المخاطر المرتبطة باستخراج فحم الكوك

مقدمة حول تركيب فحم الكوك:

أهم عامل منفرد لإنتاج فحم الكوك المعدني هو اختيار الفحم، حيث أن الفحم ذو الرماد المنخفض ومحتوى الكبريت المنخفض مرغوب فيه للغاية، وعادة ما يتم مزج الفحم منخفض التطاير بكميات تصل إلى 40٪ مع الفحم عالي التطاير لتحقيق الخصائص المطلوبة، حيث إن أهم خاصية فيزيائية لفحم الكوك المعدني هي قوتها وقدرتها على تحمل الكسر والتآكل أثناء المناولة والاستخدام في الفرن العالي، حيث تتكون عمليات مناولة الفحم من التفريغ من عربات السكك الحديدية أو الصنادل البحرية أو الشاحنات؛ كذلك مزج الفحم تناسب، يسحق التحكم في الكثافة الظاهرية باستخدام درجة الديزل أو زيت مماثل ونقلها إلى مخابئ بطاريات فحم الكوك.

بالنسبة للجزء الأكبر، حيث يتم إنتاج فحم الكوك في أفران تفحيم المنتجات الثانوية التي تم تصميمها وتشغيلها لتجميع المواد المتطايرة من الفحم، وتتكون الأفران من ثلاثة أجزاء رئيسية: غرف الكوك ومداخن التسخين وغرفة التجديد، كما يتم بصرف النظر عن الدعم الهيكلي الفولاذي والخرساني، فإن الأفران مبنية من الطوب المقاوم للحرارة، وعادةً ما تحتوي كل بطارية على حوالي 45 فرناً منفصلاً، حيث يبلغ ارتفاع غرف فحم الكوك بشكل عام 1.82 إلى 6.7 متر وطولها من 9.14 إلى 15.5 متراً و 1535 درجة مئوية عند قاعدة مدخنة التدفئة، كما يختلف الوقت اللازم لفحم الكوك باختلاف أبعاد الفرن، ولكنه يتراوح عادة بين 16 و20 ساعة.

في الأفران العمودية الكبيرة، يتم شحن الفحم من خلال الفتحات الموجودة في الجزء العلوي من “عربة لاري” من نوع السكك الحديدية والتي تنقل الفحم من خزان الفحم، وبعد أن يصبح الفحم فحم الكوك، يتم دفع الكوك من الفرن من جانب بواسطة كبش أو “دافع” يعمل بالطاقة الكبش، وتكون أصغر قليلاً من أبعاد الفرن بحيث يتم تجنب ملامسة الأسطح الداخلية للفرن، حيث يتم تجميع فحم الكوك في عربة من نوع السكك الحديدية أو في جانب البطارية المقابل للدفعة، ويتم نقلها إلى مرفق التبريد، يتم إخماد الكوك الساخن بالماء قبل تصريفه على رصيف الكوك، وفي بعض البطاريات، يتم إخماد الكوك الساخن جافاً لاستعادة الحرارة المعقولة لتوليد البخار.

التفاعلات أثناء كربنة الفحم لإنتاج فحم الكوك تكون معقدة، حيث تشتمل منتجات تحلل الفحم في البداية على الماء وأكاسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين والمركبات العطرية المائية والبارافينات والأوليفينات والمركبات المحتوية على النيتروجين والفينول، حيث حدث التوليف والتحلل بين المنتجات الأولية التي تنتج كميات كبيرة من الهيدروجين والميثان والهيدروكربونات العطرية، كما ينتج عن التحلل الإضافي للمركبات المحتوية على النيتروجين المعقد الأمونيا وسيانيد الهيدروجين وقواعد بيريدين والنيتروجين، وينتج عن الإزالة المستمرة للهيدروجين من البقايا في الفرن فحم الكوك الصلب.

أنواع المخاطر المرتبطة بالعمل بفحم الكوك:

الأخطار الفيزيائية:

أثناء عمليات تفريغ وتحضير ومناولة الفحم، يتم التلاعب بآلاف الأطنان من الفحم لإنتاج الغبار والضوضاء والاهتزازات، كما يمكن أن يؤدي وجود كميات كبيرة من الغبار المتراكم إلى خطر الانفجار بالإضافة إلى خطر الاستنشاق.

وأثناء حرق فحم الكوك، تعتبر الحرارة المحيطة والإشعاعية من الاهتمامات المادية الرئيسية، لا سيما على الجانب العلوي من البطاريات، حيث يتم نشر غالبية العمال، وقد تكون الضوضاء مشكلة في المعدات المتنقلة، وبشكل أساسي من آلية القيادة ومكونات الاهتزاز التي لا تتم صيانتها بشكل كافٍ، كما يمكن استخدام الإشعاع المؤين أو أجهزة إنتاج الليزر لأغراض محاذاة المعدات المتنقلة.

المخاطر الكيميائية:

يستخدم الزيت المعدني عادةً لأغراض التشغيل للتحكم في الكثافة الظاهرية وإخماد الغبار، كما يمكن استخدام المواد على الفحم قبل نقلها إلى خزان الفحم لتقليل التراكم، وتسهيل التخلص من النفايات الخطرة من عمليات المنتجات الثانوية.

يتمثل الشاغل الصحي الرئيسي المرتبط بعمليات فحم الكوك في الانبعاثات الصادرة عن الأفران أثناء شحن الفحم وفحم الكوك ودفع فحم الكوك، كما تحتوي الانبعاثات على العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، وبعضها مادة مسرطنة، وقد تكون المواد المستخدمة لإغلاق التسريبات في الأغطية والأبواب مصدر قلق أيضاً أثناء الخلط وعند إزالة الأغطية والأبواب، وقد توجد أيضاً مرشحات الأسبستوس والسيراميك الانكساري في شكل مواد عازلة وحشيات، وعلى الرغم من استخدام بدائل مناسبة للمنتجات التي كانت تحتوي في السابق على الأسبست.

