Incêndios e explosões representam uma ameaça constante à segurança dos mineiros e à capacidade produtiva das minas. Os incêndios e explosões de minas tradicionalmente figuram entre os desastres industriais mais devastadores.

No final do século XIX, incêndios e explosões em minas resultaram em perdas de vidas e danos materiais em uma escala sem precedentes em outros setores industriais. No entanto, um claro progresso foi alcançado no controle desses perigos, como evidenciado pelo declínio dos incêndios e explosões de minas relatados nas últimas décadas.

Este artigo descreve os riscos básicos de incêndio e explosão da mineração subterrânea e as salvaguardas necessárias para minimizá-los. Informações sobre proteção contra incêndio em minas de superfície podem ser encontradas em outras partes deste enciclopédia e em padrões como os promulgados por organizações como a National Fire Protection Association nos Estados Unidos (por exemplo, NFPA 1996a).

Áreas de Atendimento Permanente

Por sua natureza, as áreas de serviço permanente envolvem certas atividades perigosas e, portanto, precauções especiais devem ser tomadas. Oficinas de manutenção subterrânea e instalações relacionadas são um perigo especial em uma mina subterrânea.

O equipamento móvel nas oficinas de manutenção é regularmente considerado uma fonte frequente de incêndios. Incêndios em equipamentos de mineração movidos a diesel geralmente surgem de vazamentos em linhas hidráulicas de alta pressão que podem pulverizar uma névoa aquecida de líquido altamente combustível em uma fonte de ignição, como um coletor de escape quente ou turbocompressor (Bickel 1987). Incêndios neste tipo de equipamento podem crescer rapidamente.

Grande parte do equipamento móvel usado em minas subterrâneas contém não apenas fontes de combustível (por exemplo, óleo diesel e hidráulica), mas também fontes de ignição (por exemplo, motores a diesel e equipamentos elétricos). Assim, este equipamento apresenta um risco apreciável de incêndios. Além deste equipamento, as oficinas de manutenção geralmente contêm uma variedade de outras ferramentas, materiais e equipamentos (por exemplo, equipamentos de desengorduramento) que são um perigo em qualquer ambiente de oficina mecânica.

As operações de soldagem e corte são uma das principais causas de incêndios em minas. Espera-se que esta atividade ocorra regularmente em uma área de manutenção. Precauções especiais devem ser tomadas para garantir que essas atividades não criem uma possível fonte de ignição para incêndio ou explosão. Informações sobre proteção contra incêndio e explosão relacionadas a práticas seguras de soldagem podem ser encontradas em outras partes deste enciclopédia e em outros documentos (por exemplo, NFPA 1994a).

Deve-se considerar a possibilidade de tornar toda a área da loja uma estrutura completamente fechada de construção resistente ao fogo. Isto é particularmente importante para lojas destinadas a uma utilização superior a 6 meses. Se tal arranjo não for possível, então a área deve ser protegida por um sistema automático de supressão de incêndio. Isso é especialmente importante para minas de carvão, onde é fundamental minimizar qualquer fonte potencial de incêndio.

Outra consideração importante para todas as áreas da oficina é que elas sejam ventiladas diretamente para o retorno de ar, limitando assim a propagação de produtos de combustão de qualquer incêndio. Os requisitos para esse tipo de instalação são claramente descritos em documentos como NFPA 122, Norma para Prevenção e Controle de Incêndios em Minas Subterrâneas de Metais e Não Metálicos, e NFPA 123, Norma para Prevenção e Controle de Incêndios em Minas Subterrâneas de Carvão Betuminoso (NFPA 1995a, 1995b).

Baías de combustível e áreas de armazenamento de combustível

O armazenamento, manuseio e uso de líquidos inflamáveis ​​e combustíveis representam um risco especial de incêndio para todos os setores da indústria de mineração.

Em muitas minas subterrâneas, os equipamentos móveis são tipicamente movidos a diesel, e uma grande porcentagem dos incêndios envolve o combustível usado por essas máquinas. Nas minas de carvão, esses riscos de incêndio são agravados pela presença de carvão, pó de carvão e metano.

O armazenamento de líquidos inflamáveis ​​e combustíveis é uma preocupação especialmente importante porque esses materiais se inflamam mais facilmente e propagam o fogo mais rapidamente do que os combustíveis comuns. Tanto os líquidos inflamáveis ​​quanto os combustíveis são frequentemente armazenados no subsolo na maioria das minas não carboníferas em quantidades limitadas. Em algumas minas, a principal instalação de armazenamento de óleo diesel, óleo lubrificante e graxa e fluido hidráulico é subterrânea. A gravidade potencial de um incêndio em uma área subterrânea de armazenamento de líquidos inflamáveis ​​e combustíveis requer extremo cuidado no projeto das áreas de armazenamento, além da implementação e aplicação rigorosa de procedimentos operacionais seguros.

