Fruška Ÿ ora ZBORNIK RADOVA 7. Me unarodna "Ex" Tribina septembar KATEGORIZACIJA JAMA I MINIMALNA ENERGIJA UPALE OBLAKA UGLJENE PRAŠINE

Transkript

1 KATEGORIZACIJA JAMA I MINIMALNA ENERGIJA UPALE OBLAKA UGLJENE PRAŠINE Mr Mevludin Delalić, dipl.inž.rud, Rudnici Kreka Tuzla Spasoje Erić, dipl.el.inž. i Rafo Jozić, dipl.el.inž, Udruženje Atex Sažetak: Posljedice eksplozija opasne ugljene prašine ukazuju na nužnost detaljnije razrade postupaka ispitivanja, kategorizacije ugroženosti i provođenja preventivnih mjera u rudarstvu. Neophodno je praćenje svjetskih iskustava, metoda i rezultata istraživanja. Rad ukazuje na potrebu bržeg usaglašavanja različitih pristupa kategorizaciji jama, kao i preuzimanja evropskih direktiva i standarda u nacionalne propise i praksu. Kod kategorizacije i periodičnih kontrola parametara prašine, potrebno je utvrditi i minimalnu energiju paljenja, a prevenciju rizika regulisati tako da se u praksi provodi sveobuhvatno. Ključne riječi: kategorizacija, minimalna energija, ispitivanje, paljenje, eksplozivnost prašine, ugroženost, Abstract: The consequences of hazardous coal dust explosions show that there is a need for the more detailed testing procedures, risk classification and implementation of preventive measures in the mining industry. It is necessary to be up to date with the world's experiences, research methods and results. This paper points out the need for the faster harmonization of different approaches of categorization of the pits, as well as the takeover of European directives and standards into national legislation and practice. For the classification and periodic review of parameters of dust, it is necessary to determine the minimum ignition energy. In practice, also the risk-prevention must be comprehensively regulated. Key terms: categorisation, minimal energy, testing, ignition, dust explosibility, risk, 1. Uvod Kategorizacija jamskih prostorija i pogona rudnika uglja prema stepenu opasnosti od opasne ugljene prašine podrazumijeva in-situ i laboratorijska ispitivanja, prema utvrđenim metodologijama i standardima. Skup takvih ispitivanja, sa dobivenim rezultatima, komentarima i zaključcima, obično se, u formi elaborata ili izvještaja, dostavlja određenoj državnoj instituciji, koja izdaje rješenje o kategorizaciji po stepenu opasnosti od opasne ugljene prašine. Svojstva ugljene prašine, koja se ispituju, su eksplozivna, zapaljiva i agresivna. Eksplozivna svojstva su posebno važna, s obzirom na razorno dejstvo eksplozija rudničke prašine. Jedan od parametara, koji se u posljednje vrijeme uvrštavaju u laboratorijske izvještaje, je i minimalna energija upale oblaka ispitivane prašine, kao adekvatna veličina za ocjenu i poređenje upaljivosti mješavine prašina/vazduh. Za metanske jame, s pojavom mješavine prašina/metan/vazduh, poznavanje parametra minimalne enegije upale je važnije nego u nemetanskim jamama. U tom slučaju, energije reda nekoliko milidžula treba ozbiljno uzeti u obzir, imajući u vidu da su u jamskim uslovima iskre različitog porijekla lako moguće. Dosad se mehanička iskra smatrala neopasnom, ukoliko u vazduhu nema metana, ali se mogućnost paljenja prašine putem većeg broja inicijatora električnog i neelektričnog porijekla procjenjuje i standardizira. U Evropi se, već decenijama, standardizira i certificira električna oprema za rudnike, a i neelektrična tokom zadnjih godina, tako da podaci o minimalnim temperaturama i energijama paljenja prašine, kao i o zapreminskom električnom otporu, postaju nezaobilazni. U Bosni i Hercegovini se tek zadnjih godina, prvenstveno u elaboratima o ispitivanju eksplozivnih, zapaljivih i agresivnih osobina ugljene prašine za jamske pogone, kod prezentacije laboratorijskih ispitivanja uvrštava i parametar minimalne energije upale oblaka prašine. Njegovo uvrštavanje je pretežno rezultat novog trenda, i obično nema komentara autora, s obzirom da važeća regulativa ne zahtijeva korištenje ovog parametra u bilo kojoj ocjeni opasnosti od ugljene, ali i drugih prašina, koje imaju 133

