Maden ocaklarındaki tehlike;GRİZU PATLAMASI

Grizu,maden kömürü ocaklarında görülen,büyük kısmı Metan (CH4)gazından ibaret olan,hava ile karıştığı zaman sıcak  alev karşısında patlayan bir gaz karışımı olarak tanımlanmaktadır.Grızu`nun esas kısmını teşkil eden metan gazı ,maden kömürünün meydana gelişi sırasında oluşmaktadır.Maden kömürü,bir kısmısularla getirilen,büyük bir kısmı ise  40 cm`yi geçmeyen sığ göl ve bataklıklarda yetişen bitkisel maddelerin,asırlar süren jeolojik devirler boyunca devam eden kömürleşmesiyle karbonizasyon sonucu teşekkül etmektedir.Değişime uğrayan bitkilerin ana maddesi olan selüloz {C6H1005}ve lignin {C40H2O11}mikroorganik canlılar tarafından parçalanırlar.Ortaya su ve karbonik asit ,karbondioksit ,karbonmonoksit,hidrojen ve metan gazları çıkar.Bu kimyavi değişim neticesinde sırasıyla turba,linyit,taş kömürü,antrasit,grafitoit gibi kömürleşmenin basamak ürünleri oluşur.

  Jeolojik devirler boyunca kömür tabakaları,kil,kum,marn,konglomera gibi çeşitli tabakalar altında kalırken,kömürleşme esnasında meydana gelen gazlar da statik ve dinamik kuvvetlerin tesiriyle,bu tabakalar arasında yer değişitirir ve gözeneklerde yerleşir.İşte kömür ocakları işletilirken ,basınç altında bulunan bu gazlar ortaya çıkar ve kömürü alınmış olan boşluklarda tolanır.Bu arada havalandırma maksadıyla ocağın içine devamlı hava gönderilmektedir.Böylece grizu denen patlayıcı gaz meydana gelmiş olur.

  Grizunun % 75-95`i metan,%0-`3`ü karbondioksit,%1`den azı oksijen,% 1.5`i azottur.Baszen hidrojen,kükürtlü hidrojen,amonyak ve etan gazları da bulunur.Grizunun esas kısmı olan metanın 1 hacmi,CH4+20² ® CO 2+2H2O reaksiyonu gereğince 2 hacim oksijenle yanmaktadır.Havanın ise %21`i oksijen olduğundan,1 hacşm metan yaklaşık 10 hacim havayla yanmakta,yani hava içindeki metan hacmi%9.5 iken,yanma olmaktadır.Normal sıcaklıkta  %6-%16 nisbetindeki grizular tutuşabilmektedir.

 500 °C `nin üstündeki sıcaklıklardan metan gazı,havanın oksijeni ile oksitlenir ve bu reaksiyonla sıcaklık artar.Böylece bir müddet sonra grizu patlar.Bu bekleme müddeti 1000 ° C`de sıfıra iner.Fakat metan gazının oksitlenmesi ile ortaya çıkan ısının tamamı,cidarlar vasıtasıyla dışarı atılabiliyorsa patlama olmaz.Bu prensibe dayalı olarak maden kömürü ocaklarında kullanılmak üzere emniyet lambaları geliştirilmiştir.Maden ocaklarının galerilerinde bulunabilen ve belirli konsantrasyonlara eriştiğinde patlayıcı hale gelebilen,zehirli bir gaz grizu,başka bir değişle metan- karışımı olarak da adlandırılabilir.%5-%15 arası metan ile havanın birleşmesinden oluşan bu karışım,650 °C`de 2 fazlı bir yanma gerçekleştirir.Bu karışım önce ani bir şekilde genleşir,sonra patlama merkezine doğru çok büyük bir kuvvetle gazı sıkıştırır.Bu,büyük  tahrip gücüne ve yıkım etkisine sahip bir patlamadır.Kömür madenlerinin kabusu olan grizu,ülkemizde de sık sık görülmektedir.

Özellikle yaşlı kömür damarlarında grizu riski yüksektir.Yasalar doğrultusunda,metan`ın havada bulunma oranı ,hacimce %1`dir.Bu  seviyeye ulaşıldığında acil önlem alınması gerekmektedir.Eğer %1 üzerine çıkarsa bu karışım ,maden ocağı acilen boşaltılmalıdır.Ocak derinliği,eğimi,üretim yöntemi,fay ve çatlak yapılar grizu riskini değiştiren faktörlerdir.Metalin metale sürtünmesi,ocakta herhangi bir ateş parçası veya  kullanılan ekipmanların  ısınması sonucu  patlama oluşabilir.

