسب آن در جبهه کار بستگی دارد. یک سیستم قابل قبول تهویه همواره به ابزارهای کنترل‌کننده و تاسیسات ویژه از قبیل سدهای هوا، پل‌های تهویه، هوابندها و درهای تهویه نیازمند است تا هوا در مسیرهای مورد نظر و با مقادیر مطلوب جریان پیدا کند.
درباره انواع تهویه‌های معادن زغال‌سنگ توضیح دهید؟
شیوه‌نامه انتخاب سیستم تهویه بسته به شبکه اصلی و فرعی آن شامل مواردی همچون سیستم صعودی و نزولی، سیستم مرکزی و کناری و سیستم دهشی و مکشی است. همچنین برای این موضوع، سیستم طراحی تهویه تعریف شده که باید به تایید سرپرست معدن برسد و زیرنظر مسئول فنی یا مسئول ایمنی باشد.
تهویه در معادن به ۲ شکل تهویه طبیعی(به‌غیر از معادن زغال‌سنگ) و مصنوعی در صورت ناکافی بودن حالت نخست انجام می‌شود.
طراحی تهویه معادن از سوی چه کسی انجام می‌شود؟
اصولا با گسترش شبکه استخراج معدن، مشکلاتی در زمینه تهویه معدن به وجود می‌آید؛ بر همین اساس یک طرح تهویه به منظور طراحی سیستم تهویه معدن موردنظر در نظر گرفته می‌شود که بسته به شرایطی از قبیل عمق معدن، موقعیت‌های مختلف معدن از جمله تونل اصلی، دویل و گالری‌ها و شرایط گازخیزی معدن و نوع قالب زغال‌سنگ مورد استخراج متفاوت خواهد بود. در واقع شبکه تهویه معادن به ۲شبکه اصلی و فرعی مجزا تقسیم و سیستم‌های مختلف تهویه صعودی، نزولی و... در نظر گرفته می‌شوند. بر اساس طرح مورد انتخاب و بسته به موقعیتی از معدن که قرار است تهویه شود روش تهویه مکشی یا دهشی استفاده می‌شود. در تمامی موارد باید اصول ایمنی، استانداردهای تهویه و میزان هوای مورد نیاز شبکه اصلی و فرعی محاسبه شوند و در ادامه برای به جریان انداختن این مقادیر هوا در مرحله گذشته، تامین فشاری بر حسب میلی‌متر آب به وسیله بادبزن‌های اصلی تامین خواهد شد.
چه روش‌ها و قوانینی برای ساخت تهویه وجود دارد؟
در این زمینه می‌توان روش طراحی دستی که از مرحله گذشته انجام شده را با شبیه‌سازی یارانه‌ای شبکه معدن و استفاده از برنامه‌های مختلف از جمله MINVENT انجام داد و اثبات کرد نتایج حاصل از تحلیل عددی (شبیه‌سازی رایانه‌ای) و تحلیل دستی شبکه تهویه، با یکدیگر همخوانی قابل قبولی داشته‌اند یا خیر. در صورت انطباق منحنی‌های حالت دستی و مدلسازی، نتایج قابل قبول خواهند بود در غیراینصورت یا باید حدود مقادیر دستی یا مقادیر مدل را تغییر داد که بتوان به نتایج مطلوبی برای اجرای طراحی در معدن دست یافت.
آیا استاندارد ویژه‌ای برای تهویه‌ها بسته به میزان عمق معادن وجود دارد؟
به استناد بند الف ماده ۲۷۸ تهویه معادن، تمام قسمت‌های درونی معدن به‌غیر از بخش‌هایی که مسدود شده، باید به‌وسیله گردش منظم هوای سالم تهویه شود به طوری‌که جریان هوا محسوس باشد. هوای معدن باید از نظر گرما و رطوبت قابل تحمل بوده و همواره مقدار گردوغبار و گازهای مضر آن کمتر یا برابر حد مجاز باشد.
همچنین به استناد مفاد ۲۷۹ کار کردن در محل‌هایی که هوای آن کمتر از ۱۹درصد اکسیژن داشته باشد یا تشعشع مواد رادیواکتیو آن از ۳۰۰ میکروکوری در لیتر تجاوز کند یا میزان گازهای مضر آن از حد مجاز زیادتر باشد، ممنوع است.
در ماده ۲۸۰ نیز آمده است میزان گازهای مضر در هوای معدن از مقادیر حدود تماس شغلی عوامل بیماری‌زا که از سوی وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی مصوب شده، نباید تجاوز کند. مقادیر مجاز به این شکل است که مونواکسید کربن ۲۰۰ppm و ۳۵ppm، گاز سولفور هیدروژن ۱۵ppm، ۱۰ppm، گاز دی اکسید گوگرد ۵ppm و ۲ppm، گاز دی اکسید کربن ۳۰۰۰۰ppm و ۵۰۰۰ppm، گازهای اکسید ازت ۵۰ppm و ۱ppm و گاز هیدروژن ۰/۵درصد است. گفتنی است مقادیر بر اساس آیین‌نامه به ترتیب مربوط به تماس کوتاه مدت و متوسط سنجش زمانی کمتر است. همچنین اساس ماده ۲۸۱ اندازه‌گیری‌هایی که از سوی مسئولان مربوط از مشخصات هوای معدن به عمل می‌آید باید با درج تاریخ و ساعت در دفتر مخصوصی که نزد سرپرست معدن یا مسئول ایمنی معدن حفظ می‌شود ثبت شود. این دفتر تا ۶ ماه پس از تکمیل شدن نیز حفظ می‌شود.
