Harris: Investigaciones recientes sobre la prevención de explosiones

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Okay. Good morning.
I'm (Marcia Harris) and I am the lead general engineer for the explosions group.
Buenos días, yo soy Marcia Harris y soy la ingeniera principal para el grupo de explosiones
I will be speaking today about dust explosion propagation basics.
Voy a estar hablándoles hoy sobre la propagación de explosiones de polvo.
Most everyone is familiar with the fire triangle.
Me imagino que todos ustedes están familiarizados con el triángulo de fuego.
In which you need fuel, such as coal dust, oxygen and an ignition source.
Donde necesita combustible, como el polvo, la fuente de ignición y el oxígeno.
For explosions, we have the explosions pentagon.
Para lo que es explosiones, tenemos el pentágono de explosión.
It is similar to the fire triangle
in that it requires a fuel, oxygen and an ignition source...
Es similar al triángulo de fuego sobre el cual necesita combustible,
oxígeno y una fuente de ignición...
But it also requires confinement of the dust and dispersion of the dust.
Pero también esto requiere confinamiento del polvo y dispersión de polvo.
Confinement of the dust is provided by your mine entries.
Confinación del polvo se lleva a cabo a través de la entrada de la mina.
And dispersion of the dust is usually provided by your ignition source.
Y dispersión de polvo normalmente viene a resultar de la fuente de ignición.
I'm going to discuss the basics of a propagating explosion.
Vamos a hablar sobre propagación de la explosión y lo básico.
In which you start out with a dust layer.
Donde uno comienza con una capa de polvo.
Here it is shown on floor.
Aquí se muestra en la superficie, But it can be on any surface.
pero puede estar en cualquier superficie.
This includes the roof...
Incluye lo que es el techo.
... ribs, cribbing, and/or belt line.
... toda la línea de la cinta de envasado, o el techo o paredes o cualquier apertura.
If there is an ignition...
Si hay una fuente de ignición...
... and this can be from bits striking on rock...
... y esto puede ser con algunos partículos de esto que hagan contacto con piedras..
... or welding...
... o soldadura...
... it creates a shockwave or pressure front.
... esto crea un...
lo que es onda de explosión o frente de presión.
This pressure wave or shockwave will lift the dust off of all surfaces.
Este estruendo de explosión o de onda va a levantar el polvo de toda la superficie en
que esté.
The flame from this ignition then ignites the suspended dust.
El fuego de esta ignición entonces ya enciende el polvo que está suspendido.
This in turn creates another shockwave which entrains more dust.
Esto continúa creando más onda de explosión o estremecimiento cual levanta más polvo.
And this process can keep repeating, thus propagating an explosion.
y este proceso continúa repitiéndose o puede continuar repitiéndose para propagar o crear una
explosión Next I will discuss how to prevent the coal dust explosions.
Próximamente voy a hablar cómo se lleva a cabo la prevención de explosiones de polvo de carbón.
The primary method we use is to distribute rock dust in a mine entry.
El método principal que usamos es distribuyendo el polvo de piedra a través de la entrada de
la mina.
The rock dust inerts the coal dust.
La piedra rocosa va con la fría.
By acting as a heat sink in the explosion.
Y entonces eso actúa como parte de lo que es el calor necesitado para la explosión.
In the photo, you can see that the rock dust is applied to all surfaces.
En la fotografía, usted puede observar que la piedra rocosa está aplicada a todas las
superficies de la mina.
And that includes the roof, the ribs as well as the floor.
Y eso incluye el techo, las costillas e igual el piso.
In the United States, we have regulations concerning rock dust and what is acceptable.
En los Estados Unidos tenemos ciertas regulaciones de acuerdo con el polvo de roca o
de piedra y qué es aceptable.
One part of the definition is that you must use pulverized limestone, dolomite,
gypsum, etc. preferably light colored.
Una parte de la definición es que debe usar caliza, dolomitada, yeso, anhidrita, lutita,
adobe, o algún tipo de color claro, inerto y pulverizado.
The light color is not essential, it just helps
with determining how much rock dust has been applied.
El color claro no es una cosa..
no es la parte principal pero sí ayuda a determinar cuánta piedra de roca está...
ha sido aplicada.
We also have a size requirement for the rock dust.
También nosotros tenemos un requisito del tamaño del polvo de roca.
And that is that it must all pass through a 200 mesh - or, I'm sorry, a 20-mesh sieve.
Eso quiere decir que todo debe pasar a través de una malla de 20.
And 70% must pass through a 200-mesh sieve.
Y el 70% debe de pasar a través de un tamiz de malla de 200.
The particles also must be dispersible into single particles.
