Cemalettin SIĞIRCI, Şebnem TARHAN,, Fatih Bülent TAŞKIN Park Termik A.Ş., Ankara

Transkript

1 ÇAYIRHAN LİNYİT İŞLETMESİ G SAHASINDA OCAK YANGINLARI İLE MÜCADELE YÖNTEMLERİNİN İNCELENMESİ AN INVESTIGATION of STRUGGLE METHODS WITH COALMINE FIRE IN G FIELD AT ÇAYIRHAN LIGNITE Ergin KAHRAMAN * Park Termik A.Ş., Ankara Cemalettin SIĞIRCI, Şebnem TARHAN,, Fatih Bülent TAŞKIN Park Termik A.Ş., Ankara ÖZET Yeraltı kömür ocaklarında meydana gelen yangınlar, hem üretimi engellemekte hem de yangın ürünü gazlar ve ortaya çıkan ısı nedeniyle çalışanlar açısından risk taşımaktadır. Bu yüzden, yangınların her sürecinin dikkatle izlenmesi ve yangınlarla mücadelede uygun çalışma yöntemlerinin uygulanması gerekmektedir. Çalışma kapsamında, Çayırhan Linyit İşletmesine ait ocaklarda yangınlarla mücadele çalışmalarına değinilmiş, G sahasında ayak üretim gerisinde meydana gelen yangınlarla mücadele çalışmalarının detaylı incelemesi yapılarak elde edilen veriler ışığında değerlendirmeler yapılmıştır. ABSTRACT Coal mine fire is one of the major hazards harming the production safety at underground due to gaseous fire products and heat. Hence, for struggle with coalmine fires the correct working methods should be applied and observed all stages of fires cautiously. In this study, struggle Works with coalmine fire are mentioned in the Çayırhan lignite mines. Struggle Works with coalmine fire in the back side of the G field production face have been investigated in detail and obtained datas been evaluated. * erginkahraman@yahoo.com 1

2 1 GİRİŞ Yeraltı madencilik çalışmalarında ocak yangınları sonucunda insan kaybı, üretim kaybı ve rezerv kaybı gibi tehlikeli sonuçlar meydana gelebilmektedir. Ocak yangınları meydana geliş cinsine, yangınının dış görüntüsüne ve meydana geliş yerine göre açık yangınlar ve gizli yangınlar olmak üzere iki şekilde değerlendirilebilir (Kalaycıoğlu, 1991). Ayrıca, ocak yangınları; i. 1.Sınıf: A Yangınları ii. 2.Sınıf: B Yangınları iii. 3.Sınıf: C Yangınları olarak da sınıflandırılmaktadır. Gizli yangınlar, ocak havasında kömürün oksidasyonu ile meydana gelmektedir. Kömür ocaklarında en fazla görülen yangınlar kendiliğinden yanma ile gerçekleşen yangınlardır. Kömürün kendiliğinden yanmasına etki eden faktörler kömürün özellikleri, jeolojik özellikler ve madencilik faaliyetleridir (Singh, vd., 1984). Yeraltında meydana gelen açık yangınlar, yüksek sıcaklık sonucunda meydana gelmektedir. Isı kaynağı ortamın dışındaki başka bir kaynaktır. Örneğin sürtünme ısısı, açık alev vb. Gizli yangınlara nispeten, bu yangınların oluşumu daha azdır. Bu yangınlar ocaklarda kullanılan ekipman ve malzemeden kaynaklanmaktadır. Ocak yangınlarının önlenmesi, yangın tespitinin iyi yapılması ile mümkündür. Açık ve ulaşılabilir yangınların tespiti kolaylıkla yapılabilmektedir. Buna karşın oksidasyonla meydana gelen gizli ve ulaşılamaz kısımlardaki yangınların tespiti uzmanlık isteyen bir konudur. Kendiliğinden yanma olayının her aşamasının izlenebilmesi iyi bir uzaktan izleme sistemi sayesinde mümkün olabilmektedir. Bu tür yangınları tespit etmek için oksidasyon ürünü gazların (CO 2, CO ve H 2 O) takibi ve galeri yüzeylerinden ısı takibi yöntemleri kullanılmaktadır. Kömürün kendiliğinden yanmasından kaynaklanan yangınların dışındaki açık alevli ve ulaşılabilir yangınların söndürülmesinde çoğunlukla su ve birtakım kimyasallar kullanılmaktadır (Kılıç ve Kılıç, 2009). Kömürün kendiliğinden yanması ile oluşan gizli ocak yangınları ile mücadelede uygulanan yöntemler, işletmeden işletmeye farklılık göstermektedir. Bu yangınlar çoğunlukla kömür içerisinde veya göçük gibi ulaşılamayan kısımlarda olduğu için doğrudan uygulamalar yapılamamakta, yangınlı bölgeye delikler delinip uygun metotlar ile yangının söndürülmesi çalışmaları yapılmaktadır. Bu çalışmada, Çayırhan Linyit İşletmesinde dönümlü göçertmeli tam mekanize uzun ayak yöntemi ile üretim yapılan kömür ocaklarında meydana gelen gizli ve açık yangınlarla mücadele yöntemleri incelenmiştir. Bu kapsamda G sahası G-03 panosunda yangınla mücadele çalışmalarında kullanılan yöntemler incelenerek, değerlendirmeler yapılmıştır. 2

3 2 ÇAYIRHAN YERALTI LİNYİT İŞLETMESİNDE OCAK YANGINLARI İLE MÜCADELE YÖNTEMLERİ 2.1 Çayırhan Yeraltı Linyit İşletmesi Çayırhan Linyit İşletmesi, Ankara işinin 124km batısında yer alan linyit havzasında faaliyet göstermektedir (Şekil 1). İşletmede ocaklarından göçertmeli geri dönümlü üretim yöntemi ile tam mekanize kazı sistemi uygulanarak yıllık ortalama 5,5-5,8 milyon ton linyit kalitesinde tüvenan kömür üretimi yapılmaktadır (Kahraman ve Erarslan, 2011). Şekil 1. Yer bulduru haritası Çayırhan havzasında, kömür marn katmanları arasında üç damar halinde oluşmuştur. Üstteki iki linyit damarı üst linyit düzeyini oluşturmaktadır. Bu iki damar arasında ortalama 85cm kalınlığında arakesme bulunmaktadır. Sahada üretim üst linyit düzeyindeki iki damarda yapılmaktadır (Tatar, 1985). Üst linyit düzeyi için sahanın batısında arakesmenin kalınlığı 1,2-1,8m iken sahanın doğu kesiminde 0,5-1m arasında değişmektedir. Arakesmenin kalınlığı ocak üretim planını ve dolayısıyla makine-ekipman seçimini etkilemiştir. Sahanın batısında bulunan B, E ve H ocağı iki damar ayrı ayrı çalışacak şekilde planlanırken sahanın doğusunda bulunan C,G ve D ocakları tek ayak çalışacak şekilde planlanmıştır. 2.2 İşletme Ocaklarında Görülen Ocak Yangınları Kömür damarının özelliklerinden dolayı işletme ocaklarında kömürün kendiliğinden yanması oldukça fazla (hazırlık galerilerinde, ayak montaj kılavuzları vb. kısımlarda) görülmektedir. Yapılan çalışmalarda, ısınmaların açık alevli yangınlara dönüşmesinde kritik sıcaklık 159 C olarak tespit edilmiştir (Karpuz, vd., 2000). Ocaklarda jeolojik süreksizliklerden fayların ve çatlakların kızışmaları artırıcı olumsuz etkileri görülmektedir. İşletme ocaklarında açık ve ulaşılabilir yangınlar meydana gelmemiştir. Ancak, ayak gerisinde özellikle tahkimat malzemelerinin yanmasından kaynaklanan yangınlarla birkaç kez karşılaşılmıştır. 3

4 2.2 İşletmede Ocak Yangınları İle Mücadele Çalışmaları İşletmede meydana gelen açık ve gizli ocak yangınlarına karşı mücadele yöntemleri genel olarak; i. Yanan kısmın kazılarak uzaklaştırılması, ii. Yangınlı bölgeye kül+su enjeksiyonu, iii. Yangınlı bölgeye kül+çimento+su (ramble) enjeksiyonu iv. Su ile soğutma yapılması v. Portatif söndürücülerin kullanılması vi. Yüksek genişlemeli köpük kullanımı Yüzeye yakın kısımlarda meydana gelen gizli yangınlar, galeri yüzeylerinde yapılan ısı taramasıyla tespit edilmektedir. Daha sonra bu kısımlarda, uygun kazı çalışması ile yanan kısım kazılarak nakliyat ekipmanları ile uzaklaştırılmakta ve bu kazı yapılan kısma uygun tahkimat çalışması yapılmaktadır. Ulaşılması zor olan yangınlarda öncelikle yangınlı bölgeye ulaşabilmek için sondaj delikleri delinmektedir. Daha sonra yangının hava ile temasını keserek sönmesini sağlayabilmek amacıyla yangınlı bölgeye kül enjeksiyonu veya kül+çimento enjeksiyonu yapılmaktadır (Şekil 2). Şekil 2. Yangınlı bölgeye kül/ramble uygulaması şematik gösterimi Su ile soğutma, özellikle yanan bölgenin su enjekte edilmesi ile sıcaklığın düşürülmesini sağlamak amaçlarıyla kullanılmaktadır. Portatif söndürücüler, açık ve ulaşılabilir yangınlarda yangının söndürülmesi amaçlarıyla kullanılmaktadır. Yüksek genişlemeli köpük (izolasyon köpüğü) yangın bölgesinin hava yalıtımını sağlayarak yangınlı bölgeye hava kaçmasını önlemek amacıyla kullanılmaktadır. Aynı zamanda yangının kontrol altında tutulmasını da sağlamaktadır. 4

5 3 G 03 PANOSUNDA YANGINLARLA MÜCADELE AMACI İLE YAPILAN ÇALIŞMALARIN İNCELENMESİ 3.1 Panonun Genel Özellikleri G sahası panoları 3200m uzunluğunda ve ayak boyları 220m olarak planlanmıştır. G sahasında arakesmenin kalınlığının az olmasından dolayı taban kömürü, arakesme ve tavan kömürü tek ayak kazısı şeklinde yapılmaktadır. G sahası genel ayak üretim plan ve kesit görünüş Şekil 3 de sunulmuştur. Şekil 3. G sahası ayak üretimi kesit ve plan görünüşü G sektöründe ocak ana havalandırması emici tip cebri havalandırma şeklinde gerçekleştirilmektedir. Hazırlık galerisi, söküm ayak gibi yerlerin havalandırılmasında üfleyici tip tali havalandırma sistemi uygulanmaktadır. İncelenen sahanın genel havalandırma planı Şekil 4 de sunulmuştur. 3.2 Pano Üretiminde Karşılaşılan Ocak Yangınları Pano üretim çalışmaları sırasında ayak içerisinde meydanda gelen tavan kontrol sorunlarını gidermek amacıyla yapılan özel tahkimat çalışmaları(tahkimat köpüğü) nedeniyle yangınlar yaşanmıştır. Ayak içerisinde kesici-yükleyici makine ile kazı çalışmalarında makinenin gerisinden konveyör ve buna bağlı olarak da yürüyen tahkimat üniteleri arına ötelenmektedir. Kesici-yükleyici makinenin geçmesi ile konveyörün ötelenmesi arasında geçen süre içerisinde yaklaşık olarak tahkimat ünitesi genişliğinde tahkimatsız alan oluşmaktadır. Bu kısımlarda tavan koşulları da iyi değilse (süreksizlik, çatlak, su geliri, vb.)ayak içi akmaları göçükleri meydana gelmektedir (İbuk, 1996). 5

6 Şekil 4. G sahası ocak havalandırma planı İşletmede meydana gelen göçüklerde tahkimat olarak, demir çubuk tahkimatı, profilhidrolik direk tahkimatı, kimyasal enjeksiyon uygulaması ve boşalan yürüyen tahkimat ünitelerinin üzerine dolgu ve tahkimat görevini yerine getirmesi amacıyla; ramble alımı, tahkimat köpüğü kullanımı, domuzdamı örülmesi gibi uygun tahkimat çalışmaları gerçekleştirilmektedir (Şekil 5). Şekil 5. Ayak içi göçükleri ve tahkimat uygulaması G-03 panosunda ile tarihleri arasında 6 kez ayak içi göçüğü meydana gelmiştir. Bahsedilen tahkimat yöntemleri kullanılarak bu ayak içi göçükleri geçilmiştir. Göçüklerde kullanılan tahkimat köpüğünün uygulanması sırasında oluşan ekzotermik reaksiyonla oluşan ısının atılamaması ve diğer nedenlerin etkisinden dolayı ayak gerisinde (göçükte) 2 kez açık alevli yangın meydana gelmiştir. 6

7 Meydana gelen yangınların söndürülmesinde 5 aşamalı bir çalışma yürütülmüştür (Şekil 6): Şekil 6. Ayak gerisinde meydana gelen yangınla mücadele iş akış şeması 1.Aşamada, yangın dumanı gazlarından olan CO gazının gelirinden yangının varlığı tespit edilmiştir. Yangının tespitinde işletmede belli noktalara yerleştirilmiş olan ve kontrol merkezinden (uzaktan izleme merkezi) verileri izlenebilen sabit gaz sensörleri (Şekil 7) ve mobil olarak taşınarak lokal ölçümler yapılmasına olanak sağlayan gaz ölçüm cihazlarından (Çizelge 1) faydalanılmıştır. Şekil 7. Sabit gaz sensörleri ve kontrol merkezi Çizelge 1. İşletmede gaz ölçümlerinde kullanılan cihazlar Cihazın Adı Tip CO Ölçüm Cihazı El tipi CO 2 Ölçüm Cihazı El tipi CH 4 Ölçüm Cihazı(Pac Ex 2) El tipi (O 2 -CH 4 ) O 2 Ölçüm Cihazı El tipi X-am 2000 (3 lü) CO-O 2 -CH 4 X-am 7000 (5 li) CO-O 2 -CH 4 -O 2 -H 2 S 7

8 Ocak yangınları öncesi, sırası ve sonrası elde edilen ayak ilerleme değerleri ve üst taban yolundan ölçülen gaz değerleri Şekil 8,9 ve 10 da sunulmuştur. Şekil 8. Ayak içi göçükleri ve gaz geliri arasındaki ilişki 50 Ayak İlerlemesi CO Değerleri Ayak ilerlemesi(m) Gaz Değerleri (ppm) 50 0 Şekil 9. 1.Yangında elde edilen CO değerleri ile ayak ilerlemeleri arasındaki ilişki 8

9 20 Ayak ilerlemesi CO Değerleri Ayak İlerlemesi (m) CO değerleri (ppm) Günler Şekil 10. Ayak gerisinde oluşan ikinci yangına ait veriler 2.Aşamada, yangın büyüklüğünü belirlemek maksadıyla delici ekipman ile ayak arkasına belli aralıklarla delikler delinerek, delgi esnasında gelen suyun sıcaklığı ve gaz geliri incelenerek yangın alanının büyüklüğü (yürüyen tahkimatlardan kaç tanesinin gerisinde yangının olduğu) tespit edilmeye çalışılmıştır. Gerektiği durumlarda çalışmaları ocak içerisinde özel donanımlı tahlisiye ekipleri sürdürmüştür. 3.Aşamada ise yangınlı bölgeyi kontrol altına almak ve bu alana hava girmesini önlemek amaçlarıyla, bu kısımda bulunan yürüyen tahkimat üniteleri arasına yüksek genişlemeli köpük (izolasyon köpüğü) uygulaması yapılmıştır. Bu aşamada aynı zamanda, ayak gerisinde delikler delinerek kül+su enjeksiyonu yapılmıştır. 4.Aşamada, yangınlı bölge kontrol altına alındığı için tamamen yangının söndürülmesine yönelik olarak, ayak gerisine delikler delinerek su ile soğutma, kül uygulaması ve ramble uygulamaları yapılmıştır. 5.Aşamada, her aşamada yapılan gaz ölçümlerine devam edilmiştir. Yangın dumanı geliri ve duman ürünü gazların gelirinin olup olmadığının kontrollerine devam edilmiştir. Ayak üretimi sırasında da kontrollere devam edilmiştir. 9

