INCALZIREA SPONTANA SI AUTOAPRINDEREA CARBUNILOR

INCALZIREA SPONTANA SI AUTOAPRINDEREA CARBUNILOR

In anumite conditii, in aflorimente, mine, cariere sau in depozite de carbuni (stocuri) carbunii se pot autoaprinde. De exemplu, in Oltenia s-au produs autoaprinderi in cariera si mina Lupoaia, carierele: Rosiuta, Valea Mare, Jilt Nord, Pinoasa, Rovinari Est, Rugetu, Alunu (Oltet), Rosia de Jiu, Urdari, Pesteana Sud, Berbesti, Panga, Cerna etc.

Incalzirea spontana reprezinta un proces termic complex, dependent de doua cauze principale: ABSORBITIA DE OXIGEN si ACUMULAREA CALDURII degajate din aceasta.

1. Absorbtia de oxigen este un fenomen insotit de degajare de caldura dovedit de cresterea raportului atomic O/C in carbunii alterati. Cantitatea de oxigen absorbit depinde de:

- continutul in oxigen al atmosferei inconjuratoare;

- gradul de sfaramare al carbunilor (cu cat sunt mai sfaramati cu atata este mai mare suprafata lor de contact cu aerul);

- continutul in substante humice (acizii humici din lignina contin fenoli care absorb mult oxigen);

- temperatura carbunilor (cresterea temperaturii accelereaza absorbtia oxigenului).

La randul ei, cresterea temperaturii (sursa de caldura) in carbuni poate fi determinata de:

- degajarea de caldura rezultata in urma patrunderii oxigenului in structura carbunilor;

- descompunerea piritei poate creste temperatura carbunilor de la 65^oC, pana la

114^oC la umiditatea optima (dupa Preda et al., 1993).

umiditatea optima, (este cunoscut faptul ca absorbtia de oxigen creste in prezenta umiditatii). Prin descompunerea apei rezulta OH- si H3, grupul OH intretine arderea, iar hidrogenul arde;

- insolatia carbunilor favorizata de culoarea inchisa a acestora (predominant neagra).

Acumularea de caldura in carbuni este determinata de faptul ca acestia sunt rai conducatori de caldura, ceea ce permite acumularea caldurii ce poate sa conduca la cresterea temperaturii pana la autoaprindere.

Combustia spontana (Autoaprinderea) carbunilor este dependenta de urmatorii factori:

- gradul de carbonificare (rangul);

-gradul de fisurare (inainte de exploatare) si de sfaramare (dupa exploatare, in depozite sau stocuri);

- cantitatea de oxigen din atmosfera; ( intensitatea curentilor de aer.

Chiar daca incalzirea carbunilor si acumularea de caldura nu ating parametrii necesari declansarii combustiei spontane, oxidarea carbunilor conduce la degradarea lor, acestia pierzand (vezi Preda et al., 1993) pana la 40 % din puterea calorifica in numai 6 luni de expunere la aerul atmosferic.

Expunerea indelungata a carbunilor inferiori (lignitilor) la actiunea: oxigenului atmosferic, caldurii solare si actiunii bacteriilor aerobe in prezenta umiditatii, conduce la degradarea carbunilor. Astfel, in carierele de lignit din Oltenia am constatat ca in fronturile vechi, neexploatate de mai multi ani, cum este cazul frontului nordic al carierei Lupoaia, pe o adancime de 20 - 30 cm, carbunii oxidati au pierdut 3 - 4 % din continutul in carbon si din bruni-mati, cu spartura neregulata, au devenit negri-semiluciosi, cu spartura concoidal - prismatica.

Prevenirea autoaprinderii, fenomen de o mare periculozitate, are in vedere urmatoarele:

controlul temperaturii in stocuri;

imprastierea carbunilor in stocuri la atingerea temperaturilor de peste 50-60^oC;

limitarea accesului umiditatii si a aerului la carbuni;

in cazul carbunilor superiori este posibila conservarea carbunilor sub apa.

Prin combustia carbunilor, rocile argiloase inconjuratoare (din acoperis) se coc, inrosindu-se intocmai cum se petrece cu argila din care sunt fabricate caramizile, rezultand portelanitele. Uneori, datorita continutului ridicat de Fe₂O₃ portelanitele pot fi negre, cenusii sau violace. Prin circulatia preferentiala a aerului pe anumite fisuri se poate produce topirea rocilor adiacente rezultand zguri asemanatoare zgurilor metalurgice. Analiza mineralogica a acestor zguri a fost facuta de Seclaman (1983).