Todos os aspectos do uso de líquidos inflamáveis ​​e combustíveis apresentam preocupações desafiadoras de proteção contra incêndio, incluindo a transferência para o subsolo, armazenamento, distribuição e uso final em equipamentos. Os perigos e métodos de proteção para líquidos inflamáveis ​​e combustíveis em minas subterrâneas podem ser encontrados em outras partes deste enciclopédia e nas normas NFPA (por exemplo, NFPA 1995a, 1995b, 1996b).

Prevenção de incêndio

A segurança para incêndios e explosões em minas subterrâneas é baseada nos princípios gerais de prevenção de incêndios e explosões. Normalmente, isso envolve o uso de técnicas de segurança contra incêndio de bom senso, como evitar fumar, bem como fornecer medidas de proteção contra incêndio integradas para evitar que os incêndios cresçam, como extintores portáteis ou sistemas de detecção precoce de incêndio.

As práticas de prevenção de incêndio e explosão em minas geralmente se enquadram em três categorias: limitar as fontes de ignição, limitar as fontes de combustível e limitar o contato do combustível e da fonte de ignição.

Limitando as fontes de ignição é talvez a forma mais básica de prevenir um incêndio ou explosão. As fontes de ignição que não são essenciais para o processo de mineração devem ser totalmente proibidas. Por exemplo, fumar e qualquer fogo aberto, especialmente em minas de carvão subterrâneas, deve ser proibido. Todos os equipamentos automatizados e mecanizados que possam estar sujeitos a acúmulo indesejado de calor, como transportadores, devem possuir interruptores de escorregamento e sequência e disjuntores térmicos em motores elétricos. Explosivos apresentam um perigo óbvio, mas também podem ser uma fonte de ignição para poeira suspensa de gás perigoso e devem ser usados ​​em estrita conformidade com os regulamentos especiais de detonação.

Eliminar as fontes de ignição elétrica é essencial para evitar explosões. Equipamentos elétricos operando onde metano, pó de sulfeto ou outros riscos de incêndio podem estar presentes devem ser projetados, construídos, testados e instalados de modo que sua operação não cause incêndio ou explosão em minas. Invólucros à prova de explosão, como plugues, receptáculos e dispositivos de interrupção de circuito, devem ser usados ​​em áreas perigosas. O uso de equipamentos elétricos intrinsecamente seguros é descrito com mais detalhes em outras partes deste enciclopédia e em documentos como NFPA 70, Código Elétrico Nacional (NFPA 1996c).

Limitando as fontes de combustível começa com uma boa limpeza para evitar acúmulos inseguros de lixo, panos oleosos, pó de carvão e outros materiais combustíveis.

Quando disponíveis, substitutos menos perigosos devem ser usados ​​para certos materiais combustíveis, como fluidos hidráulicos, correias transportadoras, mangueiras hidráulicas e tubos de ventilação (Bureau of Mines 1978). Os produtos altamente tóxicos da combustão que podem resultar da queima de certos materiais muitas vezes requerem materiais menos perigosos. Por exemplo, a espuma de poliuretano já havia sido amplamente utilizada em minas subterrâneas para selos de ventilação, mas mais recentemente foi banida em muitos países.

Para explosões de minas de carvão subterrâneas, pó de carvão e metano são normalmente os principais combustíveis envolvidos. O metano também pode estar presente em minas não carboníferas e é mais comumente manuseado por diluição com ar de ventilação e exaustão da mina (Timmons, Vinson e Kissell 1979). Para o pó de carvão, todo esforço é feito para minimizar a geração de pó nos processos de mineração, mas a pequena quantidade necessária para uma explosão de pó de carvão é quase inevitável. Uma camada de poeira no chão com apenas 0.012 mm de espessura causará uma explosão se suspensa no ar. Assim, o pó de rocha usando um material inerte, como calcário pulverizado, dolomita ou gesso (pó de rocha) ajudará a evitar explosões de pó de carvão.

Limitando o contato do combustível e da fonte de ignição depende da prevenção do contato entre a fonte de ignição e a fonte de combustível. Por exemplo, quando as operações de soldagem e corte não podem ser realizadas em compartimentos à prova de fogo, é importante que as áreas sejam molhadas e os combustíveis próximos cobertos com materiais resistentes ao fogo ou realocados. Extintores de incêndio devem estar prontamente disponíveis e um posto de vigilância contra incêndio pelo tempo necessário para proteção contra incêndios latentes.

Áreas com alta carga de materiais combustíveis, como áreas de armazenamento de madeira, paióis de explosivos, áreas de armazenamento de líquidos inflamáveis ​​e combustíveis e lojas, devem ser projetadas para minimizar possíveis fontes de ignição. Equipamentos móveis devem ter linhas de fluido hidráulico, combustível e lubrificante redirecionadas para longe de superfícies quentes, equipamentos elétricos e outras possíveis fontes de ignição. Protetores de spray devem ser instalados para desviar sprays de líquido combustível de linhas de fluido quebradas para longe de possíveis fontes de ignição.

Os requisitos de prevenção de incêndio e explosão para minas são claramente descritos nos documentos da NFPA (por exemplo, NFPA 1992a, 1995a, 1995b).

Sistemas de Detecção e Alerta de Incêndio

O tempo decorrido entre o início de um incêndio e sua detecção é crítico, pois os incêndios podem crescer rapidamente em tamanho e intensidade. A indicação mais rápida e confiável de incêndio é através de sistemas avançados de detecção e alerta de incêndio usando analisadores sensíveis de calor, chama, fumaça e gás (Griffin 1979).

A detecção de gás ou fumaça é a abordagem mais econômica para fornecer cobertura de detecção de incêndio em uma grande área ou em toda a mina (Morrow e Litton 1992). Os sistemas térmicos de detecção de incêndio são comumente instalados em equipamentos autônomos, como sobre esteiras transportadoras. Dispositivos de detecção de incêndio de ação mais rápida são considerados apropriados para certas áreas de alto risco, como áreas de armazenamento de líquidos inflamáveis ​​e combustíveis, áreas de reabastecimento e lojas. Detectores ópticos de chamas que detectam a radiação ultravioleta ou infravermelha emitida por um incêndio são frequentemente usados ​​nessas áreas.

Todos os mineiros devem ser avisados ​​assim que um incêndio for detectado. Às vezes, telefones e mensageiros são usados, mas os mineradores geralmente estão distantes dos telefones e geralmente estão amplamente dispersos. Nas minas de carvão, os meios mais comuns de alerta de incêndio são o desligamento da energia elétrica e posterior notificação por telefone e mensageiros. Esta não é uma opção para minas sem carvão, onde tão poucos equipamentos são alimentados eletricamente. O alerta de fedor é um método comum de comunicação de emergência em minas subterrâneas não carboníferas (Pomroy e Muldoon 1983). Sistemas especiais de comunicação de radiofrequência sem fio também têm sido usados ​​com sucesso em minas de carvão e não-carvão (Bureau of Mines 1988).

A principal preocupação durante um incêndio subterrâneo é a segurança do pessoal subterrâneo. A detecção precoce e o alerta de incêndio permitem o início de um plano de emergência na mina. Tal plano garante que as atividades necessárias, como evacuação e combate a incêndios, ocorrerão. Para garantir a implementação tranquila do plano de emergência, os mineiros devem receber treinamento abrangente e retreinamento periódico em procedimentos de emergência. Exercícios de incêndio, completos com a ativação do sistema de alerta de minas, devem ser realizados com frequência para reforçar o treinamento e identificar pontos fracos no plano de emergência.

Mais informações sobre detecção de incêndio e sistemas de alerta podem ser encontradas em outras partes deste enciclopédia e em documentos da NFPA (por exemplo, NFPA 1995a, 1995b, 1996d).

Contenção do fogo

Os tipos mais comuns de equipamentos de combate a incêndio usados ​​em minas subterrâneas são extintores manuais portáteis, mangueiras de água, sistemas de sprinklers, pó de rocha (aplicado manualmente ou de uma máquina de pó de rocha) e geradores de espuma. O tipo mais comum de extintores de mão portáteis são tipicamente aqueles que usam produtos químicos secos multiuso.

Os sistemas de supressão de incêndio, manuais ou automáticos, estão se tornando mais comuns para equipamentos móveis, áreas de armazenamento de líquidos combustíveis, correias transportadoras e instalações elétricas (Grannes, Ackerson e Green 1990). A supressão automática de incêndio é especialmente importante para equipamentos autônomos, automatizados ou de controle remoto, onde não há pessoal para detectar um incêndio, ativar um sistema de supressão de incêndio ou iniciar operações de combate a incêndio.