Los partículos también deben de poder dispersarse en partículos singulares.
So that when they become wet and then are dried, they can still disperse.
Para que cuando cuyos partículos al mojarse y volver a secar no se quiebran y formen una
masa aglutinada.
Rock dust must also contain less than 5% incombustible material,
or I'm sorry, combustible material.
El polvo de roca también tiene que contener menos de 5 por ciento de material combustible.
And rock dust must contain less than 4% silica content.
aa el polvo de roca debe tener menos que el 4 por ciento de sílice libre o combinado.
We have examined the rock dust size and how it affects inerting.
Nosotros hemos analizado el tamaño del polvo de roca y cómo afecta la minería.
For instance, some of our rock dust meets the size criteria, but does not inert.
Por ejemplo, alguno de la...
el polvo de roca cumple con nuestro criterio de tamaño que no tienen la capacidad
para inertizar.
Upon examination to discover why this is occurring...
Cuando nosotros hicimos exámenes para ver por qué estaba ocurriendo esto...
... we have found that these rock dust have a lower specific surface area.
... nos dimos cuenta que esta..
em.. polvo de roca o piedra tiene un área específico menor o más bajo.
Which means that these particular rock dusts have less fine material
or it's coarser in nature.
Que quiere decir esto..
que este polvo de piedra o de roca tiene menos partículas finas o es un poquito más grueso por
naturaleza o normalmente.
To demonstrate that, I have a graph here
that shows various samples that were collected from mines.
Para demostrar esto, le he puesto una gráfica aquí que muestra diferentes partículos o
ejemplos que hemos adquirido de diferentes minas.
The yellow samples here show that these are the samples that were collected from the mines
and demonstrate the variety of particle size distributions.
Los ejemplos amarillos aquí son los diferentes ejemplos que hemos colectado o adquirido de
minas y muestran las diferentes distribuciones de tamaños de los partículos.
Samples that are to the right of the vertical line meet the size definition.
Los ejemplos que muestran estar a la derecha de la línea cumplen con la iniciativa del tamaño.
But if you notice in the lower right quadrant are three red triangles.
These are samples that did not inert in our 20-liter chamber.
Pero si usted nota en el cuadro de la derecha inferior, hay tres triángulos rojos.
Estos fueron cuales no cumplieron con los requisitos.
The reason for this is that it is a coarser dust...
La razón por esto es que este polvo es más grueso...
... with the fine material removed.
... con el material más fino removido ya.
When looking at the specific surface area as you can see at 2,300 centimeter squared per gram...
Cuando mira al área específico, usted puede observar que 2300 cm por gramo...
... all samples tested in our 20-liter chamber inerted above the horizontal line.
... o los ejemplos en nuestro resultado de la cámara de 20 litros cayeron por arriba de
la línea.
These are the green triangles samples.
Estos son los triángulos verdes.
So we recommend that a rock dust has 2,300 centimeters squared per gram specific surface
area in order to operate properly.
Entonces nosotros recomendamos que el polvo de piedra tenga 2300 cm cuadrados por gramo para
operar correctamente.
Also as we had discussed earlier in examining what propagates an explosion,
we looked at the rock dust dispersion.
También, como hemos hablado antes, qué es lo que puede provocar una explosión de polvo de tierra,
habíamos examinado esto anteriormente.
So the rock dust must be able to be suspended with the coal dust by the shockwave.
Y el polvo de roca debe quedar suspendido con el polvo de carbón por la onda de explosión.
And in separate particles.
Y en partículas individuales.
I have a demonstration here using a can of air.
Como una demostración que pueden observar usando una lata que dispersa aire.
In this first example...
En este primer ejemplo...
You can see that as the researcher was spraying the air, no dust was being dispersed.
Usted ve que la persona que está conduciendo el experimento estaba echándole el aire y no salió
ningún polvo, no se dispersó.
This dust has absorbed moisture either from humidity or dampness already on the ribs.
Este polvo ya ha absorbido humedad por la misma humedad que existe en el aire o a través de
estos soportes.
However, we have developed anti-caking treated rock dusts...
Pero, no obstante, nosotros hemos creado polvo de roca que está...
anti-estático, que no se levanta...
...which resist caking and are dispersible.
...que son dispersables y resisten cualquier tipo de movimiento fuerte.
Here is a demonstration of that rock dust.
Y aquí está una demostración de ese polvo de roca.
These two examples are - I'm sorry.
Go ahead. These two examples are side-by-side in the same entry.
Estos dos ejemplos están lado a lado en la misma entrada.
When rock dust that's not treated is exposed to moisture, it will cake.
Cuando el polvo de roca que está expuesto a lo que es la humedad, que no ha sido tratado,
se hace como una fabricación de típico eje.
These two examples are two different rock dusts that were exposed to moisture and then dried.
Estos dos ejemplos están lado a la lado y muestran la diferencia de la exposición a
la humedad.
In this slide, you can see that we have done a simple caking test.
En esta diapositiva, ustedes ven que hemos hecho una prueba de aglutinamiento simple.
And in the top example, you can see the untreated rock dust once it is exposed
and stirred with water and then allowed to dry, it cakes.
Y usted ve que en el ejemplo que está arriba se mezcla con polvo de roca no tratado y entonces,
cuando se seca, se aglutina.
The bottom picture shows a treated rock dust that's been exposed
to moisture, mixed and dried.
En el ejemplo que está en la parte de abajo de la diapositiva muestra el polvo de roca que ha
sido tratado, donde se ha mojado y se ha dejado secar.
You can see that the treated rock dust resists moisture.
Usted ve que el polvo de roca tratado tiene resistencia sobre la humedad.
We've also examined how to determine if a rock dust is dispersible enough or not.
También hemos podido examinar si el polvo de roca es dispersionable o no.
The definition specifies that it must be dispersible by a light blast of air.
Tiene que ser dispersable por un leve movimiento o aire o viento.
We have created a dust dispersion chamber in which we apply a repeatable pulse of air.
Nosotros hemos creado una cámara de dispersión de polvo donde nosotros aplicamos el pulso de
polvo repetidamente.
This way we can compare rock dust against our reference rock dust to see how they disperse.
De esta forma, podemos comprobar lo que es el polvo de roca contra nuestra dispersada polvo de
roca para ver cómo se dispersan uno y otro.
Our reference rock dust has been used extensively in large scale testing
at the former (Lake Lynn Experimental) mine.
Nosotros hemos usado en la mina experimental de Lake Lynn nuestra roca de preferencia o de
referencia que hemos usado y preparado.
I just want to point out here, we placed the rock dust in a tray and the pulse
of air comes out over the rock dust.
Nada más quisiera señalarle aquí que nosotros ponemos polvo de roca en una bandeja y las
pulsaciones de viento o de aire salen directamente por arriba del polvo.
Okay. On this slide, we have a couple examples of some of the dispersion tests.
En esta dispositiva tenemos unos cuantos ejemplos de las pruebas de dispersión
On the left, you have a treated rock dust A. En la izquierda tiene el polvo de roca tratado A.
The nontreated -- let me see here -- the nontreated with no exposure to water is in red.
Y la no tratada sin ser expuesta al agua y secada está en rojo.
And this is the dispersion that we compare against.
Y esta es la dispersión contra la cual nosotros comparamos.
However when it's been exposed to water such as in the black...
No obstante, cuando ha sido expuesta al agua, como en la línea negra...
... after it has dried and been dispersed, there's very minimal dispersion.
... cuando se ha secado y se ha dispersado, hay muy poca dispersión.
However when you treat the rock dust so that it is hydrophobic...
Pero cuando usted le da el tratamiento al polvo de roca para que sea hidrofóbico...
... it actually has better dispersion than the original.
... tiene...
se esparce o dispersa mejor que la original.
We have another example of rock dust B. Tenemos otro ejemplo de polvo de roca B. This reacts
similarly although when it's wetted, it does not disperse at all.
Es similar a la otra, pero en este caso, cuando está mojada no se dispersa en absoluto.
Our future efforts have focused on treated rock dust
so that it does not cake; however, it is more fluid.
Si nuestros esfuerzos futuros se han enfocado en el polvo de roca tratado para que no se aglutine
y funcione más fluido.
There is some concern that it may be more fluid and contribute more to respirable dust.
Hay alguna preocupación de que contribuya a las mediciones de polvo respirable.
The rock dust and the treated rock dust are both considered nuisance dusts.
Los dos, el polvo de tierra y la tratada, las dos se consideran como un polvo molesto.
So we are concentrating on developing a method to apply the dust
in which case it will not be respirable downwind...
Nosotros estamos tratando de desarrollar un método para que el polvo de roca no sea
respirable a través del viento normal...
... or during normal operation.
... o durante operaciones normales.
We're examining foamed rock dust.
I'm sorry.
This is your interpreter.
Could you repeat that?
We're examining a foamed rock dust.
Estamos examinando un polvo de roca desplumado.
So that this rock dust could be applied wet yet dry...
Para que este polvo de roca se pudiera aplicar mojado...
... so that when it dries it can still remain or retain dispersibility.
... para que cuando seque todavía pueda mantener su dispersibilidad.