المخاطر الميكانيكية:

يجب التعرف على مخاطر إنتاج الفحم المصاحبة لعربات السكك الحديدية والمراكب البحرية وحركة مرور المركبات وكذلك حركة حزام النقل، حيث تحدث غالبية الحوادث عندما يتعرض العمال للضرب، أو السقوط من المنطقة المحاصرة أو فشل في قفل هذه المعدات (بما في ذلك الكهرباء).

ترتبط المخاطر الميكانيكية ذات الأهمية الأكبر بالمعدات المتنقلة على جانب الدافع وجانب فحم الكوك وسيارة لاري أعلى البطارية، تعمل هذه المعدات عملياً طوال فترة العمل بالكامل ولا يتم توفير مساحة صغيرة بينها وبين العمليات، حيث تمثل الحوادث التي تقع في الفترات الفاصلة أو المصابة المرتبطة بمعدات من نوع السكك الحديدية المتنقلة أكبر عدد من حوادث إنتاج فحم الكوك القاتلة، وكذلك حروق سطح الجلد من المواد والأسطح الساخنة وتهيج العين من جزيئات الغبار هي المسؤولة عن حدوث عدد أكبر وأقل خطورة.

تدابير السلامة والصحة:

للحفاظ على تركيزات الغبار أثناء إنتاج الفحم عند مستويات مقبولة، يلزم احتواء وتغليف أنظمة الغربلة والسحق والنقل، وقد تكون تهوية العادم المحلي مطلوبة أيضاً بالإضافة إلى عوامل الترطيب المطبقة على الفحم، كما يلزم وجود برامج صيانة مناسبة وبرامج أحزمة وبرامج تنظيف لتقليل الانسكاب والحفاظ على الممرات بجانب العملية ومعدات النقل خالية من الفحم، حيث يجب أن يستخدم نظام الناقل مكونات معروفة بفعاليتها في تقليل الانسكاب والحفاظ على الاحتواء، ومثل منظفات الحزام وألواح التنورة وشد الحزام المناسب وما إلى ذلك.

ونظراً للمخاطر الصحية المرتبطة بالهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المنبعثة أثناء عمليات فحم الكوك، فمن المهم احتواء هذه الانبعاثات وجمعها، وأفضل طريقة لتحقيق ذلك هي مزيج من الضوابط الهندسية وممارسات العمل وبرنامج الصيانة، ومن الضروري أيضاً أن يكون لديك برنامج تنفس فعال. يجب أن تتضمن الضوابط ما يلي:

• إجراء شحن تم تصميمه وتشغيله للتخلص من الانبعاثات من خلال التحكم في حجم الفحم المشحون، ومحاذاة السيارة بشكل صحيح فوق الفرن، وتركيب الأكمام المتساقطة بإحكام وشحن الفحم في تسلسل يسمح بصيانة قناة مناسبة أعلى الفحم لتدفق الانبعاثات إلى أنابيب التجميع وإعادة وضعها على الفور بعد الشحن.

• صياغة من نقطتين أو أكثر في الفرن المشحون ونظام شفط مصمم وتشغيله للحفاظ على ضغط وتدفق سلبي كافيين.

• أختام الهواء على قضبان مستوى آلة الدفع للتحكم في التسلل أثناء الشحن وقواطع الكربون لإزالة تراكم الكربون.

• ضغط رئيسي موحد للمجمع مناسب لنقل الانبعاثات.

• بوابة الظرف وحشيات منع التسرب حسب الحاجة للحفاظ على إحكام الغلق وتنظيفها وصيانتها بشكل مناسب وجانب دافع وحواف مانعة للتسرب من فحم الكوك.

• تنظيف الأغطية والأبواب والحفاظ على أختام الأبواب عند الضرورة للتحكم في الانبعاثات بعد الشحن، حيث يتم تقليل الدفعات الخضراء عن طريق تسخين الفحم بشكل موحد لفترة كافية.

• تركيب حاويات كبيرة فوق المنطقة الجانبية لفحم الكوك بالكامل للتحكم في الانبعاثات أثناء دفع فحم الكوك أو استخدام أغطية متحركة ليتم نقلها إلى الأفران الفردية التي يتم دفعها.

• الفحص الروتيني والصيانة والإصلاح لاحتواء الانبعاثات بشكل صحيح.

• كابينة مشغل الضغط الإيجابي والتحكم في درجة الحرارة على المعدات المتنقلة للتحكم في مستويات تعرض العمال، وذلك لتحقيق الكابينة ذات الضغط الإيجابي يعد التكامل الهيكلي أمراً ضرورياً، ومع وجود أبواب ونوافذ ضيقة التثبيت وإزالة الفواصل في الأعمال الهيكلية.

• يعد تدريب العمال ضرورياً أيضاً، وذلك حتى يتم استخدام ممارسات العمل المناسبة وفهم أهمية الإجراءات المناسبة لتقليل الانبعاثات.

• يجب أيضاً استخدام المراقبة الروتينية لتعرض العمال لتحديد أن المستويات مقبولة، حيث يجب أن تكون برامج مراقبة الغاز والإنقاذ في مكانها الصحيح، ويرجع ذلك أساساً إلى وجود أول أكسيد الكربون في أفران غاز الكوك، كما يجب تنفيذ برنامج المراقبة الطبية.