A supressão de explosão é uma variação da supressão de incêndio. Algumas minas de carvão européias usam essa tecnologia na forma de barreiras passivas ou acionadas de forma limitada. Barreiras passivas consistem em fileiras de grandes banheiras contendo água ou pó de rocha suspensas no teto de uma entrada de mina. Em uma explosão, a frente de pressão que precede a chegada da frente de chama desencadeia o despejo do conteúdo das cubas. Os supressores dispersos extinguem a chama à medida que ela passa pela entrada protegida pelo sistema de barreira. As barreiras acionadas utilizam um dispositivo de atuação elétrico ou pneumático que é acionado pelo calor, chama ou pressão da explosão para liberar agentes supressores que são armazenados em recipientes pressurizados (Hertzberg 1982).

Incêndios que atingem um estágio avançado devem ser combatidos apenas por equipes de combate a incêndio altamente treinadas e especialmente equipadas. Quando grandes áreas de carvão ou madeira estiverem queimando em uma mina subterrânea e o combate ao incêndio for complicado por extensas quedas de telhado, incertezas de ventilação e acúmulo de gás explosivo, medidas especiais devem ser tomadas. As únicas alternativas práticas podem ser a inertização com nitrogênio, dióxido de carbono, os produtos de combustão de um gerador de gás inerte, ou inundando com água ou selando parte ou toda a mina (Ramaswatny e Katiyar 1988).

Mais informações sobre supressão de incêndio podem ser encontradas em outras partes deste enciclopédia e em vários documentos da NFPA (por exemplo, NFPA 1994b, 1994c, 1994d, 1995a, 1995b, 1996e, 1996f, 1996g).

Contenção de Incêndio

A contenção de incêndio é um mecanismo de controle fundamental para qualquer tipo de instalação industrial. Meios para confinar ou limitar um incêndio em mina subterrânea podem ajudar a garantir uma evacuação mais segura da mina e diminuir os perigos do combate a incêndios.

Para minas de carvão subterrâneas, óleo e graxa devem ser armazenados em recipientes fechados e resistentes ao fogo, e as áreas de armazenamento devem ser de construção resistente ao fogo. Estações de transformadores, estações de carregamento de baterias, compressores de ar, subestações, lojas e outras instalações devem ser alojadas em áreas resistentes ao fogo ou em estruturas à prova de fogo. Equipamentos elétricos não supervisionados devem ser montados em superfícies não combustíveis e separados de carvão e outros combustíveis ou protegidos por um sistema de supressão de incêndio.

Materiais para construção de anteparas e vedações, incluindo madeira, tecido, serras, pregos, martelos, gesso ou cimento e pó de rocha, devem estar prontamente disponíveis para cada seção de trabalho. Em minas subterrâneas sem carvão, óleo, graxa e óleo diesel devem ser armazenados em recipientes hermeticamente fechados em áreas resistentes ao fogo a distâncias seguras de depósitos de explosivos, instalações elétricas e estações de poço. Barreiras de controle de ventilação e portas corta-fogo são necessárias em certas áreas para evitar a propagação de fogo, fumaça e gás tóxico (Ng e Lazzara 1990).

Armazenamento de reagentes (moinhos)

As operações usadas para processar o minério produzido em uma operação de mineração podem resultar em certas condições perigosas. Entre as preocupações estão certos tipos de explosões de poeira e incêndios envolvendo operações de transportadores.

O calor gerado pelo atrito entre uma correia transportadora e um rolo de acionamento ou roda-guia é uma preocupação e pode ser resolvido pelo uso de interruptores de sequência e deslizamento. Esses interruptores podem ser usados ​​de forma eficaz junto com cortes térmicos em motores elétricos.

Possíveis explosões podem ser evitadas eliminando as fontes de ignição elétrica. Equipamentos elétricos operando onde metano, pó de sulfeto ou outros ambientes perigosos podem estar presentes devem ser projetados, construídos, testados e instalados de forma que sua operação não cause incêndio ou explosão.

Reações de oxidação exotérmica podem ocorrer tanto em minérios de sulfeto de carvão quanto metálicos (Smith e Thompson 1991). Quando o calor gerado por essas reações não é dissipado, a temperatura do maciço rochoso ou pilha aumenta. Se as temperaturas se tornarem altas o suficiente, pode ocorrer uma combustão rápida de carvão, minerais sulfetados e outros combustíveis (Ninteman 1978). Embora os incêndios por ignição espontânea ocorram com relativa pouca frequência, eles geralmente são bastante prejudiciais para as operações e difíceis de extinguir.

O processamento do carvão apresenta preocupações especiais porque pela sua natureza é uma fonte de combustível. Informações sobre proteção contra incêndio e explosão relacionadas ao manuseio seguro de carvão podem ser encontradas em outras partes deste enciclopédia e em documentos NFPA (por exemplo, NFPA 1992b, 1994e, 1996h).

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