پایگاه خبری تحلیلی ایراسین، با وجود اینکه معادن زغال سنگ از جمله مناطق مستعد خطر تلقی می‌شوند، اما به خاطر شرایط ویژه هر معدن، به طور معمول استانداردهای بین‌المللی در مورد این مناطق به درستی رعایت نمی‌شود. هر کشوری قوانین و دستورالعمل‌های خاص خود را دارد. برخی از این قوانین نیز به این اختصاص دارند که کدام بخش‌های یک معدن زغال‌سنگ، منطقه مستعد خطر بوده و کدام بخش‌های آن، جز مناطق مستعد خطر محسوب نمی‌شوند. به طور معمول و در حالت کلی، هر معدن دست نخورده و بکر زغال سنگ را می‌توان به طور کامل یک منطقه مستعد خطر به شمار آورد؛ فارغ از اینکه شرایط هر بخش آن چیست.

هیأت مدیره معادن زغال سنگ در کشور بریتانیا، از مدیران معدن‌های زغال سنگ درخواست کرده معدن‌هایی را که تحت سرپرستی دارند بر اساس منطقه (Zone) دسته‌بندی کنند. در کشور کانادا نیز مؤسسه CSA استاندارد خاص خود را تحت عنوان CAN/CSA-M421-93 منتشر و به اجرا درآورده است. بر اساس این استاندارد، می‌توان بخش‌ها و قسمت‌های مختلف یک معدن زغال سنگ را بر اساس سطح خطر آن دسته‌بندی کرد. بر اساس این استانداردها، فقط دستگاه‌ها و ابزار آلات برقی برای استفاده در معدن‌های تحت خطر گازهای منفجره و قابل اشتعال مورد قبول هستند که تاییدیه استفاده در مناطق مستعد خطر را داشته باشند. علاوه بر آن، استانداردها این نکته را نیز تعیین می‌کند که در آن دسته از محل‌هایی که گاز متان یک و بیست و پنج صدم درصد حجم فضای موجود را اشغال می‌کند؛ تحت هیچ شرایطی مجاز به استفاده از نیروی الکتریسیته نیستیم. در این مورد فقط و فقط یک استثنا وجود دارد و آن هم چراغ قوه‌های ایمن ذاتی هستند که در معادن استفاده می‌شوند. این نوع چراغ قوه‌ها به دو صورت ممکن است توسط کارکنان معدن‌ها مورد استفاده قرار بگیرند:

الف. کارکنان چراغ قوه‌ها را به صورت معمول در دست بگیرند.

ب. چراغ قوه‌ها برای استفاده راحت‌تر و آزاد بودن دست‌ها، روی کلاه کارکنان نصب شود.

نباید این نکته را فراموش کرد که در مورد چراغ قوه‌های فوق‌الذکر، سازمان CENELEC وابسته به اتحادیه اروپا، استاندارد BS EN 50033 را مدنظر قرار داده است. این استاندارد را در حقیقت می‌توان یکسان و برابر با استاندارد IEC 62013 در IEC به شمار آورد. در نتیجه، بخش‌های فوق‌الذکر در معدن‌ها Zone 0 به حساب می‌آیند. از میان انواع متدهای معمول و کاربردی بهره‌برداری از معدن‌های زغال سنگ، می‌توانیم به متدی به نام دیواره بلند اشاره کنیم. این متد بسیار کاربردی بوده و استفاده اصلی آن مربوط به آن دسته از معادنی است که عمق نسبتاً بیشتری دارند. در این دست معادن، به طور معمول دو تونل وجود دارد: یک تونل به عنوان تونل ورودی هوا و تونل دیگر به عنوان تونل خروجی هوا. تونل ورودی هوا، هوای تازه را از بالای تسمه نقاله‌هایی که وظیفه خارج کردن زغال‌سنگ‌های استخراج شده از معدن را به خارج از معدن برعهده دارند، وارد معدن می‌کند. با توجه به اینکه هوای خروجی همواره پایین‌تر از حدی است که منجر به انفجار گاز قابل اشتعال متان شود؛ پس می‌توان نتیجه‌گیری کرد تا زمان کارآمد شدن این سیستم تهویه ساده، برای ایجاد مناطق مستعد خطر دچار هیچ‌گونه مشکلی نخواهیم شد. در حقیقت، تنها در صورتی در مناطق مستعد خطر با مشکل مواجه خواهیم شد که این سیستم تهویه هوا یا از کار بیفتد یا به نحوی دچار ایراد شود.