2 eksplozivne sposobnosti. S obzirom da ovaj parametar daje bitan podatak o najnižoj energiji, kojom se pali eksplozivna koncentracija prašine u vazduhu, njegova uloga u ocjeni opasnosti bi trebala biti mnogo važnija. Kako je za pouzdanu ocjenu ovog parametra eksplozivnosti potreban veliki broj opita, za svaki jamski pogon ili industrijsko postrojenje, neophodno je i na našim prostorima osposobiti laboratorije sa adekvatnom opremom, ali, uz to, izmijeniti i propise. Eksplozivne osobine ugljene prašine predstavljaju ozbiljan problem u rudarskoj praksi, te zaslužuju jasno definisan tretman kod provođenja preventivnih i operativnih mjera, a minimalna energija paljenja oblaka, uz ostale parametre eksplozivnosti prašine, mora se uzimati u obzir kod procjene rizika za konkretne slučajeve. 2. Kategorizacija jame po stepenu opasnosti od ugljene prašine Sve do kraja devetnaestog vijeka eksplozije u rudnicima uglja pripisivane su metanu. Npr, zaključci Faradaya i Lyella iz 1844, o uzrocima eksplozije u rudniku Haswell (Durham, USA), koji su istraživanjem utvrdili da je ugljena prašina imala aktivno učešće u eksploziji, zanemareni su. Tokom dvadesetog stoljeća desilo se nekoliko katastrofalnih 1 eksplozija ugljene prašine, u kojima je poginuo veliki broj rudara i načinjena ogromna materijalna šteta. Smješa ugljene prašine i vazduha je, pored metana, vodeća prirodna opasnost u jamskim pogonima. Stoga je u jamama sa eksplozivnim gasovima i prašinom teže postići sigurnost nego u ostalim rudnicima. Niz mjera, koje se poduzimaju radi sprečavanja nesreća u rudnicima uglja, pretpostavlja izradu dokumenta, kojim se definiše sigurnosni status rudnika u pogledu eksplozivnih plinova i ugljene prašine, a koji se izrađuje u cilju njihovog svrstavanja u određenu rizičnu grupu. Postupak kategorizacije i klasifikacije se razlikuje od države do države, ali je krajnji cilj da se tačno utvrdi stepen ugroženosti jamskih prostora od ovih opasnosti. Kategorizacija po stepenu opasnosti od ugljene prašine, prije svega, sagledava eksplozivne osobine ugljene prašine, pa su na njima zasnovani i kriteriji za ocjenu. Ostale osobine prašine, kao što su agresivnost (štetnost po zdravlje), zapaljivost (sposobnost upale sloja prašine na vrućim površinama), dosad nisu igrale tako važnu ulogu u kriterijima po kojima se vrši kategorizacija. Smatra se da sposobnost za eksplozivno sagorijevanje imaju prašine sa sadržajem volatila 10% i više u suhoj ugljenoj supstanci, računato bez pepela, pa je to polazni kriterij za ocjenu eksplozivnosti ugljene prašine. Stoga, sadržaj volatila (isparljive materije) u ugljenoj prašini (V daf ), odlučujući je faktor za ocjenu eksplozivnosti. Volatili se sastoje od ugljenmonoksida (oko 73%), vodika (oko 18%), ugljendioksida (oko 3%), metana (oko 4,5%), zatim sumporvodonika, etana i propana. Zavisno od normativa, granični sadržaj volatila kao kriterija klasifikacije, kreće se od 10% do 14%. U zemljama ex Jugoslavije ugljeni sloj, koji sadrži više od 14% volatilnih sastojaka, računato na čist ugalj bez pepela i vlage, smatra se da sadrži eksplozivno opasnu ugljenu prašinu, što je regulisano Pravilnikom o tehničkim normativima za podzemnu eksploataciju uglja. Takav ugljeni sloj se mora ispitati kako bi se utvrdile stvarne osobine ugljene prašine. Ako se utvrdi da je ugljena prašina eksplozivna, pristupa se utvrđivanju eksplozivnih, zapaljivih i agresivnih osobina prašine, što vodi kategorizaciji ili klasifikaciji jamskih prostora, izradom određenog dokumenta (obično Elaborat). Pritom, za rudnike nije razrađena klasifikacija ugroženosti prašinom kao za nadzemne prostore 2. Kategorizacija ili klasifikacija jamskih prostora provodi se u sljedećim fazama: 1. pokretanje postupka kategorizacije/klasifikacije, 2. in-situ mjerenja (uzimanja uzoraka iz sloja i jamskih prostorija), 3. laboratorijske obrade (ispitivanja), 1 Najveće od njih su bile u u Courrieresu, Francuska (1906, poginulo 1099 rudara), South Walesu, UK, (1913, poginulo 439 rudara), u Luisenthalu, Njemačka (1962, poginulo 299 rudara), a najteža u Benxihu Colliery, Kina, (1942, poginulo 1549 rudara). Na bivšim jugoslovenskim prostorima najveća je nesreća u Dobrnji kod Tuzle, 1990, u kojoj je poginulo 180 rudara. 2 Zona opasnosti 20: Prostor u kojem je eksplozivna prašina prisutna stalno ili duži period vremena, Zona opasnosti 21: Prostor u kojem je vjerovatno da će se eksplozivna prašina pojaviti za vrijeme normalnog pogona i Zona opasnosti 22: Prostor u kojem nije vjerovatno da će se eksplozivna prašina pojaviti za vrijeme normalnog pogona, a ako se ipak pojavi, trajaće samo kratko vrijeme. 134