Again, rock dust is the primary defense against explosions.
De nuevo, el polvo de roca es la defensa principal contra explosiones.
If you can see, a couple examples here of two different types of rock dusters.
The one on the left is a trickle duster
that will release rock dust periodically in small quantities.
Puede ver unos cuantos ejemplos de lo poderoso o cómo se dispersa el polvo de roca.
El primero es el triple dimensión que lo suelta periódicamente.
And the rock duster on the right-hand side is for bulk dusting and you can see
that it does distributed a lot of rock dust at one time.
Y la maquinaria de dispersión de polvo de roca en el lado derecho es para cantidades grandes
que usted ve que distribuye mucho polvo de roca al mismo momento.
That is it for my presentation.
Are there any questions?
Hello, my name is (Catalina George).
I have the following question.
It is being written.
(Cundinamarca 4) is not finished typing her question, but (Cundinamarca 11) has asked,
what types of treatments do you do to the rock dust?
There are a couple different additives that you can use to treat the rock dust.
One is stearic acid.
Esto es en respuesta a la pregunta de Cundinamarca11 que terminó primero de tipear.
Hay dos tipos de tratamiento que se le puede hacer al polvo de roca.
Uno es el ácido esteárico.
Another is oleic acid.
El otro es el otro ácido oleaico.
This is the interpreter.
Can the speaker please spell those acids?
Steric is S-T-E-A-R-I-C.
Yes? Oleaic is O-L-E-A-I-C.
That might not be right.
Okay. ((Spanish Spoken1:29:31).
el intérprete le pidió a oradora que deletreara los ácidos.
El primero es ácido estérico deletreado S-T-E-A-R-I-C en inglés.
El segundo es oleaico, O-L-E-A-I-C Also one thing I want to add is
that the quantities of these acids are less than 1%.
Y estos ácidos están al menos del 1 por ciento.
And the acids can be either spray treated on the feedstock of the rock dust or added as a mix-in.
Y estos ácidos pueden ser tratados en espray o añadidos como parte de una mezcla.
This is regarding the same question.
(Cundinamarca 11) says do these have any effect on the workers' health?
No. As I said, the rock dust -- both treated and untreated -- is considered a nuisance dust.
En respuesta a la siguiente pregunta de Cundinamarca11 que está tan anterior la
respuesta es que no.
No, no son un riesgo a la salud.
El polvo de roca tratado y no tratado es considerado simplemente un polvo molesto.
That also, too, the silica content must be less than 4% for your combined.
Y también el polvo de sílice o de silicio debe ser menos del 4 por ciento en la combinación.
Therefore, other than the silica content, yes, it is just a nuisance dust, calcium carbonate.
Entonces la parte del contenido de sílica o silicio sólo es un polvo molesto,
el carbonato de calcio.
Cundinamarca 11 says thanks and we will go for the question.
The interpreter will now look for the question of [inaudible] four,
which is the previous lady, Miss -- just a moment.
And the question is - in the researches that you have made, what is the range --
sorry, because it's a very small window and we can't get the full question at once - the range,
the speed range in which the explosion of coal dust propagates.
There is a second question but I would take --
the interpreter suggests just taking them one by one.
Okay. We have measured flame speeds.
We considered propagation of over 200 feet per second.
However, I know that I cannot outrun such a flame speed.
So but that's been the minimal that we've measured and considered a propagation.
Bueno. La velocidad de...
esto con respuesta, con relación a la pregunta realizada con relación a la propagación...
explosión de..
perdón, a la velocidad a la cual se propaga la explosión del polvo de carbón y la respuesta es
la siguiente.
Hemos medido velocidades de 200 pies por segundo.
Yo sé que yo no puedo correr más que esto.
La velocidad mínima medida es la expresada.
Now the second, the follow-up question in the same paragraph.
It says which of the pressures that it can reach and what's the time
and the maximum temperature that this can achieve?
Oh. I don't have at my fingertips the maximum pressure.
We've done testing at our large scale facility in which we looked at some
of the pressures that could be attained.
I would have to refer to our one, a couple of our RIs in the past.
Temperatures -- I would say incredibly high.
Con relación a la presión, primero que nada no lo tengo aquí, en la punta de los dedos, pero...
de la lengua, pero en algunas de nuestras instalaciones de gran escala hemos hecho algunas
pruebas y, como le digo, no tengo exactamente en este momento la información con relación a la
corrección, tendría que buscarla.
Con relación a la temperatura, yo diría que, bueno, es temperatura increíblemente alta.
Actually I can send them follow-up information to you regarding that.
