Explosive Parameters for Coal Samples (Antioquia, Colombia)

Abstract

Through proximate analysis (residual moisture, RM, ashes, As, volatile matter, VM, fixed carbon, FC, total Sulphur, TS and calorific value, CV), granulometric, minimum cloud ignition temperature tests (TMIn), lower explosion limit (LEL) and explosion severity (Kmáx); it is proposed to identify which coal produces the most explosive dust. For most samples, the highest amount of coal particle volume is between 100 μm and 200 μm. For the Amagá sample, the volume of particles smaller than 10 μm is the largest, which agrees with the results of the TMIn, which is the lowest (400 °C), the lowest LEL (30 g/m3) and the highest Kmáx value (176 bar, m/s). On the contrary, the Angelópolis sample presents a very skewed curve towards sizes between 60 μm and 300 μm, therefore, its TMIn is the highest (480 °C) of the Eastern Zone of the Sinifaná basin and its LEL is under 60 g/m3, and it also presents the lowest value of Kmáx (106 bar, m/s), thus, it is observed that there is a direct relationship between the granulometry and the results of severity and sensitivity to the explosion. In general, there is a different behavior between the samples of the municipalities of Amagá and Titiribí, especially between the LIE and the results of the analyses of VM, FC and CV, with respect to the other samples, which is also in agreement with their greater susceptibility to inflammation and explosiveness.

Por meio de análises próximas — umidade residual (UR), cinzas (Cz), matéria volátil (MV), carbono fixo (CF), enxofre total (ST) e poder calorífico (PC) —, granulométricas, testes de temperatura mínima de ignição na nuvem (MIT), limite inferior de explosividade (LIE) e severidade da explosão (Kmáx), propõe-se identificar qual carvão produz o pó mais explosivo. Para a maioria das amostras, a quantidade mais alta de volume de partículas de carvão se encontra entre 100 μm e 200 μm. Para a amostra de Amagá, o volume de partículas menores que 10 μm é maior, o que está de acordo com os resultados da MIT, que é a mais baixa (400 ºC), o menor LIE (30 g/m3) e o maior valor Kmáx (176 bar, m/s). Por outro lado, a amostra de Angelópolis apresenta uma curva muito inclinada para tamanhos entre 60 μm e 300 μm, portanto sua MIT é a mais alta (480 ºC) da zona oriental da bacia do Sinifaná e seu LIE é baixo (60 g/m3) e, igualmente, apresenta o menor valor de Kmáx (106 bar, m/s). Assim, observa-se que existe uma relação direta entre a granulometria e os resultados de severidade e sensibilidade à explosão. Em geral, nota-se um comportamento diferente entre as amostras dos munícipios de Amagá e Titiribí — especialmente entre o LIE e os resultados das análises de MV, CF e PC — com respeito às demais amostras, o que também está de acordo com uma maior suscetibilidade à inflamação e à explosividade.

Mediante análisis próximos (humedad residual, HR, cenizas, Cz, materia volátil, MV, carbono fijo, CF, azufre total, ST y poder calorífico, PC), granulométricos, pruebas de temperatura mínima de ignición en nube (TMIn), límite inferior de explosividad (LIE) y severidad de la explosión (Kmáx); se propone identificar cuál carbón produce el polvo más explosivo. Para la mayoría de las muestras, la más alta cantidad de volumen de partículas de carbón se encuentra entre los 100 μm y los 200 μm. Para la muestra de Amagá, el volumen de partículas menores de 10 μm es el mayor, lo cual está de acuerdo con los resultados de la TMIn, que es la más baja (400 °C), el menor LIE (30 g/m3) y el mayor valor Kmáx (176 bar, m/s). Por el contrario, la muestra de Angelópolis presenta una curva muy sesgada hacia tamaños entre los 60 μm y 300 μm, por tanto, su TMIn es la más alta (480 °C) de la zona oriental de la cuenca del Sinifaná y su LIE es bajo 60 g/m3, e igualmente presenta el menor valor de Kmáx (106 bar, m/s), así, se observa, que existe una relación directa entre la granulometría y los resultados de severidad y sensibilidad a la explosión. En general se ve un comportamiento diferente entre las muestras de los municipios de Amagá y Titiribí, especialmente entre el LIE y los resultados de los análisis de MV, CF y PC, con respecto a las demás muestras, lo cual también está de acuerdo con su mayor susceptibilidad a la inflamación y a la explosividad.