چرا معادن زغال منفجر می‌شوند؟

این پرندگان کوچک قناری اهلی یا Serinus canaria domestica هستند، که در خانه‌های بسیاری برای آواز خوش و زیباییشان نگهداری می‌شوند. اما همان‌طور که گفته شد، استفاده بی رحمانه‌تر آن‌ها در معادن زغال سنگ است، جایی که هدف از نگهداری آن‌ها این است که به معدنچیان در باره خطر انفجار هشدار دهند. این پرندگان کوچک البته بهای گرانی برای این هشدار می‌پردازند و در حقیقت با مرگشان معدنچیان را از خطر انفجار آگاه می‌کنند، یا بهتر است بگوییم؛ می‌کردند.

قناری به محض استشمام گازهای متان (CH4) یا منواکسید کربن(CO) آشکارا و به سرعت واکنش نشان می دهند. معدنچیان با زیر نظر گرفتن قناری و در صورتی که پرنده  بی قراری می کردند یا می مردند، متوجه نشت گاز شده و از معدن می‌گریختند. با این حال واکنش های آنها به این سادگی نیز نیست و مرگ قناری ها در شدیدترین حالت نشت گاز اتفاق می افتد. در حقیقت با احساس گاز، آنها ابتدا بسیار آرام می شوند، سپس به آرامی شروع به تاب خوردن روی چوب آویزان در قفس کرده تا این که سرانجام از روی آن به پایین سقوط می کنند. اما پدیده  معدنکاری با کمک قناری ها در دهه 1980 و با ساخته شدن آشکار کننده‌های الکترونیک متان و منو اکسید کربن منسوخ شد و به نوعی قناری ها دیگر بازنشسته شدند.

نمونه یک قناری معدن زغال سنگ

متان، هم‌زاد زغال سنگ

همان‌طور که گفته شد متان یکی از گاز‌هایی است که قناری به آن واکنش نشان می‌دهد. این گاز برخلاف منواکسید کربن که به صورت خاموش قربانی می‌گیرد و البته گاهی به صورت انفجار!، به شدت قابلیت اشتعال داشته و در ترکیب با کسیژن با سرعت می سوزد و این سرعت آن‌قدر بالا است در مقیاس بزرگ انفجار نامیده شود. غلظت 5 تا 15 درصدی متان در ترکیب با هوا به شدت قابلیت انفجار دارد و به همین دلیل این گاز یکی از عوامل مهم و اصلی انفجار در معادن زغال است و همچون انفجار در معدن زغال است و می‌تواند یکی از عوامل انفجار معدن آزاد شهر باشد. اما چرا متان؟ وجود این گاز در معادن به دلیل فرآیند شکل‌گیری زغال سنگ است و به نوعی می‌توان گفت این گاز هم‌زاد زغال سنگ است. تخریب مواد آلی در غیاب اکسیژن ، مثلا در زیر آب یا زیر زمین به تشکیل زغال سنگ منتهی می‌شود که در این صورت. هیدروژن در غیاب اکسیژن با اتم‌های کربن پیوند خورده و باعث ایجاد متان می‌شود. بنابراین تقریبا در همه معادن زغال وجود دارد. بخش عمده متان موجود در معادن در حین استخراج زغال و به صورت تدریجی از معادن خارج می‌شود. این فرآیند توسط سیستم تهویه معدن اتفاق می‌افتد و جریان هوای متان خارج شده از لایه لایه‌های زغال را با خودش به بیرون معدن می‌برد. بنا براین داشتن سیستم تهویه مناسب یکی از مهم‌ترین استانداردهای ایمنی در معادن زغال است. علاوه بر این آشکارگرهای متان و منواکسید کربن هم برای ایمن معادن ضروری هستند. این آشکارگرها در صورتی که میزان متان موجود در هوای معدن از حد خاصی فراتر برود علامت هشدار صادر می‌کند. به جز این‌ها تمامی تجهیزات الکتریکی معادن زغال باید ضد جرقه باشد و استفاده از هر وسیله آتش‌زا در معادن زغال ممنوع است. پس ممکن است با این وجود چرا گاهی چنین انفجارهایی رخ می‌دهد؟