در روش دیواره بلند، در داخل تونل جایی وجود دارد که به برش دادن زغال‌سنگ اختصاص داده شده است. در این بخش، گاز متان در مقادیر زیادی به طور معمول وجود دارد. علاوه بر آن، ممکن است مقادیر قابل توجهی گاز متان نیز به صورت کاملاً ناگهانی و بی‌مقدمه در این بخش از تونل تخلیه شود. حجم گاز متان تولیدی در یک معدن زغال‌سنگ را می‌توان وابسته به مقدار زغال‌سنگ مورد استخراج از آن معدن به شمار آورد. به همین دلیل، بهترین کار برای پیشگیری از هرگونه آتش‌سوزی احتمالی و صدمات و خسارات ناشی از آن، این است که هریک از لوازم و ابزارآلات الکترونیکی به کار رفته در این بخش از تونل (به عنوان مثال می‌توان از روشنایی‌ها و انواع موتورهای الکتریکی مورد استفاده در تونل نام برد) باید کاملاً با شرایط معدن‌های زغال سنگ مناسب باشند. همان طور که اشاره شد، هوای خروجی از معدن‌های زغال سنگ دارای حجم عظیم و قابل توجهی از گاز قابل اشتعال متان است. این گاز از زغال سنگ‌های استخراج شده از معادن سرچشمه می‌گیرد. پس می‌توان این طور نتیجه گرفت که ضریب خطر هوای خروجی از معادن زغال سنگ بسیار بالا است.

اول: طبقه‌بندی مناطق مستعد پرخطر گازی بر اساس استاندارد API

Zone 0 به آن معناست که در کل طول مسیر تونل، هیچ‌گونه وسیله و ابزار الکترونیکی وجود ندارد؛ مگر وسایل هشداردهنده گاز یا ابزارآلات آشکارساز گاز، که آنها نیز با استفاده از متدهای ایمن ذاتی، به طور کامل محافظت و ایمن‌سازی می‌شوند. این نکته مهم را به هیچ وجه نباید از یاد برد که تنها خطر در معادن زغال‌سنگ به عنوان مناطق مستعد خطر، وجود و انباشت گاز قابل اشعال متان نیست. در حقیقت، در این معدن‌ها علاوه بر خطر گاز سمی متان، خطر وجود غبار زغال‌سنگ نیز وجود دارد. البته این خطر همواره در دسته‌بندی‌ها بعد از خطر گازهای متان در درجه دوم قرار می‌گیرد؛ این به این دلیل است که غبار زغال‌سنگ به طور معمول در سطح زیرین و کف معادن زغال سنگ جمع می‌شود و در حالت عادی خطر خاصی ایجاد نمی‌کند.

غبار زغال‌سنگ فقط در یک صورت می‌تواند باعث ایجاد خطر جدی شود. آن هم زمانی است که در نتیجه انفجار و آتش‌سوزی گاز متان، این غبارها که در کف معادن انباشته شده‌اند؛ می‌توانند در فضا رها شده و ایجاد خطر کنند. در حالت طبیعی، تجهیزات ضد انفجار استفاده شده در معادن، علاوه بر گاز متان نسبت به غبار زغال سنگ نیز مصون هستند، در نتیجه غبار نمی‌تواند وارد آنها شود و باعث ایجاد خسارت و آسیب گردد. به علاوه، درجه‌بندی دمای سطح این دستگاه‌های ضد انفجار که در معادن مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ باید به قدری پایین باشد که درجه حرارت سطحی ناشی از کارکرد آنها نتواند عاملی برای ایجاد اشتعال در معادن شود.