3 4. analize in situ mjerenja, 5. analize laboratorijskih ispitivanja, 6. zaključci po analizama mjerenja i ispitivanja, 7. prijedlog kategorizacije ili klasifikacije u dokumentu (Elaboratu) i 8. odobrenje Elaborata od strane organa uprave. Očito je da se za taj kompleksan posao zahtijevaju stručnost, timski rad, usluge laboratorija itd. Prema ustaljenoj praksi, eksplozivni parametri, utvrđeni laboratorijskim putem, presudni su u ocjeni eksplozivnih osobina ugljene prašine, na osnovu kojih se vrši kategorizacija ugljenog sloja. Pod eksplozivnim parametrima se podrazumijevaju: - Pritisak eksplozije (P e ) - parametar eksplozivnosti, jednak maksimalnoj vrijednosti porasta pritiska (u odnosu na pritisak, koji postoji u komori u momentu upale), dobija se pri određenoj koncentraciji prašine u smješi prašina-vazduh. - Maksimalni pritisak eksplozije (P max ) - parametar eksplozivnosti jednak maksimalnoj vrijednosti pritiska eksplozije prikazan u karakteristici eksplozivnosti prašine (EN :2004) - Maksimalna brzina porasta pritiska eksplozije (dp/dt) max - parametar izmjeren u ispitnoj komori i utvrđuje se na osnovu registrovanih krivih na dijagramu. Kroz tačku u kojoj ulazni dio krive pritiska ima svoj najveći uspon (prevojna tačka) postavlja se tangenta. Iz njenog nagiba (α) prema vremenskoj osi izračunava se maksimalni porast pritiska reakcije sa vremenom. dp = tgα dt (bar/s) max - Srednji vremenski porast pritiska eksplozije dobije se iz maksimalnog eksplozionog nadpritiska (P max ) i vremena reakcije od početka paljenja do postizanja maksimalne vrijednosti pritiska ( t ). P max t = tgβ (bar) - Karakteristika eksplozivnosti prašine (E k ) - zavisnost pritiska eksplozije P max i maksimalne brzine prirasta pritiska eksplozije dp/dt od koncentracije prašine u smješi prašina-vazduh, utvrđene prilikom mjerenja u uskom dijapazonu prašine, gdje obje zavisnosti ili barem jedna od njih pokazuje dostizanje maksimuma. Ovaj parametar se računa iz podataka dobivenih mjerenjem prethodno navedenih parametara prema sljedećem obrascu: Ek = dp dt max p τ max (bar/s) Prema JUS B.Z1.065 ovaj parametar eksplozivnosti kvalificira ugljenu prašinu u eksplozivno opasnu ili eksplozivno bezopasnu. - Pokazatelj eksplozivnosti (Kst max ) predstavlja maksimalnu vrijednost dp/dt max utvrđenu u karakteristici eksplozivnosti prašine, preračunate na zapreminu od 1m 3 (za slučaj sferične komore različite od ove veličine). Na primjer, za sferičnu komoru zapremine 20 dm 3 izraz za izračun pokazatelja eksplozivnosti bi bio: dp 3 Kst, max =. V dt max dp Kst, m 3 max =. 0, 0020 dt max dp Kst, max =.0, m dt max (m.bar/s). Pokazatelj eksplozivnosti je konstanta, koja određuje maksimalni obim porasta pritiska u jedinici vremena u određenoj zapremini (V). c Karakteristična kriva pritiska pri eksploziji ugljene prašine Minimalna doza eksplozivnosti (MDE) u svijetu služi za ocjenu stvarne ugroženosti od eksplozije. To je takva količina eksplozivne supstance, kod koje eksplozija u ograničenom prostoru uzrokuje porast pritiska od 5 kpa. Minimalna doza eksplozivnosti MDE određuje se u sferičnoj komori, u kojoj je prašina disperzirana u smjesi s vazduhom i predstavlja najmanju količinu prašine, koja je sposobna da se upali (g/m 3 )

4 Eksplozivna sposobnost prašina se klasificira prema vrijednosti Kst. Klasa eksplozivnosti Kst (bar.m.s - 1 ) ST 0 0 ST 1 < 200 ST ST 3 > 300 Ocjena Nije eksplozivna Slabo/umjereno eksplozivna Jako eksplozivna Izuzetno eksplozivna Kategorizacija i klasifikacija jamskih prostora po opasnosti od ugljene prašine dijeliti se u dva dijela: a. Utvrđivanje osobina ugljenog sloja u kojem je lociran jamski pogon. Ovaj dio kategorizacije podrazumijeva uzimanje uzoraka iz sloja i njihovo laboratorijsko ispitivanje radi dobivanja neophodnih informacija o hemijskom sastavu ugljene supstance. Uzorci se tretiraju i podvrgavaju laboratorijskim testovima za utvrđivanje eksplozivnosti, zapaljivosti i agresivnosti, da bi se dobili podaci o neporemećenim uzorcima iz sloja. b. Utvrđivanje osobina izdvojene ugljene prašine u jamskim prostorijama i lebdeće u vazdušnoj struji jamskih prostorija. Ovaj dio ima u vidu tehnološki proces i njegov uticaj na izdvajanje i taloženje izdvojene ugljene prašine. Uzimaju se uzorci iz jamskih prostorija na tipičnim lokacijama i vrši laboratorijska obrada po eksplozivnim, zapaljivim i agresivnim osobinama. In-situ mjerenjima utvrđuje se intenzitet izdvajanja i taloženja, te rizični vremenski faktor - vrijeme potrebno da se na karakterističnim lokacijama nataloži kritična potencijalna koncentracija, sposobna da proizvede eksplozivnu smješu, koja može podržati eksploziju i prenijeti na ostale dijelove jamskih prostora. 