نمونه یک دستگاه جدید آشکارگر متان

قاتل مرگبار معادن زغال

اولا هر چند در بیشتر موارد متان عامل انفجار معدن است، اما همیشه هم این گاز چنین خطری پدید نمی‌آورد. در باره دیگر عوامل انفجار در ادامه صحبت خواهیم کرد. اما حالا در باره این‌که چرا عوامل ایمنی گاهش موثر نیستند صحبت می‌کنیم. نخستین و بدیهی‌ترین مسئله این است که دستورالعمل‌های ایمنی نادیده گرفته می‌شوند.  اما حتی اگر دستورالعمل‌های ایمنی هم به تمامی رعایت شوند، باز هم امکان انفجار از بین نمی‌رود. در معدن و با شیوه‌ای که در ایران استخراج اتفاق می‌افتد همیشه در محل استخراج و در روی ریل‌های حمل و نقل زغال جرغه‌هایی که در صورت مهیا بودن شرایط تولید انفجار کنند ایجاد می‌شودو ناوزنجیری که وسیله ای برای حمل زغال از داخل کارگاه استخراج است عملا یک سدتگاه تولید جرقه است که با کشیدن فلز روی فلز جرقه تولید می‌کند. اما چون در اکثر موارد متان با سیستم تهویه خارج می‌شود، انفجاری رخ نمی‌دهد. گاهی هم ممکن است نرخ رشد متان در معدن بیشتر از توان سیستم تهویه باشد، در این صورت دستگاه‌های هشدار در صورت سالم بودن می‌توانند هشدار لازم را صادر کنند. اما اگر این دستگاه‌ها خراب باشند، آن‌وقت انفجار حتمی است. حالت خطرناک‌تر این است که در حین استخراج معدنچیان با خروج ناکهانی مقادیر زیادی متان مواجه شوند. این اتفاق در صورتی می‌افتد که ناگهان بر اثر عملیات استخراج شکافی در دیواره یک منبع زیر زمینی بیفتد و ناکهان حجم عظیمی از گاز به درون معدن سرازیر شود. این اتفاق معمولا غیر قابل پیشگیری است، مگر در حین عملیات اکتشاف معدن این منابع زیر زمینی شناسایی شده باشند. اما این اتفاق معمولا نمی‌افتد و خروج ناگهانی گاز یک عامل مهم انفجار است. خرابی تجهیزات و ضعف سیستم تهویه از جمله عوامل دیگر هستند. اما نکته مهم دیگر سیستم قدیمی استخراج در ایران است که به طور بالقوه ریسک را بالا می‌برد. در ایران شناسایی و راه‌اندازی اکثر معادن زغال توسط کارشناسان شوروی سابق و روسیه انجام شده است. به همین جهت استخراج در ایران همچنان به صورت دستی اتفاق می‌افتد و نفرات در نزدیک‌ترین محل به خروجی‌های احتمالی گاز کار می‌کنند. همین مسئله ریسک مرگ و میر در صورت وقوع انفجار را بالا می‌برد. اما به جز متان چند عامل دیگر همچنان گفته شد می‌توانند باعث انفجار شوند.

معدنچیان به دام افتاده در زیر زمین فرصت کمی برای نجات دارند

گرد زغال به هر حال می‌کشد

کار در محیط معدن مخصوصا معدن زغال سنگ همواره با خطراتی همراه است. وجود گرد زغال‌سنگ در هوای به همره گرد کوارتز یکی از عوامل انواع بیماری‌های تنفسی است. اما همین عامل در شرایط خاصی می‌تواند باعث انفجار هم شود. گرد زغال به شدت قابل انفجاراست. اگر گرد زغال حرارت ببيند مواد فرارآن(شامل بخار وگاز) از آن متصاعد مي شوند که اين مواد فراربه آساني قابل اشتعال اند. از آن جا که گرد زغال ذرات ريزي دارد وسطح مخصوص آن زياداست لذا اين فرآيند به سرعت انجام مي گيرد و انفجار حاصله ممکن است خيلي شديد باشد.در اثر حرارت ناشي از احتراق يک ذره گرد زغال ذرات مجاورآن نيزگرم مي شوند که درنتيجه مواد فرار آنها نيز خارج مي‌شود و آتش مي‌گيرد. میزان گرد زغال لازم برای انفجار به میزان مواد فرار آن بستگی دارد، اما به طور کلی در هر متر راهروی معدن غلظت گرد زغال نباید به 30 گرم برسد. مونواکسید کربن هم به دلیل نداشتن یک اکسیژن در ترکیبش قابلیت اکسید شدن مجدد و یا سوختن دارد. اگر غلظت این گاز در محیط به 12.5 تا 70 درصد برسد خطر انفجار وجود دارد. همین‌طور ممکن است گاز هیدروژن به صورت خالص در معدن وجود داشته باشد و باعث انفجار شود. حتی وجود 4درصد هیدورژن هم باعث انفجار در معدن می‌شود.

خصوصی‌سازی و مرگ استانداردها

در مورد حادثه آزادشهر هنوز برای اظهار نظر زود است، اما مثلا فوران آنی گاز قبل در معان شمالی ایران قربانی گرفته است. شاید وقتش رسیده باشد که علاوه بر حرکت به سوی انرژی‌های پاک استانداردهای ایمنی در معادن را بالاتر برده و از سیستم دستی به سوی مکانیزه حرکت کنیم. این موضوع علاوه بر کاهش ریسک باعث کاهش تلفات وصدمات در صورت وقوع چنین حوادثی خواهد شد. همچنین خصوصی سازی معادن زغال در طی دهه‌های گذشته باعث کاهش امکانات و استانداردهای ایمنی در معادن کشور شده است. به کارگیری کارگران خسته و دوشیفت و استفاده از تجهیزات چند دهه قبل روسی و استخراج غیر علمی وغیر مکانیزه هنوز در معادن زغال ایران حرف اول را می‌زند. با این وجود همچنان که حادثه آزادشهر نخستین نیست آخرین هم نخواهد بود و متاسفانه این حوادث معمولا پرتلفات خوام بودند. تنها می‌توان امیدوار بود کارگران به دام افتاده در زیرمعدن به سلامت از این حادثه بیرون بیایند. 

 

علی رنجبران

No tags for this post.