188509. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a levegőben hirtelen feldúsuló vagy felhíguló gázok és/vagy gőzök, főleg gázömlés és/vagy gázkitörés jelzésére
1 188 509 2 A találmányi megoldás szerint a levegőtől eltérő gázok diffúziós sebességkülönbségét diffúziós szűrő által határolt kamra nyomásváltozásával érzékeljük és folyamatos működésű jelzőkészüléket hozunk működésbe. A berendezés gázérzékelőből és jelzőkészülékből áll. A gázérzékelőben érzékelőfej és jelátalakító van. Az érzékelőfejben a kamrát diffúziós szűrő és membrán fogja közre. A találmány tárgya olyan eljárás és berendezés, amely alkalmas az iparban, különösen a bányászatban és vegyiparban a bányatérségekben, illetve az üzemi légterekben a veszélyes gázok hirtelen feldúsulásának, a gázkitörésnek és/vagy a gázfelszabadulás hirtelen változásainak, pl. a metánfejlődés időszakos megszűnésének jelzésére és így a dolgozók gázkitörést, vagy gázömlést megelőző figyelmeztetésére, vagy riasztására, illetve egyéb preventív intézkedések megtételére. Mint ismeretes, a bányalevegőben — leggyakrabban kőszénbányákban — a feldúsuló metán — ha az oxigéntartalom 12 % alá csökken - az ott dolgozók fulladását ás bizonyos koncentrációban gázrobbanást okoz. A bányaiparban különböző aktív és passzív védekezési eljárásokat és intézkedéseket alkalmaznak, pl.: feszültségcsökkentő fúrás, előzetes anyagkivétel, lazítórobbantás, provokációs robbantás, védőtelepes művelés, hidraulikus teleproncsolás. Mindemellett esetenként szükséges a veszélyeztetett helyekről a dolgozók kivonása, a termelés megszüntetése és a dolgozók önmentő készülékekkel történő felszerelése. A védekezési módok eredménytelenségének leggyakoribb oka a veszélyes helyzet kellő időben való felismerésének hiánya, és az, hogy a gázkitörés helyétől távolabb, de annak következtében fnég veszélyeztetett helyeken a kellő jelzés nem volt megoldott. A zárt bányatérségekben a metángázkitörés ugyanis nem csak a közvetlen környezetet, hanem a szellőzés irányával szemben hatva és főleg a szellőztető levegő irányában bányaszinteket, sőt egész bányamezőket ellepett. Az ilyen esetben a metángáz terjedési sebessége meghaladja a dolgozók lehetséges menekülési sebességet. A gázkitörést követő pánikhelyzet mindezt súlyosbítja, a dolgozók az önmentő készülék használatát gyakran elmulasztják, veszélybe sodorva önmagukat. A metángáz mennyiség százalékos értékének meghatározására legrégibb és legegyszerűbb a Davy-féle benzinoiztonsági lámpával végzett mérés, ahol a láng magasságából következtetnek a gázkoncentrációra. E módszer nagy gyakorlatot kíván és a mért érték csak a lámpa közvetlen környezetére érvényes, maga a lámpa is (pl. kiégett háló esetén) súlyos szerencsétlenség okozója lehet. A benzinbizíonsági lámpa elvétől eltérő, de azonos célú megoldások születtek. Az egyik megoldásnál a platina drót adszorpciókcpességét felhasználva, azt villamos árammal hevítik sötétvörös izzásig és ez metántartalmú levegőben tovább melegszik, világosabban izzik, ebből következtetnek a metánkóncentrációra. Más mérőműszereknél, felismerve a platina égéskatalizáló hatását, egy kamrában, amelyen át a vizsgálandó gázt áramoltatják, több száz °C hőmérsékletű platinahuzalt helyeznek el. Az éghető gáz pl. metán hatására a platinahuzal hőmérséklete tovább növekszik, ezzel együtt növekszik a villamos ellenállása is. amit mérnek, és ebből határozzák meg a metán százalékos értékét. A módszer hátránya, hogy a platina metán jelenlétében párolog, csökken a huzal keresztmetszete, villamos ellenállása növekszik, a mért értékek megbízhatatlanok. A hiba különböző módszerekkel sem küszöbölhető ki teljesen. (Hargittai Emil: Gázok műszeres elemzése. Műszaki Könyvkiadó Bp. 1978. 27. old.) A technika állásához tartozik és a gyakorlatban ez idő szerint a legfejlettebb módszernek az Unor gázelemzőben felhasznált elvet tartják. Lényege: a vizsgálandó gázon áthaladó infravörös sugárzás elnyelődése. A műszerben a sugarat egy összehasonlító és egy mérőküvettán eresztik át, az összehasonlító küvettában nemes gáz van. Az érzékelő küvetta nyomásváltozásából határozzák meg a vizsgálandó gáz koncentrációját. A műszert gázkitörésveszélyes bányákban, a metánszivárgás folyamatos észlelésére alkalmazzák, egyes esetekben a műszer jelzését központi diszpécser szolgálathoz vezetik. Veszélyes szint észlelésekor a riasztást a diszpécser végzi, külön riasztó hálózaton (telefon, hangosbeszélő). E módszer közvetlen riasztásra alkalmatlan, a műszer felépítése bonyolult, optikai rendszere miatt a szennyeződésre érzékeny, motorikus meghajtást és felfűtést igényel, különböző gázfajtákra történő átállítása nehézkes, hirtelen gázkoncentráció-változást nem a szükséges mértékben érzékeli és reakcióideje viszonylag hosszú, a gyakorlat számára nem kielégítő. Találmányunk által megvalósítani kívánt feladat az, hogy viszonylag egyszerű berendezéssel, olyan üzemeljárást tegyünk lehetővé és alkalmazzunk a gyakorlatban, amellyel a bányatérségekben, illetve más légterekben a veszélyes gázok, pl. a metán, vagy széndioxid és/vagy gőzök, pl. benzingőz hirtelen, dinamikus feldúsulását, vagy szükséges esetben a gáz- vagy gőzfejlődés hirtelen megszűnését legfeljebb 2 másodpercen belül észlelni tudjuk és az észleléssel egyidőben a gázkoncentráció-változás helyén és azokkal összefüggő légterekben, térségekben a dolgozókat közvetlenül riasztójelzések, adott esetben hang- és fényjelzés adását tegyük lehetővé. A feladat megoldásával célunk az, hogy megbízható észlelő- és jelzőrendszer létrehozásával elsősorban a baleseteket előzzük meg, de cél az is, hogy az eddig az észlelés és jelzés megbízhatatlansága miatti termeléskieséseket, a dolgozóknak a termelőhelyről való indokolatlan kivonását csökkentsük, illetve megszüntessük, a dolgozók biztonságérzetét növeljük. A találmányunk lényegét a következő felismerések alapozták meg: — A veszélyes gáz feldúsulása nem csak a közvetlen e térségben tartózkodók számára, hanem a gáz terjedési irányában távolabb tartózkodók számára is veszélyes lehet. így a riasztó jelet minden érintett helyen megbízhatóan észlelni kell. A riasztó jelet a gázérzékelő megsemmisülése esetén is fenn kell tartani. — A két különböző molekulasúlyú gáz elegyében a molekulák közepes transzlációs sebessége fordítva arányos a molekulasúlyuk négyzetgyökével. Egy pórusos falon át a kisebb molekulasúlyú gáz nagyobb diffúziós sebességgel hatol át. A levegőtől eltérő molekulasúlyú gáz vagy gőz a pórusos fa! egyik oldalán a környezettől eltérő túlnyomást vagy depressziót hoz létre. — Ha egy pórusos falú érzékelő kamrát túlnyomás nélküli, 100 %-os metánnal töltött térbe helyezünk, az érzékelő kamrában 2 másodpercen belül legalább 200 Pa túlnyomás keletkezik. A találmány eljárás a levegőben hirtelen feldúsuló vagy felhíguló gázok és/vagy gőzök, főleg gázömlés és/vagy gázkitörés jelzésére, a veszélyes gázok és/vagy gőzök fo-5 10 15 20 25 30 35 41 45 51 55 60 65 2