10 5 SONUÇ VE DEĞERLENDİRME G-03 panosunda ayak gerisinde meydana gelen yangınlar, tahkimat köpüğünün reaksiyon ısısını atamamasından kaynaklanmıştır (Şekil 8). Buna ilave olarak, ayağın göçükten geçilmesi esnasında kullanılan profil malzeme ayak gerisinde kaldığında yangın oluşumunu sağlayacak hava akımının dolaşabileceği bir koridor oluşturmuştur. Yangının tespitinde, kontrol altına alınması ve yangın sonrası kontrollerde uzaktan izleme sisteminin ve yüksek gaz değerlerinde çalışabilen tahlisiye ekibi bulundurmanın önemi ortaya çıkmıştır. Meydana gelen 1.yangında ayak ilerlemesi hiç yapılamamış ve üretim tamamen durdurularak yangınla ilgili çalışmalar yapılmıştır (Şekil 9). Meydana gelen 1.yangın 2. yangına nispeten daha uzun sürmüştür. 1.Yangın sonrası gaz değerleri, üretim çalışmalarının başlamasıyla beraber 2. yangına göre daha hızlı bir şekilde azalmıştır (Şekil 9 ve Şekil 10). Buradan, ayak gerisinde oluşan bir yangında yangın tamamen söndürülmeden üretim çalışmalarına başlamanın çok verimli olmayacağı kanısına varılabilir. G-03 panosunda meydana gelen 2. yangından sonra ayak gerisinde yine ayak içi göçükler meydana gelmiştir. Fakat, tahkimat köpüğü kullanımının devam edilmesine karşın, daha etkin bir kontrol yapılması, malzemenin daha bilinçli kullanımı (uzmanlaşma) sayesinde ocak yangını meydana gelmemiştir. Bu tür çalışmalarda derhal ısı taraması yapılarak gerekli soğutma çalışmaları ile anında müdahalede edilmiştir. Ocak yangınları sürecinde ayak üretim yapamayacağı için, beklemeden kaynaklı tavan kontrol sorunlarının arttığı görülmüştür. Yangın oluşmadan yapılacak kontrollerin önemi ve böyle bir olayda olaylara müdahale hızının önemi daha sonraki üretim çalışmalarına etki ettiği gözlemlenmiştir. 10

11 KAYNAKLAR İbuki A., Özarslan, A., Atlas, M., Orta Anadolu Linyitlerinde Ayaklarda Tavan Kontrol Sorunları ve Uygulanan Yöntemler, Türkiye 10.Kömür Kongresi, Zonguldak. Kahraman, E. ve Erarslan, O., Çayırhan Yeraltı Linyit İşletmesi G Sahasında Hazırlık Çalışmalarının Değerlendirilmesi, 3. Maden Makinaları Sempozyumu, İzmir. Kahraman, E., Erdem, H.H., Sığırcı, C., 2011 Çayırhan Linyit İşletmesi Yeraltı Çalışanları İçin İş Sağlığı ve Güvenliği Eğitim Kitabı, Teknik Not, Ankara. Kalaycıoğlu, G., 1991 Yeraltı İşçileri İçin İşçi Sağlığı ve İş Güvenliği Eğitimi, Teknik Not, TKİ, Ankara. Karpuz, C., Güyagüler, T., Bağcı, S., Bozdağ, T. ve Keskin, S., Linyitlerin Kendiliğinden Yanmaya Yatkınlık Derecelerinin Tespiti: Bölüm:2: TKİ Yeraltı Ocakları Sonuçları, Madencilik Dergisi, Cilt:39, Sayı:3-4, Sayfa: Kılıç, Ö. ve Kılıç, A.M., Yeraltı Kömür Ocaklarında Oluşan Tehlikelerin İş Sağlığı ve Güvenliği Açısından İncelenmesi, İş Sağlığı ve Güvenliği Dergisi, Sayı: 41. Singh, R.N., Demirbilek, S. ve Turney, M., Kömürün Kendiliğinden Yanma Risk İndeksinin Maden Dizaynı Depolama ve Deniz Nakliyatı Uygulaması, 4. Kömür Kongresi, Zonguldak. Tatar, Ç., Orta Anadolu Linyitleri Kömür İşletmesinde Mekanize Pano Söküm Uygulamaları, Yerbilimleri, Sayı:26, Sayfa: