Kömür Ocaklarında Grizu Patlama Risk Değerlendirmesi Assessment of Firedamp Explosion Risk in Coal Mines Tevfik Güyagüler, Ömer Erdem Doğu Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Ankara T. Güyagüler ve Ö. Erdem (2010). Kömür Ocaklarında Grizu Patlama Risk Değerlendirmesi. İş Sağlığı ve Güvenliği Dergisi, Yıl: 10, Sayı:47 (Tem-Ağu-Eyl 2010) ÖZET Günümüz madenciliğinde maden kazaları ve meslek hastalıklarının değerlendirilmesi ve risk analizi büyük çapta uygulama alanları bulmaktadır. Risk zarara uğrama tehlikesi olarak tanımlanmaktadır. Tehlike ise potansiyel olarak zarara neden olabilecek durum ve davranışlardır. Risk değerlendirme, esas olarak, mevcut tehlikelerin çalışanlara ve çevresine verebileceği zararların ve alınacak tedbirlerin belirlenmesi için yapılan çalışmaların tamamı olarak tanımlanabilir. Son yıllarda madencilikte risk değerlendirme çalışmaları madenciliğin, yapılması gerekli bir parçası olarak kabul edilmektedir. Bu yazıda, gaz patlamaları ile ilgili risk değerlendirme işlemi ana hatları ile anlatılmıştır. Grizu patlaması için yapılan risk değerlendirme işlemi, tehlike kaynağı ve bu kaynağın oluşturduğu risk ve bu riski gidermek için alınacak önlemler ile denetim-izleme-gözden geçirme işlemlerinin tamamını kapsamaktadır. Madenlerde olasılığı az olmasına karşın verdiği zararın büyüklüğü nedeniyle grizu patlamaları risk değerlendirmede öncelikli olarak ele alınması gereklidir. Maden ocaklarında risk içeren işlemler için risk değerlendirmesinin yapılması, hem yasal bir zorunluluk hemde ocağın idamesi için gerekli olan sağlıklı bir işyeri ortamının oluşturulması için öncelikli konular arasındadır. ABSTRACT Today, the evaluation and the risk analysis of mine accidents and professional diseases are widely applied in mining industry. Risk is defined as the danger of exposing to hazard. Danger is the situation or behavior that potentially may cause to hazard. Generally, risk assessment can be defined as a complete work done to evaluate and eliminate the dangerous situations. In recent years, assessment of risk involved in mining is accepted as a part of the mining activities. In this paper assessment of underground gas explosion in coal mines is studied. Although the probability of the occurrence of firedamp explosion is low, it is wise to take into consideration in risk assessment due its severe consequences. Risk assessment for firedamp explosion includes the determination of the source of danger, related risk arise and the precaution taken to get rid of dangerous situation with control-observe-review processes. As a conclusion risk assessment procedure conducted to risky operation is a requirement due to not only to be a legal requirement but also to continue production under safe and healthy working environment.
1 GİRİŞ Risk değerlendirme çalışmaları 1980 li yıllarda önce petrokimya, nükleer, uzay çalışmaları ve askeri alanlarda başlatılmış, bilahare madencilik ile ilgili alanlarda uygulamaya geçirilmiştir. Son yıllarda başta madencilik olmak üzere, risk değerlendirme çalışmaları, birçok alanlarda, işin, yapılması gereken bir parçası olarak görülmeğe başlanmıştır. Risk değerlendirmesinde amaç bir işin daha etkili ve verimli sonuçlara ulaşmasını sağlamak, iş güvenliği ve işçi sağlığı açısından mevcut riski azaltarak iş kazalarını ve meslek hastalıklarını en aza indirmektir. Bir iş yerinde yapılması gereken ilk iş olası tehlikeler için risk seviyelerini belirlemek olmalı ve öncelikle en tehlikeli durumlar için risk değerlendirme çalışmaları yapılmalıdır. Bilindiği gibi grizu patlamaları, sadece ülkemizde değil, tüm dünyada yeraltı kömür madenciliğinde sıklıkla görülmekte ve çok sayıda ölümlere, yaralanmalara, maddi ve manevi kayıplara neden olmaktadır. Bu bildiride risk analiz ve risk seviye belirleme yöntemlerinin yanı sıra grizu patlamaları için risk değerlendirmesi konusu da incelenmiştir. 2 RİSK ANALİZİ VE RİSK SEVİYESİ BELİRLEME YÖNTEMLERİ Genelde risk analiz yöntemleri; nitelik esaslı (kalitatif), yarı sayısal ve sayısal (kantitatif) olmak üzere 3 gruba ayrılmaktadır. 2.1 Nitelik Esaslı Risk Analizi Bu yöntemde riskin bileşenleri olan, oluşacak olayın zarar düzeyi ve olayın gerçekleşme olasılığı, yani sıklığı; düşük, orta, ve yüksek gibi kelimeler kullanılarak tanımlanmaktadır. Bu durumda risk de yüksek, orta derecede ve düşük risk gibi sınıflara ayrılmaktadır. Bu tür sınıflandırma konuya ilişkin fazla bilgi bulunmaması durumunda yararlı olmaktadır. Nitelik esaslı yöntem ile hazırlanan bir örnek Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1. Nitelik esaslı risk analiz çizelgesi Neden Olduğu Zarar Düzeyi Kazanın Olma Olasılığı Yüksek Düşük Yüksek Çok Düşük Derecede Derecede Düşük derecede Düşük Çok Küçük Risk Bu sınıflandırmayı, Çizelge 2 de görüldüğü gibi, olayın olma olasılığı ve verdiği zararı çok sayıda gruplara ayırarak detaylı risk sıralama tablosu olarak elde etmek de mümkündür. Çizelgede en yüksek risk 1, risk olmayan durum ise 8 ile gösterilmiştir (Güyagüler, 2005) Çizelge 2. Risk sıralama çizelgesi 1 2 3 4 Zarar 1 1 2 3 4 Zarar 2 2 3 4 5 Zarar 3 3 4 5 6 Zarar 4 4 5 6 7 Zarar 5 5 6 7 8 2.2 Yarı Sayısal Risk Analizi Bu yöntemde kalitatif ölçeğe kısmen alacağı değerler verilmektedir. Burada amaç daha detaylı öncelik sırası elde edebilmektir. Bazı çalışmalarda işçilerin kaza yerinde bulunma olasılıkları da risk değerlendirmesine alınmaktadır. Örneğin olayın verdiği zarar derecesi 0-100 arasında, olayın olma olasılığı 0-10 arasında ve işçinin olay yerinde bulunma olasılığı 0-10 arasında değerlendirilerek risk sınıflarını tanımlamak mümkün olabilmektedir. Bu sınıflandırma yapıldıktan sonra rakamsal değerlerden aşağıda gösterildiği gibi risk çarpanı değeri bulunmaktadır.
Risk Çarpanı = Zarar derecesi x Kaza olasılığı x İşçinin orada bulunma olasılığı Bu eşitlik kullanılarak her durum için risk çarpanı sıralamasından riski belirlemek mümkün olabilmektedir. Bu durumda Risk Çarpanı 50 den küçük 50-100 arası, 100-200 arası ve 200 den büyük olduğunda sırasıyla düşük risk, kabul edilebilir risk, orta derece risk ve yüksek risk olarak isimlendirilmektedir (Joy, 2005). 2.3 Sayısal (Kantitatif) Risk Analizi Bu tür analizde olasılıklar hesaplanır ve risk sıralaması gerçek rakamlar verilerek belirlenir. Diğer bir deyişle, riskin gerçekleşmesi olasılığını belirleyen olasılık rakamsal olarak bulunmaktadır. İngiliz nükleer endüstrisi geçmiş bilgilere dayanarak yaptığı bir araştırmada değişik alanlarda bir yılda ölme riski aşağıdaki olasılıklarla belirtilmiştir (Güyagüler, 2002). Yıldırım düşmesi = 1/10 7 Evde yangın/patlama = 1/10 6 Trafikte ölme olasılığı = 1/10 4 Madende ölme olasılığı = 1/10 3 Yapılan benzer bir çalışmada Avustralya da madenlerde ölme riski 1/5000 olarak bulunmuştur (Joy, 2005). Sayısal risk analizinde kullanılan Hata Ağacı Modeli bu yöntem için örnek olarak verilebilir. 3 RİSK DEĞERLENDİRME UYGULAMASI Risk değerlendirmesi, mevcut tehlikelerin çalışmalara ve çevresine verebileceği zararların ve alınacak önlemlerin belirlenmesi için yapılan çalışmaların tamamı olarak tanımlanabilir. Riskin değerlendirilerek ortadan kaldırılması risk değerlendirme işleminin esasını teşkil eder. İşyerinde tehlikeli durumların taşıdığı riski azaltmak, başka bir deyişle risk değerlendirme işlemi genelde beş aşamada gerçekleştirilmektedir. Bunlar sırasıyla: - Zarar veren olayın tanımlanması, - Tehlikenin değerlendirilmesi, - Mevcut riskin değerlendirilmesi, - Kontrol önlemlerinin uygulanması, ve - Denetim, izleme ve gözden geçirmedir Risk değerlendirme genelde bir takım çalışması sonucu gerçekleştirilir. Takım elemanları öncelikle sistem, kaza sonrası olası zararlar, olasılıklar ve değerlendirmede gereken bilgileri toplamalıdırlar. Gruba, işin kapsamı detaylı olarak anlatılmalı, sistem ve sistem içindeki birim işlemler gözden geçirilmeli ve olası kaza ve vereceği zararlar belirlenmelidir. Bu işlem yapılırken potansiyel istenmeyen olaylar da tanımlanmalıdır. Risk değerlendirme kapsamı içinde risk analizi ve riskin kabul edilebilirliği tartışılmalıdır. Risk değerlendirme işleminin önemli basamaklarından bir tanesi olan, olası kaza ile ilgili mevcut kontrol ve önlem olanaklarının belirlenmesinin yanı sıra, yeni kontrol ve önlem olanaklarının da tanımlanması gerekir. 4 GRİZU PATLAMASI İÇİN RİSK DEĞERLENDİRMESİ 4.1 Patlama Olma Tehlikesi Kömür ocaklarında, tehlike kaynağı, bu kaynağın oluşturduğu risk, bu riski gidermek için alınacak önlemler ve denetim-izlemegözden geçirme risk değerlendirmesinin önemli bölümleridir. Kömür ocağında metan bulunması ve kömür tozunun yerde toplanmış olması tehlike kaynaklarıdır. Bu kaynaklara ilişkin riskler ise sırasıyla metan patlama riski ve patlamanın ocak içinde yayılma riskidir. Bu risk için alınabilecek önlemler kısaca, metan gazının birikmesinin önlenmesi, gazın patlamasının önlenmesi ve patlamanın yayılmasının önlenmesi olarak özetlenebilir. Denetim izleme gözden geçirme, metan gazının %1 den aşağıda tutulması, olası tutuşturucu kaynaklarının ortadan kaldırılması,toz ve su bariyerleri yerleştirmek ve taş tozu serpme işlemleri yapılması gerekenlerolarak sayılabilir. Grizu patlama tehlikesi için risk değerlendirme çalışması yapabilmenin ön
koşulu patlamaya ilişkin mekanizmayı, ocağın genel durumunu, havalandırma sistemini bilmek ve ilgili konulara hakim olmaktır. Grizu infilakı risk değerlendirmesi yapılırken patlayıcı atmosferin oluşmasının önlenmesi, potansiyel ısı kaynağının (tutuşturucu) elimine veya kontrol edilmesi ve patlama olması halinde vereceği zararın azaltılması gereği unutulmamalıdır. Bazı ocaklarda patlayıcı atmosferin oluşması mümkün olmayabilir. Ancak hala potansiyel patlama olasılığı mevcut olabilir. Örneğin, kömür ambarlarında yada stoklarda hava içindeki yanıcı toz potansiyeli patlamaya neden olabilir. Patlayıcı atmosferin oluşma riski ve patlama sonrasındaki oluşumlar; ocağın özelliğine, düzenine, oluşması muhtemel potansiyel patlama konsantrasyonuna, oluşan yanıcı gaz, yanıcı toz, yanıcı buhar durumuna vb. göre değişecektir. Bilindiği gibi yangın ve/veya patlama için yanıcı madde, oksijen ve bir tutuşturma kaynağının birlikte bulunması gereklidir. Yanabilen ya da potansiyel bir yanıcı madde, patlama ve yanma için bir tutuşturucu kaynağı olabilir. Kömür ocaklarında yanıcı madde olarak grizu, kömür, kömür tozu, ağaç, dizel, lastik ve plastik maddeler, yağlar, tüp gaz (asetilen propan) ve patlayıcı maddeler bulunmaktadır. Bu yanıcı maddeleri tutuşturma kaynakları, sürtünme sonucu oluşan ısı yada açık alev, içten yanmalı motorlar, göçük tarafında kalmış veya yola dökülen kırılmış kömür parçaları, kömürün kendi kendine ısınması, kesme makinelerinin kesici uçlarında oluşan ve yanmalara neden olabilen kıvılcım, elektrikli ve mekanik malzemeler ve ekipmanlarda oluşan kıvılcım ya da sıcak yüzeyle; kısa devre, topraklamadaki ya da dağıtım sistemindeki hatalar, kömür tozlarının statik elektrik sonucu oluşturduğu kıvılcımlar, patlayıcı ve kapsüller, kaynak, sigara, kibrit, çakmak, vb. olarak sayılabilir. Yanma ve patlama için gerekli oksijen miktarı ocak havası içinde her zaman mevcuttur. Risk değerlendirmede dikkate alınması gereken diğer bazı O 2 kaynakları; ısıtıldığında O 2 veren maddeler (Hidrojenperoksit), anfo, O 2 tüpleri ve sıkıştırılmış hava olarak sayılabilir. 4.2 Risk Değerlendirmesi Yukarıda veriler bilgiler kapsamında, patlama olayının risk değerlendirmesi için izlenecek işlem sırası aşağıda verilmiştir. i. Zarar veren olayın tanımlanması: Bu kapsamda patlamaya neden olacak potansiyel kaynaklar ile yanma ve patlamaya neden olabilecek maddelerin belirlenmesi gereklidir. Zarar tanımlama, risk değerlendirmesinde yapılması gereken ilk işlemdir. Ocakta yangın ve gaz patlaması tehlikesi bulunuyorsa risk değerlendirme işlemi her ikisi için de uygulanmalıdır. ii. Tehlikenin belirlenmesi: Bu aşamada, belirlenen tehlikelerin hangileri için ne tür önlemler alınacağı ve hangileri için risk derecelendirmesi yapılmasına yönelik risk analizinin yapılması gerektiğine karar verilmelidir. Bu kapsamda, ocak içinde yangının söndürülmesi, patlama ve patlamanın yayılmasının önlenmesi için daha önce alınan önlemler dikkate alınmalıdır Ocak yangınları her ocakta görülebilir. Ancak gaz patlaması riski bulunmayan bir ocakta patlama önleme ve kontrol önlemlerinin alınmasına da gerek olmayacaktır. iii. Riskin değerlendirilmesi: Bu kapsamda risk değerlendirilmesi yapılmasına yönelik analizlerin yapılması gereklidir. Eğer ocakta patlayıcı gaz varsa, risk değerlendirmesinde gerekli önlemlerin de dikkate alınması gereklidir. Bunlar patlayıcı gazın ocak havasına karışmasının engellenmesi veya gazı seyrelterek patlama sınırlarından uzaklaştırılması olarak sıralanabilir. Risk değerlendirmesinde özellikle daha fazla önlemlerin alınması gerekli kritik noktalar öncelikle dikkate alınmalıdır. Havalandırma ekipmanlarının bulunduğu yerler, metan drenaj sistemleri ya da onarım çalışmalarının sürdürüldüğü yerler gibi özel durumlarda kritik noktalar kapsamında
değerlendirilmelidir. Gaz patlamaları için yapılan risk değerlendirmesinde petrol içeren kayaçların civarındaki yüksek karbonhidratlı gaz karışımları, H 2, CO gibi patlayıcı gazlarda dikkate alınmalıdır. Bilindiği gibi, patlamanın zararları sadece patlamanın olduğu yerde değil, hava dönüş galerisi boyunca ya da birbirine bağlanmış havayolları kavşaklarında meydana gelebilir. Bu durum, çalışanların büyük bir bölümü için yüksek bir potansiyel risk kaynağıdır. Bu nedenle patlama risk değerlendirmesinde, patlamanın ocak içinde nasıl yayılacağı da dikkate alınmalıdır. Ocaklarda genelde gaz patlamaları toz patlamalarını tetikleyebilir. Gaz patlamasının oluşturacağı türbülans tabanda birikmiş tozları havaya karıştırarak toz patlamasına uygun bir ortam hazırlamakta ve yayılmakta olan alev patlama için yeterli konsantrasyona ulaşan tozun patlamasına neden olabilmektedir. Ancak kömür madenciliğinde, gaz patlaması olmadan da kömür tozu patlaması olayları az da olsa görülmektedir. Bu durum genelde kömür nakliyesinde büyük hatalar, eğimi fazla kömür taşıyıcı bantın kopması veya patlatma işleminde izin verilir patlayıcıların kullanılmadığı durumlarda görülmektedir. Belli bir tehlikeli durum nedeniyle yangın veya patlama olasılığının yüksek olması da değerlendirilmesi gereken diğer önemli bir konudur. Patlama olması yada yangın çıkması durumunda, olay sonrası durumun nasıl olabileceği de çalışmalarda dikkate alınması gereken diğer bir önemli konudur. Aynı zamanda bu durumlarda kimlerin nasıl zarar görebileceği de belirlenmelidir. iv. Kontrol önlemlerinin uygulanması: Bir sonraki aşama, patlamanın olmasını önlemek, kontrol veya yayılmasını engellemek için mevcut duruma ilave önlemlerin gerekip gerekmediğine karar vermektir. Kömür, yan kayaç ve göçükten sızan metan gazını kontrol için metan drenaj uygulaması, sürtünmenin neden olduğu patlama riskini en aza indirmek, kesme makine ve ekipmanları patlamaya neden olma riskini en aza indiren uygun iş makinelerinin sağlanması, anti-grizu cihazların kullanılması, havalandırma sisteminin metan seviyesini kontrol edebilecek nitelikte planlanması, güvenlikle ilgili ölçüm ve aletlerin test etme ve bakım işlerinin izlenmesi patlamayı önleyebilecek nitelikteki uygulamalardır. Patlamanın önlenmesi için her tür önlemlerin alınmasından sonra patlamanın yayılmasının önlenmesi için hangi önlemlerin alınması gerektiği de tanımlanmalıdır. Taş tozu ve su bariyerleri, taş tozu serpme, çökelen tozların katılaştırılması yada ortamdan uzaklaştırılması ve yangın söndürme sistemi oluşturma bu önlemlerin başlıcalarıdır. Ocakta vuku bulan önemli bulguların kayıt altına alınması ve bu bulguların yangın ve/veya patlamadan korunma planlarına dahil edilmesi patlamayı önleme çalışmaları açısından önemlidir. v. Denetim, izleme ve gözden geçirme: Bu aşamada, gerçekleştirilen risk yönetiminin tüm aşamaları ve uygulanması düzenli olarak denetlenir ve izlenerek aksayan unsurlar tekrar gözden geçirilir. Patlama risk değerlendirmesinin devamı olarak acil vaka düzenlemeleri tanımlanmalıdır. Bu düzenlemeler; işçilerin ocakta etkilenmiş yerlerden boşaltılması, makine ve ekipmanların enerji kaynaklarının kesilmesi ve etkilenmiş sahanın gazdan arındırılması olarak düşünülmelidir. 5 SONUÇ VE ÖNERİLER Sonuç olarak, her nerede patlayıcı gaz varsa, işveren uygun ve yeterli risk değerlendirmesi yapmak durumundadır. İşveren ayrıca potansiyel patlayabilir ortamın (yanıcı gaz, toz, buhar, vb.) oluşabileceği nedeniyle de patlamalar için bir değerlendirme yapmalıdır. Belirli tehlikeler için risk değerlendirme işleminin standardlaştırılması önemlidir. Bu kapsamda yeraltı kömür madenlerinde yangın ve patlama risk değerlendirme yöntemi standard hale getirilmelidir.
İşveren, ocakta oluşan yada bulunması muhtemel patlayıcı ortamın oluşmasına neden olan yanıcı gaz, kömür tozu, buhar gibi maddelerin neden olacağı patlama potansiyelini detaylı olarak tüm ocak için yapılması gerekli risk değerlendirmesi kapsamı içinde dikkate almalıdır. Kömür madenlerinde metan drenaj sistemleri, yanıcı gazı ortamdan uzaklaştıracak olması nedeniyle, üretim sırasında patlayıcı gazın ocak havasına karışmasını, dolayısıyla patlamayı engellenecektir Patlama risk değerlendirmesi ocaktaki mevcut kontrol önlemlerini de dikkate almalıdır. Örneğin potansiyel patlayıcı birikmesi durumunda etkili havalandırma, patlamanın olma olasılığını, dolayısıyla patlamanın yayılma riskini azaltacaktır. İşveren mevzuata göre ocaktaki risklerin değerlendirildiğini, sağlık ve güvenlik dokümanında göstermeli ve patlayıcı ocak havasına ilişkin önemli bulgular dikkate alınmalıdır. Yangın ve patlama önlemek için yapılan risk değerlendirme işlemi, potansiyel yangın ve patlama olasılığının neden olduğu riskin ve bunu önleme-kontrol etmek için alınacak önlemlerin tanımlanmasını içermelidir. Risk değerlendirme belli aralıklarla çalışanların karşı karşıya kaldığı patlama riskine etki edecek yada koşullarda değişikliklerin olması halinde yeniden gözden geçirilmelidir. KAYNAKLAR Güyagüler, T., Karakaş, A., Güngör, A., 2005. Occupational health and safety in mining industry, Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, 140 s. Güyagüler, T, 2002. Mine enviroment course notes, Maden Mühendisliği Bölümü, Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, 87 s. Joy, J,. 2005. National minerals industry risk assessment guideline, Minerals Industry Safety and Health Centre, Australia.