De hecho, yo le puedo mandar a usted alguna información complementaria con respecto a eso.
One thing I do want to point out that I forgot to mention during the presentation is
that when you apply rock dust, it should be 80% rock dust to coal dust.
Otra cosa que yo quería decir que se me olvidó durante la presentación es que cuando usted
aplica el polvo de roca las proporciones debe ser el 80 por ciento de polvo de roca y 20 por
ciento de polvo de carbón.
When we designed the dust dispersion chamber,
we did based it off a low level explosion, near propagation.
Cuando definimos la dispersión en el polvo, esto fue hecho con una explosión de bajo nivel.
And we base the air pulse on that.
And that was at 40 psi for 0.3 seconds.
Basamos la dispersión en base a esto y esto fue de 40 PSI por 3 segundos, 40 PSI por 3 segundos.
Cundinamarca 11 asks, why do you mix it mix it with coal dust?
We don't necessarily mix it with coal dust.
But if you only have a very thin layer of rock dust, you can scour the rock dust
and not have enough of it to inert the coal dust.
Lo que pasa es que si tienen una..
una... Sorry, can you repeat the answer?
Okay. You have to have rock dust in the proper proportion to coal dust.
Tienen que tener el polvo de roca en una proporción correcta con el polvo de carbón.
If you don't have enough rock dust, the coal dust could still propagate.
Y que si no tienen suficiente polvo de roca, el polvo de carbón todavía puede propagarse.
So it's not necessarily that we're mixing the coal dust with the rock dust
or the rock dust with the coal dust.
Entonces no es que necesariamente estamos mezclando el polvo de roca con el de carbón
y viceversa.
But that when the pressure or shockwave scours the dust on the surfaces.
Pero sino que cuando la presión o la onda de choque empuja o levanta el polvo de
las superficies....
It will be mixed in the air.
... esto se mezclará en el aire.
And you need to have 80% rock dust in order to inert the coal dust.
Y la proporción tiene que ser de 80 por ciento de polvo de roca para inertizar el polvo
de carbón.
There is a danger in having very fine layers of coal dust resting on top of rock dust,
in which case you would want to mix that or re-rock dust on top.
Existe algún porcentaje...
un cierto riesgo en tener polvo de carbón arriba del polvo...
descansando arriba el polvo de roca,
por lo que es posible que ustedes quieran aplicar una nueva capa de polvo de roca,
si esto es así.
Cundinamarca 11 says does this mean that this would be applied only
for underground - or to underground - coal mines?
Yes. Sí. Because you have the confinement and underground entries to propagate an explosion.
Sí, porque tiene que tener el espacio confinado y la entrada al subterráneo para poder...
para que se pueda propagar la explosión.
Cundinamarca 11 follows that with is this applicable in other types of mines?
Is it also necessary?
Typically no, unless you would have an explosive dust present.
A menos que usted tenga presente algún polvo explosivo.
Thank you very much.
Cundinamarca 11 says okay, thank you very much.
You are welcome.
A la orden Cundinamarca11.
The interpreter suggests whoever is managing the chat
to ask Cundinamarca 114 to repeat the question.
She wants the question answered, but we don't have - oh maybe it's here, hold on.
I probably should write it again because she (unintelligible).
And it is a long text.
And this is (George).
My question about the speed, pressure and temperatures, is due to the fact
that it is important to keep these values in my mind - hold on -
in order to have the dimension and danger of an explosion.
And we need to go up again.
She wrote something.
Por favor, Cundinamarca4 deje de escribir porque eso nos mueve el texto y entonces no podemos dar
la traducción.
Espérese por favor a que terminemos de dar la traducción.
The interpreter is asking Cundinamarca is still writing because that keeps on moving the screen
and then we cannot give you the translation.
Okay. Again, the nature of the explosion in order to make effective control.
And I would want to add that in Colombia since 2005 until the present date,
249 minors have died in subterraneous explosions.
She also mentions that the use of a self-rescuer is not an effective measure of control.
Well, I do agree with the first part.
I know we have done extensive studies to build seals and stoppings.
Bueno, ciertamente hemos hecho extensivos estudios con...
Please repeat the last word.
Extensive - we have conducted extensive research
for building seals, mine seals and mine stoppings.
Thank you.
Hemos conducido extensivos estudios para crear sellos de minas y detenedores (stoppers)
de minas.
And this data has also been used to assess and develop refuge alternatives.
Y estos datos también han sido utilizados para evaluar distintas alternativas de refugio.
I will provide that information.
Yo les proveeré esa información.
Cundinamarca says thank you.
You're welcome.
A sus órdenes.
Thank you very much.
Bueno, muchas gracias.