به استناد ماده ۳۰۸ نیز می‌توان گفت حداقل سرعت مجاز هوا ۰/۲۵ متربرثانیه است و حداکثر سرعت مجاز در قسمت‌های مختلف معدن به این شکل تعریف شده است: در چاه تهویه (بدون تجهیزات) سرعت دلخواه است، در کانال تهویه و چاه تهویه بزرگ(با تجهیزات) سرعت مجاز هوا ۱۵ متربرثانیه است، در چاه باربری ۱۰ متربرثانیه و چاه نفررو، تونل میان‌بر و چاه مورب۸ متربرثانیه است. همچنین برای حفریات معدنی دیگر که در امتداد زغال‌سنگ یا سنگ حفر شده باشد۶ متربرثانیه بوده و کارگاه استخراج۴ متربرثانیه است.
درحال‌حاضر در دیگر کشورها از چه نوع تهویه‌ای برای معادن زغال‌سنگ استفاده می‌کنند و چه تفاوتی میان تهویه‌های آن با تهویه‌هایی که در معادن ایران استفاده می‌شود وجود دارد؟
استانداردها به طور عمده مربوط به امریکا و روسیه است که در بسیاری از معادن ایران از استاندارد روسیه استفاده می‌کنند و برخی از آنها در آیین‌نامه استاندارد تهویه در معادن در فصل هشتم به تفصیل مورد بررسی واقع شده است.
درباره تهویه‌های طبیعی که در برخی معادن ایران استفاده می‌شود توضیح دهید؟
این سیستم‌های تهویه ویژه معادن زغال‌سنگ نیستند بلکه به برخی از معادن فلزی که در برخی موارد به روش زیرزمینی کار می‌کنند محدود می‌شود. استفاده از تهویه طبیعی در معادن زغال‌سنگ خلاف قانون است چراکه براساس قانون باید تمام واحدهای معدنی زیرسطحی از تهویه موضعی و فن برای جابه‌جایی هوا استفاده کنند زیرا بستر تمام حادثه‌های به وقوع پیوسته در معادن زغال‌سنگ، تجمع گاز است و اگر تهویه مناسبی در معادن برقرار باشد، ضریب وقوع حادثه به شدت کاهش می‌یابد.
اکنون چند درصد از معادن زغال‌سنگ ایران از تهویه‌های مناسب و دارای استاندارد برخوردار هستند؟
تاکنون هیچ ستاد یا نهادی به این امر نپرداخته اما تجربه نشان داده کمتر از ۲۰درصد معادن زغال‌سنگ آن هم نه در همه بخش‌های معدن، ممکن است دارای استاندارد مناسب در برخی بخش‌ها باشند.
درباره معادن گازدار و گرد زغال‌دار چه اقداماتی باید انجام شود؟
به استناد بند «ب» تهویه آئین‌نامه مقررات ویژه معادن گازدار و گرد زغال‌دار در ماده ۳۱۴ قانون آمده است هرگاه در معدنی حتی یک‌بار و در یک نقطه از آن گاز مشاهده شود یا امکان نشت گاز زغال‌سنگ وجود داشته باشد آن معدن جزو معادن گازخیز شمرده می‌شود. در ماده ۳۱۵ نیز آمده است معادن گازدار برحسب مقدار گاز متان به ۴ طبقه تقسیم می‌شوند.
همچنین به استناد ماده ۳۱۶ حد مجاز گاز زغال‌سنگ در قسمت‌های مختلف معدن به این شکل است که در مسیر هوای برگشتی از هر جبهه کار کمتر از ۱درصد، در مسیر هوای خروجی از شبکه معدن کمتر از ۰/۷۵ درصد، در مسیر هوای تازه برای تهویه جبهه کار کمتر از ۰/۵ درصد و در محل‌های تعمیراتی متروکه و ریزشی و در مدت کوتاه کمتر از ۲ درصد است. گفتنی است به استناد ماده ۳۱۷، در معادن گازدار و گرد زغال‌دار تهویه طبیعی مجاز نیست.
اصولا سرعت هوا و میزان گازهای خطرناک در تونل‌ها باید در حد مناسب گزارش شده باشند. همچنین در گزارش ارزیابی ایمنی معادن در بخش استانداردهای تهویه، نمره مطلوب (کمتر از حد میانگین) کسب شود.
برای نمونه اگر روش استخراج در نظر گرفته شده، روش جبهه‌کار طولانی یا لانگوال مکانیزه باشد، به روش پسرو استخراج انجام می‌شود. تاسیسات تهویه در داخل معدن، باید به گونه‌ای ساخته شوند تا حداقل مقاومت را در برابر جریان هوا داشته باشند و نشت هوا در آنها حداقل باشد. ملاحظات اقتصادی و ایمنی در یک معدن زیرزمینی ایجاب می‌کند که شبکه تهویه آن به طوری موثر، ایمن و قابل اطمینان بتواند میزان هوای موردنیاز برای قسمت پیشروی را تامین کند. گفتنی است به منظور طراحی سیستم تهویه معادن، روش‌های متفاوتی مانند روش‌های تحلیلی، روش‌های مشاهده‌ای و تجربی به‌کار گرفته می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید