Yeraltı Madenlerinde Zararlı Gazlar ve Etkileri

Yeraltı Madenlerinde Zararlı Gazlar

Maden havası, yer altındaki çalışma alanlarını dolduran, su buharı ve gazların karışımından oluşan neredeyse her zaman tozlu olan bir havadır. Yeraltındaki havanın olumsuz yönde değişimi, genelde oksijen miktarının azalması ve karbondioksit ve diğer gazların artması olarak görülür. Bu değişim, maden havasını kirleterek ortamda yanıcı, boğucu ve zehirli gazların birikmesine yol açar. Yanıcı gazlara, metan (CH4), karbonmonoksit (CO) ve hidrojen (H2)örnek verilebilirken ; boğucu gazlara karbondioksit (C02), nitrojen (JV2) ve metan (CH4) örnek verilebilir. Zehirli gazlar ise karbonmonoksit (CO), azotun(N) tüm oksitleri, hidrojensülfür (H2S), kükürtdioksit(502) vb. gazlardan oluşmaktadır

Spor yaşamı boyunca 18 kez dünya rekoru kıran Çek Lokomotifi olarak ta anılan 1952 Helsinki Olimpiyat Oyunları’nda 5.000 m, 10.000 m ve maraton yarışlarında altın madalya kazanan atlet,

Maden havasının kirlenmesinin derecesi;




  • Cevherin veya kömürün içerdiği gaz miktarına
  • Cevherin veya kömürün oksijen ile birleşme eğilimine
  • Çalışma alanının boyutlarına,
  • Uygulanan maden yöntemine
  • Çalışma alanına gelen havanın miktarına
  • Makineleşme derecesine ve kullanılan makinelerin türüne bağlıdır.

 

Madenden dışarı çıkan gaz yorgun, kullanılmış hava olarak adlandırılır. Maden havasında bulunan herhangi zehirli veya patlamaya hazır gaz “aktif gaz” olarak adlandırılır.

Havanın tehlikeli gazlarla karışması( metan, karbonmonoksit, hidrojen sülfür vb.) grizu, kör nefes gibi gazların oluşmasına neden olur. Bunlar çalışan sağlığı ve işletmeler için son derece tehlikeli gazlardır.

CH4 + Hava → Çabuk tutuşabilen metan bataklık gazı olarak da bilinir. Patlayıcı ve boğucu son derece tehlikeli grizu gazı oluşur.

CO + Hava → Hafif ve son derece zehirli bir gaz olan karbonmonoksitin patlayıcı özelliği de vardır. Daha çok kömür madenlerinde görülür.

H2S + Hava → Kükürtlü hidrojen veya hidrojen sülfür son derece zehirli bir gazdır. Çürümüş yumurtaya benzeyen sert bir kokusu vardır. Tehlikeli miktarlarda nadiren görülen hidrojen sülfürün patlayıcı özelliği de vardır

CO + CH4 + C02 + H2 + N2 → Zehirli, boğucu ve patlayıcı ortam oluşturur. Grizu patlamasından sonra ortaya çıkan zehirli gazlar olarak bilinir

C02+ N2 → kör nefes veya kör soluk olarak bilinir. Boğucu bir gazdır ve madende %100 emisyonu mümkündür

 

Boğucu gazlar

Boğulma direkt olarak havanın içindeki oksijen miktarı ile alakalıdır. Oksijen havanın ana bileşenlerinden bir tanesidir.

Hayatın sürdürülebilirliği için gerekli olan oksijen normal sıcaklıkta kokusuz, renksiz ve tatsızdır. Olağan yanma içinde oksijene ihtiyaç vardır.Oksijen eksikliği veya oksijen miktarındaki azalma nefes almada zorluklar yaratır. Oksijen eksikliği madenlerde, kömürün veya madenin oksitlenmesinden, kerestenin çürümesinden , diğer gazların ortama eklenmesinden, yangınlardan, patlamalardan ve patlatmalardan ve nefes almadan kaynaklanır.

o2(%)Etki
21Normal nefes alma
19Neredeyse normal nefes alma(Lamba parlaklığının %30 u azalır)
17Nefes almada hızlanma ve zorlanma
15Baş dönmesi, sersemleme, bulanık görme
9Baygınlık veya bilinç kaybı
6Nefes almada yavaşlama ve durma,ardından kalpte durma
Çırpınma, kasılma ve kısa sürede ölüm

 

Bu tablodan anlışalacağı gibi oksijen miktarı yer altı madenlerinde yollarda ve çalışma alanlarında %19’dan az olmamalıdır. Oksijeni ölçmek için emniyet lambası kullanılır. Lambanın aydınlık şiddeti havadaki oksijen miktarı ile orantılıdır. %17-%18 02 altında lamba söner. 02 miktarındaki her % 0.1 azalma, ışık şiddettinin %3.5 azalmasına neden olur.

Karbondioksit(C02)

Karbondioksit, renksiz ve kokusuz bir gazdır fakat asidimsi bir tadı vardır. Havadan ağırdır(1.52g/cm3 ). Yanıcı bir gaz değildir. Yanma reaksiyonuna katkıda bulunmaz. Nefes alışverişinden ve karbon içeren herhangi bir maddenin(ahşap,kömür,petrol vb.) yanmasından oluşur. Ahşabın çürümesi, patlamalar ve yangınlar karbondioksitin ana kaynaklarıdır.

Karbondioksit miktarının insan sağlığına etkisi

Karbondioksit (%)Atmosfer havası (%)İnsanlar Üzerindeki Etkisi
199Hissedilir bir etkisi yoktur
397Nefes almak hafiften daha zorlaşır
5-695-94Sık ve zorlu soluk alma ve başağrısı
1090Şiddetli acı
1585Narkotik etki yüzünden kısmi bilinç kaybı
1882Boğulma ve ölüm
2575Kısa sürede ölüm

 

Karbondioksitin Tespiti

Karbondioksit emniyet lambasındaki parlaklığa göre tespit edilebilir. Donuk ve duman rengi ışık, ortamda en az %2 karbondioksit olduğunu gösterir. %1’i geçen yerlerde de insanlar çalıştırılmamalıdır.

Karbondioksit tespitinde; güvenilir testlerden biri de havayı kireçli su içinden geçirmektir. Sıvı yoğunlaşarak süt – tebeşir tozu rengini alır. Diğer bir tespit yöntemi de kimyasal analizlerdir.

Ülkemizde ve diğer ülkelerde oksijen ve karbondioksit için uygulanan standartlar asağıdaki tablodaki gibidir.

 Kabul edilebilir en düşük 02(%)En fazla izin verilebilen C02(%)
Türkiye19.00,5
Amerika19,50,5
Rusya200,5

 

 

Azot(W2)

Azot atmosferin yaklaşık %80’nini oluşturan gazdır. Renksiz, kokusuz, tatsızdır ve suda çözünmez. Patlayıcı ve zehirli bir gaz değildir. Yanma reaksiyonuna ve nefes alışverişine herhangi bir katkısı ya da zararı yoktur

Havadaki azotun önemi onun oksijeni seyreltmesidir. Eğer atmosferde saf oksijen varsa , yangınlar kontrol edilemez olur. Bu yüzden azot ekleyerek oksijeni seyreltmek ve oksijen miktarını azaltmak boğulmaya neden olabilir.

Ana kaynakları; organik maddelerin çürümesi , kaya veya kömür çatlaklarından yayılma ve patlatmalardır. Patlatmalarda 1 kg nitro-gliserin, 135 litre azot( JV2) açığa çıkarır

 

Zehirli Gazlar

Karbonmonoksit(CO)

Son derece zehirli bir gaz olan karbonmonoksit insan sağlığı açısından çok tehlikelidir. Havadan biraz daha hafiftir, özgül ağırlığı 0.96(g/cm3 )’dir. Renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Yanıcı bir gaz olan karbonmonoksit mavi alev çıkararak yanar fakat yanma reaksiyonunu başlatmaz ve sürdürmez.Bunun nedeni hiçbir zaman yangını başlatacak veya patlamaya sebep olacak kadar yeterli konsantrasyonda olmamasıdır

Kanda bulunan hemoglobin havadaki oksijeni akciğerlere oradan da vücuttaki diğer dokulara taşır. Eğer havada karbonmonoksit mevcutsa hemoglobin oksijen yerine karbonmonoksit ile birleşir çünkü karbonmonoksitin hemoglobine bağlanma yeteneği oksijenden 200-300 kat fazladır.Böylece oksi-hemoglobin yerine karboksi-hemoglobin oluşur ve bu yüzden dokulara kan taşıyan oksijen sayısı azalır. Ciğerler çok çabuk etkilendiği için nefes alma daha hızlı ve derin olur, nabız yükselir ve sonuç olarak karbonmonoksit normalden daha çabuk vücuda girer.Karbonmonoksit ile zehirlenmiş bir kişinin rengi pembeleşir. Karbonmonoksitin 8 saatlik çalışma süresi içinde geçmemesi gereken (esd) % 0.005(50 ppm) dir

Karbonmonoksit miktarının insan üzerindeki süreye bağlı etkisi

Konsantrasyon(%)İzin verilebilir maruziyet süresi
0,01Birkaç saat maruz kalınabilinir
0,04-0,06Farkedilmeden 1 saat normal nefes alınabilir
0,06-0,071 saatten sonra farkedilebilir etki gösterir
0,07-0,121 saatten sonra rahatsız eden fakat tehlikeli olmayan etki gösterir
0,12-0,201 saat maruziyet tehlikelidir
0,20-0,401 saatten az maruziyet tehlikelidir
≥0.401 saatten az sürede ölüme yol açar

 

Kan CO düzeyine göre klinik bulgular

Kan CO düzeyi(%)*Klinik Bulgular
%10-20Bulantı, yorgunluk, taşipne, duygusal dengesizlik, konfüzyon, sakarlık
%21-30Başağrısı,efor dispnesi, angina, görme duyusunda değişiklikler, çevreye uyumda hafif yetersizlik, tehlikeye karşı tepki vermede zayıflık, hafif güç kaybı, duyularda zayıflama
%31-40Baş dönmesi,sersemlik, bulantı, kusma, görme bozuklukları, karar almada yetersizlik
%41-50Bayılma, bilinç değişiklikleri, unutkanlık, taşikardi, taşipne
%51-60Nöbetler, koma, belirgin asidoz, ölümle sonuçlanabilir
%60 üzeriÖlüm

 

Karbonmonoksit zehirlenmesinde, kişiye oksijen verilmeli ve mümkün olan en kısa sürede ciğerlere oksijen gitmesi sağlanmalıdır. Eğer oksijen vermek mümkün değilse kişinin temiz hava alması sağlanmalıdır. Eğer kişinin bilinci kapalıysa temiz hava veya oksijen verilene kadar suni tenefüs yapılmalıdır. Kişi sıcak tutulmalı ve uyarıcı verilmelidir ve kişi gözetim altında tutulmalıdır.

Karbonmonoksit tespit teknikleri; laboratuarda kimyasal analizler, renk ölçüm detektörü, termal ve dijital detektörlerdir. Ayrıca karbonmonoksitin tespitinde diğer pratik yol; ketenkuşu, kanarya ya da fare gibi sıcakkanlı hayvanları kullanmaktır. Bu hayvanlar insanlardan daha çabuk etkilendikleri için tehlikeli atmosferden uzaklaşmak için erken uyarı verebilirler

 

Hidrojen sülfür (H2S)

Son derece zehirli olan hidrojen sülfür; renksiz bir gazdır. Koku duyusuna zarar verir. Çürümüş yumurtaya benzer bir kokusu vardır. Özgül ağırlığı 1.19(g/cm3 )’ dur ve %4-%44.5 konsantrasyon arasında patlayıcı bir gazdır.

Hidrojen sülfür gazı, kara barutun yanması sonucu, sülfürlü cevherlerin patlatılması sonucu ve su basmış yerlerin suyunu alma işlemi sırasında açığa çıkar.

Hidrojen sülfür miktarının insan sağlığına etkisi

Konsantrasyon(ppm)Etki
50-150Belirgin göz tahrişi, boğazda tahriş
150-400Belirgin göz tahrişi ve solunumda zorlanma
400-900Bilinçsizlik ve baygınlık
900-2000 veya ≥2000Şiddetli zehirlenme , 1 dakikadan kısa sürede ölüm

 

 

Kükürt dioksit(tf2S)

Kükürt dioksitin sert kükürtsü bir kokusu vardır. Çok zehirlidir fakat yanıcı bir gaz değildir. Özgül ağırlığı 2.26(g/cm3 )’dır. Yanmış demir piriti ve kükürtlü cevherlerin patlatılması ana kaynaklarıdır. Gözü, burnu ve boğazı tahriş eder. Teneffüs edilen havadaki yoğun miktarda kükürt dioksit akciğerlere zarar veri

Kükürt dioksit miktarının insan sağlığına etkisi

Konsantrasyon(ppm)Etki
20Öksürme; gözde, burunda ve boğazda tahriş
150Belki 1 dakika dayanılabilir
400Nefes almak imkânsızdır

 

Azot Oksitler

Nitrik oksit(NO), azot dioksit(JV02), azot trioksit(JV03), azot tetraoksit(JV2 04) ve nitröz oksit(JV20) azot oksitlerdir. Azot patlamalarında ve dizel motorların egzoz çıkışlarında görülürler. 30 dakikadan fazla %0.1 nitröz dumanı içeren havaya maruz kalmak tehlikelidir. 8 saatlik çalışma süresi içerisinde geçmemesi gereken konsantrasyonu 25 ppm’dir. Azot okstiler, patlatmalardan sonra barut tozu kokusu ile anlaşılabilir

Nitrik oksit miktarının insan sağlığına etkisi

Konsantrasyon(ppm)*Etki
25Uzun süre maruziyet için en fazla izin verilebilen konsantrasyondur
25-60Kısa sürede boğaz tahrişi
60-100Öksürük
100-200Kısa süreli maruziyet için bile tehlikelidir
≥200Kısa sürede ölüm

*Bu konsantrasyon değerleri azot dioksit(JV02) için 5 ile bölünmelidir

 

Azot dioksit, havanın içinde bulunan nem ile birleşerek nitrat asidine dönüşür ve bu asidin de canlıların sağlığı üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Azot oksit emisyonları atmosferde nitrik asit (HNO3) oluştururlar ve bu gazlara, çok az miktarda teneffüs etmek ölüme sebep olabilir. Azot dioksit(NO2) için eşik sınır değeri (esd) 5 ppm’dir.

Zararlı Gazlar ve Eşik Sınır Değerleri

Aşağıdaki tablo yeraltında bulunan zehirli gazlar ve bu gazların eşik değeri ve patlama limitlerini göstermektedir.

 

GazlarFormülEşik Sınır Değerleri (esd) (ppm)Patlama Limitleri (%)
Karbon monoksitCO5012,5-74
Karbon dioksitCO25000Yanıcı olmayan madde
Nitrik oksitNO25
Azot dioksitNO25
MetanCH45.0-15.0
Hidrojen sülfürH2S104.0-44.0
Kükürt dioksitSO25Yanıcı olmayan madde
HidrojenH24.0-75.0

 

Sonuç olarak yeraltı çalışma ortamında çalışmalar sırasında veya acil durumlar sonrası ortaya çıkan bu gazlar çalışanlar ve işletmeler için riskler doğurabilmekte, kalıcı rahatsızlıklar oluşturabilmekte ve en kötüsü de çalışanların hayatını kaybetmesine neden olabilmektedir. Bu yüzden maden proje ve uygulamalarının madencilik bilim ve teknoljisine uygun olarak yapılmasının sağlanması hem güvenlik hem de işletme ekonomisinin sağlanması açısından nihai çözüm olacaktır.

 

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.

Kaynaklar

Güyagüler, P. D. T.,Karakaş A.,Güngör A., (2005).Occupational health and safety in mining industry.
Ankara
http://cat.cu.edu.tr/Egitim/KARBON%20MONOKS%C4%B0T%20ZEH%C4%B0RLE
NMES%C4%B0_k%C4%B0TAP_Levent.pdf
http://orhankural.net/wp-content/uploads/2012/04/Madencilikte-%C3%B6zel-konular2-SON.pdf

4.9
Makaleyi Oylar mısınız?
[Total: 4 Average: 5]

Abone Ol
Haberin Olsun

NİG-e Abone Olun, son yayınlar önce size gelsin.

Abone olduğunuz için teşekkürler

Bir şeyler ters gitti.

Soru Sorun / Cevap Yazın