  Patlama  sebepleri çok çeşitlidir.Bunlardan;kıvılcım ,yüksek hararet,dinamit atılması,dizel lokomotiflerinin cıcak ekzos gazı ,kibrit,çakmak,sigara,kızarmış emniyet lambası kafesi,sert kuvars tanelerinden kazmanın kıvılcım çıkarması,matkapların çalışma esnasında ısınması,çeliğin çeliğe sürtünmesi,,elektro statik deşarjlar,motorların anti-grizu tertibatı kapalı iken eksozların meydana getirdiğisıcaklık belli başlı olanlarıdır.Ocaklardaki havalandırma sisteminin arıza yapması ,elektrik kesintileri ile vantilatörlerin çalışmaması,grizu patlamasının şartlarını hazırlar.Bütün dünyada yüzlerce kişinin ölümüyle neticelenen grizu patlamaları ,memleketimizde Zonguldak taş kömürü havzasında  da yüzlerce vatamdaşımızın hayatını kaybetmesine sebep olmuştur.

  Grizu patlamalarını önlemek için alınan başlıca tedbirler iki kısımdır:

Birincisi,hava içinde grizu yüzdesini azaltmak  ve asgari seviyede tutmak için alınan tedbirler(grizulu gazların ocaktan emilerek dışarı atılması gibi);ikincisi ise,sıcaklığın 500 °C`nin çok altında tutulması(her türlü ateş yakılmasının ,kıvılcım çıkmasının önlenmesi gibi)dır.Grizu patlamasının hemen hiç olmadığı ,alınan tedbirlerle bunu önüne geçildiğiAvrupa`da şunlara dikkat ediliyor:

Maden Ocaklarında Kullanılan Kişisel Koruyucu Techiztlar:

Gaz Ölçüm Cihazı:

Kişisel kullanım amacıyla için özel olarak hazırlanan  gaz ölçüm cihazları;maden ocakları,petro kimya tesisleri,,rafineriler,tekstil fabrikaları zehirli,boğucu ve yanıcı gazların bulunabileceği her yerde kullanılan ve hayat kurtaran cihazlardır.Yüksek teknolojide üretilen,cepte taşınacak kadar küçük boyutlarda olan portatif cihazlar üretilmektedir.Bu tür cihazlar maden ocakları ve buna benzer gaz tehlikesi yaratan ortamlarda 1 ila 5 gaz ölçüm cihazları yanıcı gazlar,buharlar,oksijen ve zararlı  CO,H2S,CO2,CL2,HCN,NH3,NO2,PH3 ve SO2 konsantrasyonlarını güvenle ölçer.

Grizumetre:

Ocaklarda grizu miktarını ölçen çok faydalı bir cihazdır.İki pille çalışır.Üstekki ekrandan bakılarak grizu yoğunluğunun miktarı okunur.Eğer tehlike sınırı ikiden fazla görünüyorsa ocağa oksijen sıkılır veya ocak herhangi bir tehlikeye karşı boşaltılır.Bu cihaz ile ,ani boşalan grizu harici tehlikeler önlenebilmektedir.

H.Davy`nın Emniyet Lambası

Maden kömürü ocaklarının en büyük tehlikelerden birini meydana getiren grizudan korunmak için  H.Davy (1778-1892)`nın emniyet lambası kullanılır.Bu lamba,madenden yapılmış tel örgülerin ,alevi ancak kızgın hale geldikten sonra geçirmeleri esasına göre yapılmıştır.

Ocak Emniyet Lambaları

Ocak emniyet lambası,ocak atmosferindeki metan varlığını ve aynı zamanda aynı atmosferde oksijen yetersizliğini saptamak için kullanılan standart aletlerden biridir.Davy lambasının ingiliz kömür ocaklarında kullanılmaya başlandığı 1816 yılından beri ocak emniyet lambası gazlı ocaklarda kullanılmaktadır.Lamba yapımında uygulanan  temel kural ,yanmakta olan gaz,örneğin metan gazı tutuşma derecesinin  altında soğutulduğunda alevin sönmesidir.

Emniyet Lambası İle Metan Saptama Yöntemleri

Eğer kullanıcının koku alma duygusu duyarlı ise ,iç kafes(elek)içindeki eksik yanmadan dolayı meydana gelen formaldehitlerin (formal dehyde)kokusu yardımıyla metan varlığını saptayabilir.Gerek kokusu,gerekse  alev üzerindeki etkisi veya metan varlığındankuşkulanılıyorsa izlenmesi olanaklı üç yol vardır:

Lambanın  Sıcaklık Derecesi

Lamba alevi berrak olarak 10 saatlik bir zaman süresince yanmalıdır.Bu zaman içinde lambanın yakıt haznesinin sıcaklık derecesi 57 °C, ana gövdenin sıcaklık derecesi 63 °C  ve yanma odasının sıcaklık derecesinin  de 29,5°C`yi geçmemesi gerekmektedir.

Lambanın Yakıtı

Normal durumlarda bir çok yakıt,emniyet lambasında kullanılabilir.Bu yakıt berrak olup ,orta derecede 32 ila 166°C sıcaklıkta damıtılmış petrol ürünleridir.