Metan Drenajı ve İş Güvenliği

Metan drenajı ve iş güvenliği tedbirlerine uygun olarak yapılmayan bir çalışmanın verimli bir şekilde yürütülebilmesi mümkün değildir

Metan Nedir?

Metan renksiz, kokusuz patlayıcı bir gazdır. Özgül ağırlığı 0.55 (g/cm3 )’dir. Aslında zehirli olmayan metan, eğer maden havasında oksijen oranını %12’ nin altına düşürecek kadar mevcut ise boğucu özellik göstermektedir. Metan patlaması, maden havasında % 4 -15 metan bulunduğu durumlarda gerçekleşebilir; en güçlü patlama ortam havasında %9,5 metan oluşumu ile meydana gelir. Metanın yanma ısısı, ısı kaynağına bağlı olarak 650-750 ºC arasında değişmekte, patlamadan sonra çevrede ısı 1800-2500 ºC’ye çıkmaktadır. Patlamadan sonra ortamın basıncı 9 kat artış göstermektedir. Yanan 1 kg CH4, 13300 kcal ısı açığa çıkarmaktadır ki bu oran 1 kg barutta 580 kcal’dir.

Madencilik Sektörü Meslek Hastalıkları

Şekilde farklı CH4 ve 02 oranlarına sahip grizunun oluşturacağı riskler Coward üçgeni üzerinde açıklanmaktadır. Grizu patlamasının olabilmesi için metan gazı(Ctf4) , oksijen (02) ve karışımın patlamasına neden olan ateşleme kaynağı olmak üzere üç etkenin bir araya gelmesi gerekir. 02 miktarı havada % 12-20 arasındaysa, metan miktarı %7-15 arasındaysa patlama gerçekleşebilir. 02%12’den az ise metan miktarı %15’den fazla ise patlama gerçekleşmez.

Metan, kapalı ocak maden işletmelerinde üç şekilde maden havasına karışabilir;

• Metan emisyonu
• Metan üflenmesi
• Ani metan çıkışı

Metan Nasıl Oluşur?

Metan; kısa aynalarda, dar alanlarda, jeolojik olarak kalınlığı sabit olmayan alanlarda, kömür madeninin kuru alanlarında ve toz çıkışı sırasında görülür. Ayrıca kömür aynasından, makine tarafından kırılan kömürden ve konveyörde taşınan kömürden de metan çıkışı gözlenebilir. Metan patlaması yeterli miktarda oksijenin (%12’ den yüksek), patlayıcı gazın CH4(%5-15) bir araya gelmesi ve bir tutuşturucu kaynak ile teması sonucunda gerçekleşir.

Tutuşma kaynakları açık ateş, fazla ışınan yüzeyler, sürtünme veya elektrik ile oluşan kıvılcımlar ve patlayıcılar olabilir. Patlama sırasında sıcaklık dar alanlarda 2150-2650 ºC’ye, geniş yerlerde ise 1850 ºC ’ye ulaşabilir. Patlama sonrasında basınçlı hava dalgası ve alev dalgası oluşur, alev dalgası ikincil ve üçüncül patlamalara neden olabilir.

Metan patladıktan sonra patlama noktasında yüksek bir basınç kuvveti ile “ileri şok” olarak adlandırılan hava dalgası oluşturur. Patlama noktasındaki gazların soğuması ve su buharının yoğunlaşması neticesinde düşen basınç etkisi ile “ters şok” isimli ikincil bir etki oluşur. İleri şoktan daha düşük kuvvetli olmasına rağmen ters şok daha fazla yıkıcı etkiye sahiptir.

Metan tespiti için kullanılan detektörler:

• Otomatik detektörler( alarmlar)
• Ring Rose alarmı
• Metan ölçerler (Dijital-normal)
• Alevli güvenlik lambasıdır

Yeraltında açığa çıkan metanı, drenaj yapılmadığı durumlarda, tam olarak kontrol edebilmek mümkün değildir. Bu nedenle, yeraltında kullanılan tüm ekipmanların grizuya karşı güvenli olması gereklidir. Buna rağmen çalışma esnasında kıvılcım oluşumunu tam olarak önlemek mümkün olmayabilir. Bu nedenle, grizu patlamalarının önlenmesinin en etkin yolu çalışma öncesi ve sırasında drenaj yapılmasıdır.

TÜRKİYE’DE ŞİMDİYE KADAR YAŞANAN BAZI MADEN OCAĞI KAZALARI ŞÖYLE:

Elektrikle Yapılan Çalışmalarda 5 Altın Kural

7 Mart 1983: Armutçuk’ta grizu patlaması (103 ölü).

10 Nisan 1983: Kozlu’da grizu patlaması (10 ölü).

31 Ocak 1987: Kozlu’da göçük (8 ölü).

31 Ocak 1990: Bartın’ın Amasra ilçesinde grizu patlaması (5 ölü).

7 Şubat 1990: Amasya Yeni Çeltik’te grizu patlaması (68 ölü).

3 Mart 1992: Kozlu’da grizu patlaması (263 ölü).

26 Mart 1995: Yozgat’ın Sorgun ilçesinde grizu patlaması (37 ölü).

22 Kasım 2003: Karaman’ın Ermenek ilçesinde grizu patlaması (10 ölü).

8 Eylül 2004: Kastamonu’nun Küre ilçesinde yangın (19 ölü).

2 Haziran 2006: Balıkesir’in Dursunbey ilçesinde grizu patlaması (17 ölü).

10 Aralık 2009: Bursa’nın Mustafakemalpaşa ilçesinde grizu patlaması (19 ölü).

17 Mayıs 2010: Zonguldak’ta grizu patlaması (30 ölü).

8 Ocak 2013: Kozlu’da grizu patlaması (8 ölü).

10 Mayıs 2014 – Manisa ( Soma) Tarihimizin en büyük maden kazası (301 ölü)

28 Ekim 2014 – Karaman (Ermenek) (18 Ölü)

17 Kasım 2016 – Siirt  (Şirvan) (16 ölü)

4 Ekim 2022 – Bartın (Amasra) (44 ölü)

Metan Drenajı ve İş Güvenliği

Metan drenajı, kömür ocaklarında damar ve tabakalardan ocak atmosferi içine nüfuz eden grizunun işyerlerine ulaşmadan bertaraf edilmesinde uygulanan bir işlemdir.

Metan drenajı ilk olarak İngiltere’de uygulanmıştır ve daha sonra tüm dünyaya yayılarak hem güvenlik hem de ekonomik yararlar sağlanması amacıyla uygulanır hale gelmiştir.

Maden Kazalarının Nedenleri

Metan drenajı, üretim faaliyeti başlamadan önce ve üretim sırasında olmak üzere 2 farklı şekilde yapılabilmektedir. Üretim faaliyeti başlamadan önce yapılan metan drenajı uygulamasıyla kömürün içermekte olduğu metanın % 50 – % 90 arasında bir oranda emilimi sağlanmaktadır. Kömür metan içeriğinin yaklaşık 10m3 /ton‘dan fazla olduğu yerlerde üretim öncesi mutlaka metan drenajı yapılması önerilmektedir. Üretim sırasında gerçekleştirilen metan drenajı uygulamasında ise % 30 – % 60 arasında bir oranda metan gazı emilimi sağlanabilmektedir.

Üretim faaliyeti başlamadan metan drenajı ile metan gazı doğrudan kömür damarına ulaşılan sondajlar yardımıyla yapılmaktadır. Bu sayede kömürün metan içeri azaltılarak hazırlık ve üretim çalışmaları sırasında ocak havasında metanın risk yaratma potansiyeli azaltılmış olur. Metan drenajı üretim faaliyeti başlamadan 2-7 yıl önce yapılmalıdır.

Bir sahada üretim öncesi metan drenajı yapılmış olsa dahi üretim sırasında da metan drenajı uygulamasına devam edilmelidir. Kullanılan drenaj delik sistematiği ve mühendislik teknolojisi açısından üretim sırasında metan drenajı uygulaması temel olarak 3’e ayrılmaktadır:

Sondajla maden çıkartılan işyerlerinde İSG Önlemleri

Yatay sondaj delikleri ile drenaj :

Taban ve tavan deliklerinden metanın emilmesi ve emilen metanın uygun teçhizatlar ile yeraltında depolanıp yer üstüne iletilmesi sağlanır. Bu yönteme panodan üretim yapılmadan önce başlanmalı ve üretim sırasında devam edilmelidir. Böylece iş sağlığı ve güvenliği yönünden metan hususunda gerekli önlemlerin alınması sağlanır. 300 metrelik delikler kısa delik olarak kabul edilir ve metan emilimi yaklaşık %20’ dir. 1200 metrelik uzun deliklerden ise metan emilimi yaklaşık %40 kadardır.

Çapraz sondaj delikleri ile drenaj :

Özellikle tavan ve tabandan da metan gelirinin olduğu durumlarda maden açıklıklarından açılı olarak, çapraz şekilde delinen sondaj deliklerinden de metan drenajı yapılmaktadır.

Göçükten metan drenajı :

Yeraltı kömür madeninde göçüğe bırakılan kısımda da metan oluşumu gözlenmektedir. Yeryüzünden göçüğe bırakılan alanın üstüne dikey sondajlar açılarak veya bir degazifikasyon galerisinden göçüğe bırakılan alana dik veya açılı sondajlar gerçekleştirilerek göçüğe terk edilmiş alandaki metanın emilimi sağlanır. Yerüstünden sondajlar ile göçükten metan emilimi sırasında elde edilen gazın metan içeriği %30 – %70 arasında olmaktadır.

Drenaj sistemlerinin performansı ve elde edilen gaz içerisindeki metan oranı; sondajların lokasyonuna, kömür damarının gaz içeriğine, üretim yöntemine, kömür damarı sayısına, kömür damarının kalınlığına ve gaz üretim süresine bağlı olarak değişmektedir.

Yeraltında Maden İşyerlerinde İş Güvenliği Önlemleri

Drenaj yöntemlerinin karşılaştırılması

Metan Drenajının Maliyet-Ekonomik Değerlendirmesi

ABD Ulusal İş Sağlığı ve Güvenliği Enstitüsü(NIOSH) tarafından yapılan araştırmada; Oda-topuk sisteminde gerçekleştirilen metan drenajı, 19m3 /ton metan geliri sağlanabildiği zaman ekonomik olarak değerlendirilmektedir. Uzun ayak yönteminde kömür üretilen yeraltı kömür madenlerinde ise metan drenajının ekonomikliği 12 m3 /ton metan geliri olduğu zaman oluşmaktadı

Yaklaşık 14 m3 /ton metan geliri olan kömür madeninde (20 yıl süreyle) yeryüzünden dikey sondaj delikleri oluşturularak yapılan metan drenajı yöntemi ile $11.000.000 tasarruf sağlandığı araştırmalar sonucu ortaya çıkmıştır. Buna ek olarak yatay sondaj delikleriyle metan renajı uygulanırsa ek olarak $3.000.000 daha tasarruf sağlanabilmektedir

Madenlerde Sağlık Tehlikeleri ve Riskler

Metan drenajının avantajları

• Metan miktarı ile üretim arasında ters bir orantı mevcuttur. Ortamda yüksek metan oranı tespit edilirse üretime zorunlu olarak ara verilmek zorundadır ve üretimin sekteye uğraması sonucu ekonomik olarak kayıplar söz konusu olabilir.
• Üretim öncesi açığa çıkabilecek metanın yaklaşık %50 ila %90’ı emilerek uzaklaştırıldığı için yeraltı çalışması sırasında tehlike yaratacak boyutta metan gelirinin olması önlenecektir.
• Metan geliri azaldığı için havalandırma maliyetleri azalacak ve metan nedeniyle çalışılamayan süre önemli ölçüde kısalacağı için iş verimi artacak ve maliyetler düşecektir. Ayrıca toz oluşumu azalacak ve daha rahat bir çalışma ortamı oluşacaktır
• Üretilen metandan ekonomik bir gelir sağlanacaktır. Drenaj ile elde edilen metan; elektrik enerjisi üretiminde, kömür kurutmada, araçlarda yakıt olarak, ısınma ve soğutmada, endüstriyel tesislerde ve termik santrallerde yakma havasına katılarak kullanılmakta, doğal gaz boru hatlarına dahi verilmektedir.
• Metan drenajının uygulandığı ocaklarda havalandırma maliyetinin büyük ölçüde azaltılması sağlanmaktadır. Bu aşağıdaki şekilde açık bir şekilde görülmektedir.

Maden işletmelerinde uygulanan işlemler sürecine bir bütün olarak bakılmalıdır. İş sağlığı ve iş güvenliği tedbirlerine uygun olarak yapılmayan bir çalışmanın verimli bir şekilde yürütülebilmesi mümkün değildir. Yeraltı madenlerinin iş sağlığı ve güvenliğini ilgilendiren konularda en yüksek risklerden birini taşıdığı unutulmamalıdır. Bu yüzden yapılacak eğitimlerde işverenlerin ve çalışanların yeraltındaki gazları tanıması, riskleri öğrenmesi ve oluşabilecek tehlikeleri bilmesi yeraltı madenlerinde kalıcı iş sağlığı ve güvenliği kültürünün oluşmasını sağlayacaktır.

Yazının tüm hakları www.nedenisguvenligi.com‘a aittir. Telif hakları kanunu gereğince kopyalanamaz ve/veya farklı bir yerde kullanılamaz. Ancak alıntı yapıldığında link ve adres verilmek zorundadır.