3. O ispitivanju parametara ugljene prašine Nekoliko uslova mora biti istovremeno ispunjeno da bi došlo do eksplozije prašine: - da je prašina zapaljiva; - da prašina lebdi; - da je koncentracija prašine unutar granica eksplozivnog opsega; - da je veličina čestica pogodna za širenje plamena; - da je atmosfera oblaka prašine pogodna da podrži zapaljenje; - da je prisutan izvor paljenja sa dovoljno energije da inicira širenje plamena. Sprečavanje nastanka navedenih uslova je i ključ za sprečavanje eksplozije prašine, a prvi korak ka smanjenju tog rizika je utvrđivanje karakteristika prašine u pogledu mogućnosti nastanka, kao i jačine eksplozije. U svrhu klasifikacije, kategorizacije i odgovarajućih preventivnih mjera, za prašinu se standardiziraju laboratorijska i in-situ ispitivanja. Ona se provode, a standardi zasnivaju na složenim, često međunarodnim istraživačkim projektima, u zemljama s jakim rudarstvom i industrijom, i u laboratorijama sa savremeno opremljenim ispitnim rovovima (Lit.14, str.411). Najvažniji standardi (ISO, IEC, ASTM i EN) se međusobno usaglašavaju, ali uprkos velikom broju usklađenih, ostaju i razlike u metodama. I u zemljama EU, zbog specifičnih rudarskih uslova i tradicija, sporo se usklađuje rudarska regulativa, tako da se praksa zasniva i na većem broju nacionalnih standarda. Iako se novi standardi, primjenjivi za ugljene prašine, posebno iz domena CEN- 305, CLC-31 i IEC-31, preuzimaju i u zemljama bivše Jugoslavije, samo neki od njih se sporadično koriste u rudarstvu. Priložene reference (i obimna literatura navedena u njima) detaljno obrađuju ovu složenu oblast i opisuju međunarodno usaglašene i različite nacionalne 3 prakse. Sve više se, pored uobičajenih parametara, ispituju energija i temperatura paljenja prašine, u svrhu korištenja u numeričkim programima i simulacionim modelima za određivanje vjerovatnoće i obima mogućih eksplozija. Tako se, prema Lit.1, u USA provode sljedeća ispitivanja prašine: - Test klasifikacije eksplozije 4 (određuje da li će oblak prašine eksplodirati, ako se izloži dovoljno jakom izvoru paljenja. Zavisno od rezultata, materijal se klasificira kao eksplozivan ili neeksplozivan). - Minimalna eksplozivna koncentracija (MEC) određuje se standardiziranom metodom ispitivanja po američkom standardu ASTM E Pored zemalja EU i USA, značajna istraživanja se rade u Norveškj, Kini, Australiji, Južnoafričkoj uniji... 4 Izvještaj USA Biroa za rudnike Laboratorijska oprema i procedure testa za procjenjivanje eksplozivnosti prašine 136

5 Fruška ora ZBORNIK RADOVA 7. Meÿunarodna "Ex" Tribina - Granična oksidantna koncentracija (LOC) određuje se po EN , a predstavlja minimalnu koncentraciju kiseonika u oblaku prašine, potrebnu da podrži paljenje. Atmosfera sa koncentracijom kisika ispod LOC nije u stanju da podrži paljenje, pa stoga ni eksploziju prašine. - Minimalna temperatura paljenja (MIT) utvrđuje se za oblak i za sloj 6 prašine. Najniža temperatura, pri kojoj dolazi do paljenja oblaka prašine se određuje po ASTM E1491, a najniža temperatura, pri kojoj će doći do paljenja sloja prašine standardne debljine (5,0-12,7 mm) određuje se pomoću ASTM E2021, ispitnom metodom za paljenje sloja prašine na vreloj podlozi. Rezultati tih testova se koriste za procjenu osjetljivosti na paljenje prašine zagrijanom okolinom i vrućim površinama, usljed pregrijavanja ležaja i drugih mehaničkih dijelova, zbog trenja, preopterećenja, kvara opreme itd. - Minimalna energija paljenja (MIE) procjenjuje se standardnom ispitnom metodom pomoću ASTM E2019, a određuje se najniža elektrostatička energija iskre, potrebna za zapaljenje oblaka prašine optimalne zapaljive koncentracije u zraku. Ovim se prvenstveno procjenjuje osjetljivost oblaka prašine na zapaljenje pražnjenjem elektrostatičke energije sa izolacionih objekata prema metalnim strukturama i ljudima, kao i sa površina raspršenog praha prilikom njegovog transporta. - Elektrostatički zapreminski otpor se procjenjuje pomoću ASTM D257, ispitnom metodom za otpor (ili provodnost) izolacionih materijala. Na osnovu zapreminskog otpora prašina se klasificira kao nisko-, umjereno- ili visoko-izolaciona. Izolacioni prahovi imaju sposobnost da zadrže elektrostatički naboj i da proizvedu opasna pražnjenja prema uzemljenim postrojenjima, opremi ili osoblju u uslovima prerade, transporta i upotrebe. Ovaj test obezbjeđuje podatke, koji se mogu koristiti za izradu odgovarajućih smjernica za rukovanje materijalima u cilju zaštite od elektrostatičkih rizika. U cilju odredjivanja jačine eksplozije određuje se još maksimalni pritisak eksplozije (Pmax), maksimalna brzina porasta pritiska (dp/dt) max i index izgaranja (Kst), koji se procjenjuju septembar pomoću ASTM E1226, ispitnom metodom za određivanje pritiska i brzine porasta pritiska zapaljive prašine, Pmax i (dp/dt)max, a koriste se za računanje K st za oblak prašine. Ovi se podaci koriste za odredjivanje