Milyen gázok fordulnak elő a szénbányákban?
A szénbányákban a szénképződés (szénülés) folyamatai, a
kőzetek rétegei, valamint a bányagépek és a robbantások miatt különböző,
gyakran rendkívül veszélyes gázok gyűlhetnek össze.
A szénbányákban előforduló legfontosabb gázok a következők:
1. Robbanásveszélyes gáz
Metán (CH₄): A szénbányák legveszélyesebb gáza, amelyet a
bányászati nyelvben sújtólégnek neveznek. Színtelen, szagtalan, a levegőnél
könnyebb gáz, amely a szénből szabadul fel. A levegővel keveredve (kb. 5–15%
közötti koncentrációban) rendkívül robbanásveszélyes elegyet alkot.
A magyarországi szénbányákban 4%-alatt tartották a metán koncentrációját, hogy véletlenül se tudjon berobbanni.
2. Mérgező és fojtó gázok
Szén-monoxid (CO): Tökéletlen égés során (például
bányatüzek, robbantások vagy dízelmotorok használata miatt) keletkezik.
Színtelen, szagtalan, rendkívül mérgező gáz. Már nagyon kis mennyiségben is
blokkolja az oxigénszállítást a vérben, ami gyors eszméletvesztéshez és
halálhoz vezet.
Szén-dioxid (CO₂): A bányászok fojtólégnek is nevezik.
Színtelen, szagtalan, a levegőnél nehezebb gáz, amely a bányafenéken, talpon és az alsó
vágatokban gyűlik össze. Nem mérgező, de kiszorítja az oxigént, így fulladást
okozhat. Alapvető szabály, hogy bányában soha nem ülünk és fekszünk le!
Nitrogén-oxidok (NOx) - a nitrogén és az oxigén különböző arányú biner vegyületeinek gyűjtőneve: Főként a bányászati robbantások után és a belső égésű motorok működése során keletkeznek. Erősen irritálják a légutakat és tüdőkárosodást okozhatnak.
Nitrogén-monoxid (NO): Színtelen, vízben rosszul oldódó, mérgező gáz. Az élő szervezetben fontos jelzőmolekula, amely tágítja az ereket és szabályozza a vérnyomást.
Nitrogén-dioxid (NO₂): Vörösbarna színű, szúrós szagú, erősen mérgező és maró hatású gáz. Vízzel érintkezve savakat képez.
Hidrogén-szulfid (H₂S): A hidrogén-szulfid - más néven kén-hidrogén - a bányászatban egy rendkívül veszélyes, színtelen, a levegőnél nehezebb, jellegzetes záptojásszagú, rendkívül mérgező gáz, amely szerves anyagok bomlásakor vagy bizonyos kéntartalmú ásványokból szabadulhat fel. Gátolja a sejt-légzést!
Alacsony koncentrációban érezhető a záptojásszag, fejfájást, szédülést és hányingert okoz.
Magasabb koncentrációban nagyobb töménységben gyorsan megbénítja a szaglóidegeket, így a bányászok elveszítik a gáz érzékelésének képességét. Tüdőödémát, eszméletvesztést vagy akár azonnali halált is előidézhet!
Erősen gyúlékony, a levegővel robbanékony keveréket alkot!
Nehezebb a levegőnél, ezért a bányaterek alsó részeiben, szellőzéssel át nem járt vágatokban, aknákban, vízzel nem telített zsompokban gyűlhet össze.
A tartósan víz alatt lévő bányafa, gerenda, ácsolat bomlása a kén-hidrogén képződésének egyik klasszikus forrása a bányákban. A keletkező hidrogén-szulfid gáz kezdetben feloldódik a vízben, de amint a víz telítődik, vagy ha a vízfelület megmozdul (például szivattyúzáskor, vízben járáskor gázoláskor), akkor hirtelen, nagy mennyiségben szabadulhat fel a bányalevegőbe!
Egy már nem üzemelő, bontásra ítélt bányaépületből sikerült megmenteni azt a VHS kazettát, amit Joe Dirtybaker digitalizált az utókor számára. A kazettán "A kénhidrogén hatása" című oktatófilm látható.
(A fenti videót nagyon ajánlom azon urbexeseknek, akik műszerek és felszerelések nélkül mennek be felhagyott bányatérségekbe, főleg oda, ahol víz és a vízbe bedöntött deszkák, fa biztosító elemek vannak!)
3. A bányalevegő természetes összetevői
Nitrogén (N₂): A normál levegő fő összetevője, de ha a
zárt terekben felszaporodik, csökkenti az oxigén szintjét.
Oxigén (O₂): A bányászok életben maradásához szükséges, de
a koncentrációja a szén oxidációja (lassú égése) és a bányászok légzése miatt
folyamatosan csökken, ezért mesterséges szellőztetésre van szükség. Egyes esetekben a természetes átszellőzés is biztosítja a friss oxigént.
Milyen mérőműszereket használnak szénbányában és milyen gázokra?
A szénbányákban a gázok mérésére rendkívül szigorú szabályok vonatkoznak. A modern bányászatban használt mérőműszereknek nemcsak pontosnak kell lenniük, hanem robbanásbiztos (ATEX minősítésű) kivitelben kell készülniük, hogy maguk a műszerek ne okozhassanak szikrát a veszélyes terekben.
A szénbányákban alkalmazott mérőműszereket és az általuk vizsgált gázokat az alábbi kategóriákra lehet osztani:
1. Hordozható egy- és többgázos személyi detektorok
Ajánlott, nemzetközileg is elismert gyártók: Minden bányásznak vagy bányamentőnek a ruházatára (általában a gallér közelébe, a belégzési zónába) rögzítve kell viselnie ezeket az okos, kompakt eszközöket (például a nemzetközileg elterjedt Dräger X-am vagy MSA Altair szériákat).