بر اساس ماده ۵۰۰ آئین‌نامه ملی برق در ایالات متحده (NEC)، مناطق مستعد خطر گازی را می‌توان در سه دسته جای داد. این سه دسته را می‌توان به شرح زیر تعریف کرد:

• دسته اول(Class I) : دسته اول شامل آن دسته از مکان‌هایی است که انواعی از گازها یا بخارهای قابل اشتعال در آنها یا احتمال به وجود آمدن این نوع گازها در آن مکان‌ها وجود دارد.
• دسته دوم(Class II) : دسته دوم آن دسته از مکان‌هایی را در بر می‌گیرد که در آنها، انواعی از غبارهای قابل اشتعال (به عنوان مثال غبارهای برخی فلزات، زغال، غلات و دیگر موارد این چنینی) وجود دارد.
• دسته سوم (Class III) : دسته سوم شامل آن نوع مکان‌هایی است که در آنها، انواعی از فیبرها یا تارهای قابل اشتعال وجود دارد یا احتمال به وجود آمدن این نوع گازها در آن مکان‌ها وجود دارد.

شرایط عملیاتی تأسیسات صنعتی به استثنای مواردی از قبیل سیلوها و معدن‌های زغال‌سنگ به طور معمول در Class I قرار دارند. آئین‌نامه NEC هر دسته را به دو Division تقسیم می‌کند: Division 1 و Division2

درClass I, Division 1، احتمال وجود داشتن انواعی از گازها و بخارهای قابل اشتعال به طور معمول وجود دارد.

در مقابل، در Class II, Division2، فقط در شرایط غیرعادی و خاص است که احتمال می‌رود انواعی از گازها یا بخارهای قابل اشتعال پدید آید.

دوم: طبقه‌بندی بر اساس استانداردهای انگلستان BSو اتحادیه اروپا.

در انگلیس و کشورهای دیگر عضو اتحادیه اروپا، به جای استفاده از Division ، از اصطلاح «منطقه» (Zone) برای طبقه‌بندی استفاده می‌کنند.

براساس تعریف موجود در استانداردBS، انواع مختلف منطقه عبارتند از: Zone 2, Zone 1, Zone 0

ماهیت هر یک از منطقه‌های فوق‌الذکر به شرح زیر است:

Zone0 : اصطلاح منطقه صفر به محیطی گفته می‌شود که در آن مخلوطی از انواع گاز منفجره یا هوای قابل اشتعال، برای مدت طولانی یا حتی به صورت مداوم وجود دارد.

Zone1 : اصطلاح منطقه یک محیطی است که در آن تحت شرایط عادی، امکان دارد آمیزه‌ای از گاز-هوای قابل انفجار پدید آید.

Zone2 : اصطلاح منطقه دو به محیطی گفته می‌شود که در آن تحت شرایط ویژه (و نه به صورت معمول) احتمال ایجاد مخلوطی از انواع گاز منفجره یا هوای قابل اشتعال، برای مدت کوتاهی وجود دارد

طبقه‌بندی مناطق مستعد خطر بر اساس استانداردها

البته این نکته مهم را نیز باید به خاطر سپرد که این نوع دسته‌بندی را فقط برای انواع مختلف گازها و بخارهای قابل اشتعال می‌توان به کار برد و برای موارد دیگر (گازها و بخارات دیگر)، به عنوان مثال مواردی از قبیل گرد و غبار، نمی‌توان از آن نوع دسته‌بندی استفاده کرد.