odgovarajućih mjera prevencije i zaštite od eksplozije, a kategorizacija opasnih prostora se, kao i kod nas, zasniva na kvalitativnoj ocjeni da prašina jest/nije eksplozivna Ispitivanja u evropskim laboratorijama Evropska ispitivanja i rezultati, prema kojim se vrše kategorizacije zona opasnosti po stepenu opasnosti od zapaljive prašine, zasnovana su na nacionalnim i EN standardima (Lit.4 i 14). Oni se danas intenzivno razvijaju i kontinuirano usklađuju, unutar EU, kao i s međunarodnim organizacijama za standardizaciju. Njihov uporedni prikaz, zbog velikog broja standarda, uopće i nacionalnih, zahtijeva detaljnu analizu. Načelno, evropski pristup za industrijske prašine ne razlikuje se bitno od američkog. Ipak, istraživanja u rudarstvu, izrada detaljnih propisa i prilagođavanje većeg broja standarda za primjenu u rudnicima, nemaju brz napredak, da se ne bi mogli nadoknaditi. Determination of explosion characteristics of dust clouds - Part 4: Posljednjih godina su, za industrijske prašine u Determination of the limiting oxygen concentration LOC of dust clouds razvijenim industrijskim zemljama, a za 6 Evropska skraćenica za minimalnu temperaturu paljenja sloja prašine je LIT INSTITUT ZA PREVENTIVU, INSTITUT ZA PREVENTIVU, NOVI NOVI SAD SAD 137 5

6 prašine kamenog uglja naročito u Poljskoj, intenzivirana istraživanja, s ciljem detaljnije klasifikacije i kategorizacije opasnosti i, prvenstveno, radi poduzimanja odgovarajućih i pravovremenih mjera prevencije. (Primjer na gornjoj slici predstavlja prijedlog dijagrama klasifikacije rizika od eksplozivnih prašina kemenog uglja i poduzimanja odgovarajućih mjera za različite stepene opasnosti. Prikazan je i preveden u Lit.14. Predložena je uobičajena klasifikacija ugroženosti: neznatan (1), prihvatljiv (2), tolerantan (3) i nedopustiv rizik (4)). Predložene su, također, nakon analize stanja u poljskim rudnicima (Lit.13), sljedeće promjene: nova definicija rudničke prašine, promjena definicije radilišta neugroženog eksplozijom prašine, izmjena propisa o mogućnostima primjene protiveksplozivnih vodenih brana na radilištima, nova definicija pojma prostorije sigurne s obzirom na ugroženost od eksplozije ugljene prašine, inoviranje norme PN-G-04037: Obezbjeđenje rudarskih pogona od eksplozije -- Obezbjeđenje od eksplozije ugljene prašine - Određivanje sadržaja nezapaljivih čestica u rudničkoj prašini, normiranje intenziteta taloženja prašine, izradom nove norme PN-G-04036, a naročito se insistira na provođenju propisanih mjera sigurnosti u praksi, za koje je utvrđeno da se vrlo često ne provode. Ispitivanja parametara ugljene prašine obuhvaćena su i pojmom infrastruktura kvaliteta, kojeg čine standardizacija, akreditacija, ocjena usklađenosti i nadzor. Osnovnu komponentu sistema predstavljaju laboratorije, budući da su potrebne i za ocjenjivanje usklađenosti i za nadzor nad tržištem. Pošto su i razne vrste inspekcijskog nadzora sastavni dio tog sistema, a on prvenstveno ima sigurnosnu funkciju, neki ga nazivaju i infrastrukturom sigurnosti. Takvi se sistemi implementiraju u svim državama na prostoru ex-jugoslavije, ali, barem u BiH, nije se daleko odmaklo Ispitivanja prašine u zemljama bivše SFRJ Za podzemne rudnike bivše Jugoslavije na snazi su, uglavnom 7, propisi i standardi doneseni prije Za bosanske i srpske rudnike još nema usaglašenog 8 koncepta nove tehničke regulative, niti razrađenog pristupa za primjenu novih standarda. Veliki broj EN (i drugih) standarda je preuzet, ali nisu prevedeni, niti su u široj upotrebi. Od institucija 9, koje su se ranije bavile eksplozivnim osobinama prašine, danas samo Ex-agencija RH u Zagrebu posjeduje većinu ispitne opreme (Lit.2), osposobljene kadrove, odgovarajuću akreditaciju 10 i, prema važećim EN i IEC normama, povremeno vrši određena ispitivanja prašine. Pošto su ispitivanja kompleksna i skupa, u malim zemljama uglavnom nije moguće formiranje potpuno opremljenih i održivih laboratorija i ispitnih stanica za sve parametre eksplozivnih prašina i za cjelovita ispitivanje rudničke opreme. Neophodno je, stoga, korištenje akreditiranih evropskih, ali i osposobljavanje i saradnja domaćih, radi podizanja i održavanja neophodnih znanja i tekućih kontrola stanja prašine i opreme. Nezvanični kontakti eksperata s fakulteta i iz laboratorija postoje, ali je saradnju 11 nužno ozvaničiti i provoditi planski. Od prije nekoliko godina na RGGF 12 Tuzla opremaju se laboratorije (Lit.8) novim uređajima za ispitivanje prašina. U tom cilju kontaktira se s fakultetima, institutima i akreditiranim tijelima u regiji 13, što se, zasad, 8 Proces izmjene rudarske regulative u FBiH je započeo tek 2010, a u BiH još nisu preuzete evropske rudarske i protiveksplozivne direktive 9 Ispitna stanica u Institutu Rade Končar, za potrebe Ex-komisije SFRJ i rudarski instituti u Zemunu, Tuzli i i Ljubljani 10 U BiH još nema akreditiranih laboratorija za rudničke gasove i eksplozivne prašine. Postupak akreditacije je pokrenut u Rudnicima Kreka i na RGGF Tuzla, a primjeri već akreditiranih rudničkih laboratorija u Sloveniji i BiH još ne obuhvataju ispitivanja ugljene prašine: -Leta 2005 je Premogovnik Velenje pridobil standard s področja varnosti in zdravja pri delu OHSAS 18001, ki je bil leta 2007 posodobljen in se smiselno dopolnjuje z zakonodajo s področja varnosti pri delu ter že pridobljenimi standardi ISO 9001 in ISO (časopis RLV Rudar ) - Upravi RMU Kakanj su zvanično uručeni certifikati za sistem upravljanja kvalitetom prema standardu ISO 9001:2008 i ISO 14001:2004. (web stranica rudnika Kakanj) 11 Na 6. Ex-tribini je govoreno o saradnji zemalja zapadnog Balkana (i ugovoru Nova CEFTA) s ciljem unapređenja sigurnosti i zaštite od eksplozije. Ugovor CEFTA još nije profunkcionisao, iako su stranke do trebale započeti pregovore radi sklapanja višestranih sporazuma o usklađivanju njihovih tehničkih propisa i standarda te uzajamnog priznavanja postupaka za ocjenu uskladjenosti, u skladu s odgovarajućim odredbama Sporazuma o tehničkim preprekama u trgovini WTO, te drugim odgovarajućim međunarodnim ugovorima. 12 Rudarsko-geološko-građevinski fakultet Univerziteta u Tuzli, u čijem je sastavu prije rata bio i Rudarski institut Tuzla. 13 Primjeri i rezultati saradnje, vrijedni spomena, s nekim od laboratorija (Barbara u Poljskoj, rudničke laboratorije u BiH, laboratorije Ex-agencije Zagreb i Instituta Vinča), kao i sa drugim 7 Izuzeci su Slovenija, koja kao članica EU, koristi važeće EU direktive i subjektima, npr. Udruženjem Atex iz Tuzle, zaslužuju detaljnije odgovarajuće nove standarde, i Hrvatska, koja nema rudnike uglja referisanje. 138

7 svodi na razmjenu stručnih informacija i međusobne posjete. Još nema dublje saradnje na institucionalnom i/ili projektnom planu. Prepreke su, prije svega, neusklađenost nacionalnih regulativa (međusobno i sa EU), te nedostatak sredstava za ozbiljnije i skupe projekte. Tako se i dalje, od rudnika do rudnika, elaborati kategorizacije, koristeći neka domaća, a češće inozemna ispitivanja, rade po starim propisima i JUS standardima (Lit.3). Unutar regije je, zasad nedovoljnu, razmjenu znanja i primjenu novih spoznaja, nužno unaprijediti, najmanje u svrhu provođenja aktivnih mjera kontrole i smanjenja rizika od eksplozije ugljene prašine, koja se, i po dosadašnjim klasifikacijama, u svim našim rudnicima smatra eksplozivno opasnom. 4. O ispitivanju MIE Najpouzdaniji parametar za ocjenu eksplozivnosti prašine, minimalna energija upale smješe prašina/ zrak (V min ), još uvijek se ne zahtijeva i nije zastupljen kod kategorizacija jamskih prostora po opasnosti od ugljene prašine. (Također, ne određuju se još ni parametri temperature paljenja nataložene i uzvitlane prašine, niti električna otpornost prašine u slojevima). Teško je očekivati da će siromašni rudnici tražiti, a naše se laboratorije osposobiti za ta skupa ispitivanja, bez novih, propisanih zahtjeva 14 za tim ispitivanjima. Minimalna energija upale (naša skraćenica MEU, engleska MIE), određuje se prema standardu EN 13821:2002 Potencijalno eksplozivne atmosfere - Zaštita i sprečavanje od eksplozije - Određivanje minimalne energije paljenja smjese prašina/zrak (Lit.4), koji je preuzet kao BAS 15. U svrhu istraživanja eksplozivnih parametara bosanskih ugljeva, koja se provode na tuzlanskom RGGF, a zbog nemogućnosti 16 laboratorija u Tuzli, Beogradu i Zagrebu, te visokih inozemnih cijena, autori su, po tom standardu, izradili prototip Hartmanove garniture 17, koju su kalibrirali i trenutno privode kraju ispitivanja MIE smješe prašina/zrak za ugljeve iz podzemnih rudnika BiH 18. Na logično pitanje: zašto se kod nas još ne tretiraju minimalne energije paljenja oblaka prašine (kao ni minimalne temperature i specifični otpori) odgovor će dati istraživači, koji eksperimentalno i teoretski, paralelno sa svjetskim spoznajama, proučavaju metode povećanja sigurnosti u rudnicima, pa i eksplozivne parametre prašine. Dovoljno je, zasad, znati da ni razvijene rudarske zemlje još nisu bitno promijenile tradicionalni pristup kategorizaciji jama, a da su i njihovi propisi i istraživanja više usmjereni ka mjerama zaštite. Kod klasifikacije prašina, danas je uloga parametra MIE da ispitivanu prašinu klasira kao zapaljivu ili nezapaljivu (takozvana A/B klasifikacija). Ipak, u slučaju da se ispitivanjem ne utvrdi upala/eksplozija u Hartmanovoj aparaturi, a sumnja se da ispitivana prašina posjeduje zapaljive, odnosno eksplozivne osobine, ispitivanje treba nastaviti u 20-litarskoj bombi radi konačne ocjene i klasifikacije. Dakle, metoda se sama po sebi može smatrati nepouzdanom 19 za potrebe klasifikacija bilo koje vrste. S druge strane, određivanje minimalne energije upale smješe prašina/zrak daje egzaktne pokazatelje o - U širokom spektru različitih, ponekad i pogrešnih pristupa..., primijetno je nedovoljno prisustvo vlastitih eksperimentalnih rezultata. -...uzrok manjku eksperimentalnih rezultata ne treba tražiti među istraživačima, nego u nedostatku adekvatno opremljenih laboratorija. - Mogućnosti za opremanje ex-laboratorija su limitirane, s jedne strane nedostatkom novca u budžetima, iz kojih se finansiraju edukativni i ostali neprofitni projekti, i, s druge strane, nedovoljnim zahtjevima organa i komercijalnom potražnjom ispitivanja od strane osiromašenih rudnika i industrije. - Cijena laboratorijske opreme je visoka, što je čini nedostupnom većini zainteresovanih istraživača. - Potreba za istraživanjem, a time i za opremom ove vrste, je prisutna, a aparature za određivanje energije paljenja u BiH još nema. -...samogradnja aparature daje i eksperimentima novu dimenziju i vrijednost, jer se kroz gradnju aparature dublje upoznaje i sama pojava, koja je predmet istraživanja, a mogućnosti razumijevanja i interpretacije dobijenih rezultata su značajno unaprijeđene. (citat iz referata istih autora sa 6. Ex-tribine) 18 Rezultati će biti prezentirani u disertaciji prvoimenovanog autora, a o nizu korisnih iskustava spremni smo detaljno razgovrati sa svima, koji se odluče za gradnju ili nabavku Hartmanove aparature i za ispitivanja MIE Vlast bi trebala omogućiti i podržati formiranje laboratorijske infrastrukture u skladu s načelima EU. To podrazumijeva saradnju u BiH i regiji, između naučno-istraživačkih subjekata, privrede i inspektorata, potencijalno usmjerenih i zainteresiranih za razvoj laboratorija, mjeriteljstva i terenskih usluga. Trenutno najveći potencijal, ali nedovoljan interes i sredstva, imaju pojedini laboratorijsko-naučni kompleksi na univerzitetima u industrijskim oblastima... (citat iz referata istih autora sa 6. Ex-tribine) 15 Skraćenica za bosanskohercegovački standard 16 U vrijeme istraživanja aparature u Ex-agenciji Zagreb i Institutu Vinča su bile neispravne. 17 Motiva za pokušaj gradnje Hartmanove aparature je više. Navest ćemo nekoliko, po uvjerenju autora, sasvim dovoljnih za početak: 19 O nepouzdanosti metode govore i odredbe standarda EN o kalibraciji i testovima usklađenosti, koje zahtijevaju: - internu kalibracija s najmanje jednom referentnom prašinom, čija je MIE poznata, ili - komparativno mjerenje minimalne energije upale s najmanje jednim drugim laboratorijem i s najmanje jednom referentnom prašinom. Vrijednosti treba da se, u oba testa, razlikuju za manje od faktora 3. Testove usklađenosti treba izvršiti na najmanje 5 različitih prašina, od svakog od navedenih raspona energije (najmanje 15 prašina), u saradnji s jednim ili više laboratorija, koji imaju kalibriranu aparaturu. Rasponi energije su (1-10, i mj). Treba testirati najmanje dva metalna praha, dva prirodna organska praha i dvije ugljene prašine. 139

8 osjetljivosti na zapaljivost pri malim energijama reda milidžula (mj). Zavisno od dijapazona energije, kojom raspolaže aparatura (obično je reda mj), ispitivanjem osjetljivosti uzorka na zapaljivost dobija se izuzetno važan podatak o tome koliko je lokacija (na kojoj je uzorak uzet) ugrožena eksplozivnom smješom prašina/vazduh. Ukoliko se ispitivanjima, koja se rade u laboratoriji utvrde mogućnosti paljenja smješe ugljene prašine i vazduha električnom iskrom reda mj, na bilo kojem uzorku, bilo koje učestalosti upale, tad se opravdano, za tu lokaciju jamskog pogona, može dati ocjena izuzetno rizična, sa stanovišta upale oblaka prašine iskrom male energije. Kod kategorizacije ugljenih slojeva, jama i jamskih prostorija u rudnicima uglja, ovaj parametar se još ne uzima u obzir kod ocjene ugroženosti prostora. Može se, dakle, postaviti pitanje uloge i ovog parametra eksplozivnosti, kao jednog od faktora za ocjenu ugljenog sloja sa aspekta osjetljivosti ugljene prašine na niske energije kao moguće inicijatore upale, iako je osnovni kriterij za klasifikaciju Kst max. Također, podaci dobiveni ispitivanjem u Hartmanovoj aparaturi mogu se koristiti i kod klasifikacije jamskih prostora, za konkretne dijelove tehnološkog procesa u jamskim prostorijama, gdje se može očekivati kovitlanje ugljene prašine i gdje su moguće iskre usljed rada rotirajućih dijelova transportera (veći presipi, sipke) ili drugi, električni i neelektrični, inicijatori. U pogledu pouzdanosti i rezultata metode ispitivanja u modificiranoj Hartmanovoj garnituri, jasno je da, počev od uzimanja i pripreme uzoraka, pa do analize i interpretacije rezultata, veliki značaj ima obuka ispitivača i njihovo poznavanje aparature, procesa ispitivanja i fizikalnosti eksplozije oblaka prašine. Stoga, ispitivanja treba nastaviti, a o spoznajama izvještavati zainteresiranu stručnu javnost. 5. Umjesto zaključka Za izučavanje i sprečavanje opasnosti od ugljene prašine nužan je sveobuhvatan i multidisciplinaran pristup, koji bi (prema modelu u Lit.10) obezbijedio: - temeljno razumijevanje eksplozija plina i prašine, - nove procedure projektovanja (uključivo procjenu rizika i snage potencijalnih eksplozija, suzbijanje eksplozije i konstrukciju barijera), - razvoj sistema upravljanja, kontrole eksplozivnih smjesa i nadzora atmosfere, - obrazovanje rudara, inženjera i menadžera rudnika o ekstremnim opasnostima i o upravljanju rizikom. Takav pristup je nužno imati i kod nas. On mora uključiti stručnjake različitih profila, uspostavu infrastrukture kvaliteta i sigurnosti - dobre propise, ispitne laboratorije za rudarstvo i jake inspekcije. Izmjene propisa, među prvima za kategorizaciju jama i procjenu rizika, neophodne su što prije, a u okviru toga, potrebno je regulisati tretman temperature zapaljenja, specifičnog el. otpora i, naročito, MIE, procedure njihove kontrole i korištenja kod upravljanja rizikom. Zbog kompleksnosti problema i visokih troškova za realizaciju, zajednički pristup i regionalni plan (za rudnike uglja barem Srbije i BiH), dao bi mnogo bolje efekte od dosadašnjih. Literatura: 1. Managing Dust Explosion Hazards, Ebadat Vahid, Chemical Engineering Progress, 2009, 2. Ispitivanje fizičkih parametara zapaljivih prašina, Mario Mačković, Ex-Bilten 2005, Zagreb, 3. Ocena ugroženosti eksplozivnom ugljenom prašinom u podzemnim rudnicima u Srbiji, Mirko Ivković, Milenko Ljubojev, Rudarski radovi, Bor, 4. Ispitivanje zapaljivih prašina u skladu sa harmonizovanim standardima za pex-zaštitu, A. Đurđević, J. Grahovac, Lj. Kovačević, 34. nacionalna konferencija o kvalitetu, Kragujevac, 5. Prostori sa prašinama i eksploziona zaštita, Julije Cinkler, Institut za preventivu, Novi Sad 6. Prilog izučavanju eksplozije ugljene prašine analizom događaja "in situ", Nuić J, Živković S, Mikulić A, 26th International Conference of Safety In Mines Research Institutes, Katowice, MIKE 3, Mindestzündenergie Apparatur, Ch. Cesana, R. Siwek, Kühner AG, Birsfelden, Schweiz 8. Revitalizacija laboratorija za ispitivanje zapaljivih i eksplozivnih karakteristika prašine, Snežana Mićević, Jelena Marković, 6. Ex-tribina, Tara 2009, 9. Explosion Pressure Design Criteria for New Seals in U.S. Coal Mines, R. K. Zipf, M. J. Sapko, J. F. Brune, Information Cirkular 9500, NIOSH, 2007, USA 140

9 10. Current status and expected future trends in dust explosion research, R. K. Eckhoff, Dept. of Physics and Technology, University of Bergen, Norway 11. Izvori ispuštanja i klasifikacija prostora u rudnicima s podzemnom eksploatacijom (i druga predavanja), Snežana Mićević, Ljetni univerzitet, 2008, Tuzla 12. Aparatura za određivanje minimalne energije paljenja smješe prašina-zrak, S. Erić, R. Jozić, M. Delalić, Godišnji skup udruženja Atex, 2011, Tuzla 13. Rezime i smjernice poljske politike sigurnosti na radu vezane za borbu protiv eksplozija ugljene prašine 14. Opasnosti od prašine u rudarstvu, Salih Delić, Rudarski institut Tuzla, 2010, Tuzla 15. Standardi: BAS/EN : Ex-atmosfere -- Sprečavanje eksplozije i zaštita -- Osnovna načela i metodologija za rudarstvo, BAS/EN 1710: Oprema i komponente namijenjeni upotrebi u potencijalno eksplozivnim atmosferama podzemnih rudnika, BAS/EN : Sigurnosni zahtjevi za izvedbu i konstrukciju strojeva za upotrebu u potencijalno eksplozivnoj atmosferi--3.dio: II skupina strojeva za upotrebu u atmosferi sa zapaljivom prašinom, BAS/EN 15188: Određivanje svojstava samozapaljenja nataložene prašine itd, kao i grupe standarda: Određivanje eksplozivnih karakteristika oblaka prašine (EN i 13821), Neelektrična oprema za potencijalno eksplozivne atmosfere (EN ) i Električni uređaji za upotrebu u zapaljivoj prašini (EN ) 141

10 142