Mért gázok: Egyidejűleg általában 4-6 gázt monitoroznak. Leggyakrabban a metánt (CH₄), szén-monoxidot (CO), oxigént (O₂) és a hidrogén-szulfidot (H₂S) mérik.
Működésük: Ha a gázkoncentráció eléri a veszélyes szintet (vagy az oxigén kritikus szint alá süllyed), a műszer hangos (kb. 85 dB-es) szirénázással, erős villogással és vibrálással azonnali menekülésre utasítja a bányászt, vagy az urbexest.
2. Telepített, folyamatos monitoring rendszerek
A bányavágatok kritikus pontjain (fúrópajzsok közelében, szellőzőaknákban, vakvágatok végén) fixen szerelt gázérzékelő távadókat helyeznek el.
Mért gázok: Elsősorban metánt (CH₄) és szén-dioxidot (CO₂) figyelnek vele nagy felbontásban.
Működésük: Ezek a szenzorok folyamatosan küldik az adatokat a felszíni vezérlőközpontba. Ha a metánszint átlép egy biztonsági határértéket, a rendszer automatikusan lekapcsolja a bányagépek áramellátását, hogy megelőzze a villamos szikra miatti sújtólégrobbanást.
3. Speciális bányászati mérőműszerek technológia szerint
A gázok fizikai és kémiai tulajdonságai eltérnek, ezért a műszerek különböző mérési elveket (szenzorokat) használnak:
Új generációs bányászat: Élő adatátvitel (IoT)
A legmodernebb hordozható készülékek már Bluetooth vagy Wi-Fi modulon keresztül, a föld alatti hálózaton át élőben közvetítik a bányász környezetének gázadatait a felszíni diszpécsernek. Így ha egy bányász szén-monoxid miatt eszméletét veszti és már nem tudna segítséget hívni, a felszíni központ azonnal látja a riasztást és a bányász pontos helyzetét.
Milyen határértékeknél (ppm vagy térfogatszázalék) lépnek életbe a bányászati riasztások?
A legfontosabb bányászati gázok riasztási fokozatai és a hozzájuk kapcsolódó kötelező intézkedések az alábbiak szerint alakulnak:
1. Metán (CH₄) – A legszigorúbban ellenőrzött gáz
Mivel a metán 5% és 15% között robban, a biztonsági határértékeket messze ez alatt határozzák meg:
- 0,5 térfogat%: Az első figyelmeztető szint. Fokozott figyelemmel kell kísérni a szellőztetést.
- 1,0 térfogat%: Első riasztási fokozat. A vágatban tartózkodóknak értesíteniük kell a diszpécsert. Bizonyos nem létfontosságú elektromos berendezéseket lekapcsolhatnak.
- 1,5 térfogat%: Kritikus riasztás. A munkahelyen a munkát azonnal meg kell szakítani. A bányagépek és a teljes villamos hálózat áramellátását a rendszer automatikusan lekapcsolja (kivéve a robbanásbiztos vészvilágítást és szellőztetést), a dolgozóknak pedig el kell hagyniuk a veszélyes zónát.
2. Oxigén (O₂) – A fulladás megelőzése
A normál levegő 20,9% oxigént tartalmaz. A bányákban az oxigénszint csökkenése azonnali életveszélyt jelent:
- 19,0 térfogat%: Alsó riasztási határérték. E szint alatt a levegő oxigénhiányosnak minősül. A területet azonnal el kell hagyni, vagy külső levegőellátást (önmentő készüléket) kell alkalmazni.
Az alábbiak hozzávetőleges élettani tartományok, nem merev határok. A tünetek kialakulása függ az expozíció időtartamától, a fizikai terheléstől, az egyéni állapottól és a légkör egyéb összetevőitől:
Különösen veszélyes a szén-dioxid felhalmozódása, mert a gáz a levegő oxigéntartalmának csökkenésével párhuzamosan önmagában is mérgező hatású!
Oxigénhiányos bányatérségbe szűrőbetétes légzésvédő maszk nem biztosít megfelelő védelmet. Ilyen környezetben csak megfelelő, a környezeti levegőtől független légzőkészülék és szakszerű mentési eljárás jöhet szóba.
3. Szén-monoxid ($CO$) – A láthatatlan gyilkos
A szén-monoxid rendkívül mérgező, ezért itt már nagyon apró mennyiségeket, ppm-et mérnek:
- 25 ppm (0,0025 térfogat%): Figyelmeztető riasztás (TWA/AK érték). Ez a megengedhető átlagos koncentráció egy 8 órás műszakra vonatkozóan.
- 50–100 ppm: Azonnali riasztás és evakuálás. Ilyen koncentrációnál a vágatot azonnal ki kell üríteni, mert a hosszabb távú belégzés súlyos mérgezést, fejfájást és eszméletvesztést okoz.
- 0,5 térfogat% (5000 ppm): Megengedett munkahelyi határérték egy műszakra.
- 1,0 – 1,5 térfogat%: Riasztási szint. A szellőztetést maximális fokozatra kell kapcsolni, a gáz felgyülemlésének helyéről a munkásokat vissza kell vonni.
- 5 ppm: Figyelmeztető szint.
- 10–20 ppm: Azonnali riasztás. Bár a szaga intenzív, magasabb koncentrációban a gáz gyorsan megbénítja a szaglóidegeket, így a bányász már nem érzi a veszélyt. Ezért a műszerek jelzése alapján azonnal menekülni kell.
Fontos különbség az oxigénhiány és mérgező gázok között:
A bányalevegő biztonságát nem lehet kizárólag az oxigénszint alapján megítélni!
