Coal self-heating and explosibility: Fid-Bau Portal

Coal self-heating and explosibility

Gouws, M.J. / Knoetze, T.P.

In südafrikanischen Kohlengruben war zwischen 1970 und 1990 der Hauptgrund für 254 Grubenbrände die Selbstentzündung der Kohle. Durch brennbare Gase entstanden 21 % der Brände. Explosionen verursachten 93 Verletzungen und 218 Todesfälle. Die Vorfälle haben zu Versuchen geführt, um die Explosivität und Selbsterhitzung ohne ständige aktuelle Tests vorauszusagen. Die Explosivität von Kohlenstaub kann in Termini eines experimentell bestimmten Explosivitätsindexes K_ex ausgedrückt werden. Kohlen mit einem K_ex-Wert kleiner 70 bar/s werden als nichtexplosiv eingestuft, während Kohlen mit einem K_ex-Wert größer 90 bar/s eine Explosion einleiten können. Für Zwischenwerte müssen weitere Versuche durchgeführt werden. 46 unterschiedliche Kohlen wurden getestet, um die Relation zwischen K_ex und dem Gehalt an leichtflüchtigen Bestandteilen zu untersuchen. Statistische Analysen zeigten, daß der beste Prädikator des K_ex-Wertes der Heizwert der leichtflüchtigen Bestandteile war. Zur Bestimmung der Neigung zur Kohlenselbstentzündung wurden die Ergebnisse der Entzündungstemperaturen in einem Thermogramm einer Differentialthermoanalyse aufgezeichnet. Kohlen mit einem Indexwert größer 5 hatten eine große Neigung zur Selbsterhitzung, die mit einem Wert kleiner 3 eine geringe Neigung. Es wurden mehr als 100 Kohlen getestet. Duplikate der Proben, die in dem Gerät für Entzündungstemperaturen getestet wurden, wurden auch im Kalorimeter beprobt. Daraus wurde ein Kalorimeterindex entwickelt. Ein Wert größer 6 zeigt ein hohes Risiko. Versuche zeigten auch eine inverse Relation zwischen der Neigung zur Selbstentzündung und Explosivität. Die Selbstentzündung ist nicht nur wichtig für die Grubensicherheit, sondern auch für die Aufgabenstellungen zu Umweltprogrammen.