استاندارد IEC 60079-10 نیز مانند استاندارد قبلی که پیش‌تر در مورد آن به تفصیل صحبت کردیم، از اصطلاح Zone برای دسته‌بندی استفاده می‌کند. مانند استاندارد BS، در این استاندارد نیز مناطق مستعد خطر عملیاتی را به صورت Zone2, Zone1, Zone 0 دسته‌بندی می‌کند و بر این اساس روش انتخاب انواع دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده در این فضاها را انتخاب می‌کند. بر اساس دسته‌بندی این استاندارد، مناطق مستعد خطر انواع گازهای منفجره یا هوای قابل اشتعال به صورت دائم، معمول یا در موارد خاص می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

الف. انواع ماشین‌آلات یا تاسیساتی که در حین کار معمول خود، مواد قابل اشتعال از خود متصاعد می‌کنند. به عنوان مثال می‌توان به مخزن‌ها یا ظرف‌های درباز، انواع مجراهای تخلیه به هوای آزاد (Vent)،شیرهای اطمینان(Safety Valve)،انواع کمپرسورها، مخزن‌های گاز خنثی فاقد پوشش و دیگر موارد مشابه اشاره کرد که ممکن است به راحتی در آنها نشتی ایجاد شود یا حتی ترک بردارند.

ب. انواع ماشین آلات یا تاسیساتی که فقط در موارد خاص و غیر عادی، از قبیل وجود نشتی و انفجار و… مواد قابل انفجار از خود متصاعد می‌کنند. به عنوان مثال می‌توان از انواع اتصالات، لوله‌ها، کمپرسورها و دیگر موارد اینچنینی نام برد. پر واضح است که انواع تاسیساتی که در بند الف ذکر شده در مقایسه با بند ب خطرناک‌تر به شمار می‌روند.

طبقه‌بندی مناطق مستعد خطر بر اساس NEP

در ایالات متحده، سیستم طبقه‌بندی مکان‌های خطرناک توسط انجمن ملی حفاظت از آتش National Electric Code (NEC) تعریف شده است. این انجمن از سیستم کلاس/بخش استفاده می‌کند و یک نسخه آمریکایی از سیستم IEC Zone کمیسیون بین‌المللی الکتروشیمیایی (IEC) اضافه کرده است که روش‌های سیم‌کشی NEC و تکنیک‌های حفاظتی توسط تجهیزات کنترل ضد انفجار را نشان می‌دهد.

انجمن ملی حفاظت از آتش ایالات متحده طبقه‌بندی‌های مناطق مستعد خطر را بر اساس کلاس‌ها، بخش‌ها و گروه‌ها ایجاد کرده است که در صورت ترکیب، شرایط خطرناک یک منطقه خاص را مشخص می‌کند. این روش طبقه‌بندی، توصیفی از مواد خطرناکی که ممکن است در محیط‌های مستعد خطر وجود داشته باشند ارائه می‌کند تا تجهیزات مناسب انتخاب شوند و شیوه‌های نصب ایمن دنبال به اجرا درآیند. کلاس (Class) نوع مواد منفجره یا قابل اشتعال موجود در فضاهای عملیاتی مستعد خطر را مشخص می‌کند. بخش (Division) احتمال وجود مواد خطرناک در غلظت مواد منفجره یا قابل اشتعال را مشخص خواهد کرد. گازها و بخارات قابل اشتعال کلاس I بر اساس خواص فیزیکی و سهولت در آن به یکی از چهار گروه (گروه‌های A، B، C ،( D گروه‌بندی می‌شوند. این گروه‌ها شامل موادی هستند که می‌توانند مشتعل شوند. غبارهای قابل احتراق کلاس II به یکی از سه گروه دسته‌بندی می‌شوند که شامل غبارهای فلزی قابل احتراق E، غبارهای کربنی قابل احتراق F یا سایر غبارهای قابل احتراق G هستند. در جدول به طور کامل به طبقه‌بندی مناطق مستعد خطر بر اساس انجمن ملی حفاظت از آتش ایالات‌متحده (NEP) جهت استفاده از تجهیزات ضد انفجار مناسب اشاره شده است:

طبقه‌بندی مناطق مستعد خطر بر اساس انجمن ملی حفاظت از آتش