KWALIFIKACJA GIW11 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 27.
Na rysunku znakami zapytania oznaczono obszar mieszanin niewybuchowych ze względu na nadmiar
Ilustracja przedstawia wykres, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z kwalifikacją zawodową TECHNIK
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na wykresie CH4–O2 obszar po prawej stronie górnej granicy wybuchowości metanu (powyżej ok. 15% CH4) jest niewybuchowy, bo mieszanina jest "zbyt bogata" w paliwo. Przy nadmiarze gazów palnych brakuje tlenu w odpowiedniej proporcji do spalenia, więc wybuch nie zachodzi.

Pełne wyjaśnienie:

Trójkąt wybuchowości (diagram palności) pokazuje, przy jakich kombinacjach stężenia paliwa (tu: metanu CH4) i utleniacza (tu: tlenu O2, zwykle z powietrza) mieszanina może się zapalić i przejść w wybuch. Wewnątrz wyznaczonego obszaru (trójkąta) znajdują się mieszaniny wybuchowe, a poza nim – mieszaniny niewybuchowe, ale z różnych przyczyn.

Dla metanu w powietrzu typowo przyjmuje się, że strefa wybuchowa występuje w przybliżeniu dla 5–15% CH4 (między dolną i górną granicą wybuchowości), pod warunkiem że jest wystarczająco dużo tlenu (około co najmniej 12% O2). Jeśli mieszanina znajduje się poza tym zakresem, nie spełnia warunków reakcji spalania w odpowiedniej proporcji.

  • Dlaczego "gazów palnych" jest poprawne?
    Znaki zapytania wskazują obszar na prawo od górnej granicy wybuchowości (powyżej ok. 15% CH4). To mieszanina "zbyt bogata" w metan, czyli jest w niej nadmiar gazów palnych. W takim składzie w stosunku do ilości paliwa jest za mało tlenu, więc mieszanina nie wybucha.
  • Dlaczego "gazów obojętnych" jest błędne?
    Nadmiar gazów obojętnych (inertyzacja) wiąże się z rozcieńczaniem tlenu i spadkiem O2 do wartości uniemożliwiających zapłon. Na diagramie odpowiada temu raczej dolna część (niedobór O2), a nie prawa strona związana z nadmiarem CH4.
  • Dlaczego "powietrza" jest błędne?
    Nadmiar powietrza oznacza mieszaninę zbyt ubogą w paliwo (za mało CH4), czyli obszar po lewej stronie dolnej granicy (poniżej ok. 5% CH4). To inny mechanizm niewybuchowości niż wskazany na rysunku.
  • Dlaczego "tlenu" jest błędne?
    "Nadmiar tlenu" (lub powietrza) również prowadzi do mieszaniny zbyt ubogiej w paliwo, a więc dotyczy lewej strony wykresu (małe CH4). W zaznaczonym obszarze problemem nie jest nadmiar O2, tylko zbyt duży udział paliwa względem tlenu.

W praktyce górniczej taki wykres pomaga szybko ocenić, czy atmosfera w wyrobisku może wejść w strefę wybuchową. Wentylacja zwykle ma utrzymywać CH4 na poziomie bezpiecznym (najczęściej przez rozcieńczanie), aby mieszanina nie znalazła się w zakresie 5–15% CH4 przy wystarczającym O2.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To wykres pokazujący, przy jakich stężeniach CH4 i O2 mieszanina może być wybuchowa. Wewnątrz zaznaczonego obszaru (trójkąta) znajdują się składy grożące zapłonem/wybuchem, a poza nim mieszaniny niewybuchowe z różnych powodów (za mało paliwa, za mało tlenu lub za dużo paliwa).
Sprawdź położenie punktu względem górnej granicy wybuchowości. Jeśli stężenie CH4 jest powyżej ok. 15%, obszar leży po prawej stronie strefy wybuchowej. To mieszanina "zbyt bogata" w paliwo, czyli niewybuchowa z powodu nadmiaru gazów palnych (za mało tlenu w proporcji do metanu).
Przy bardzo dużym udziale metanu w mieszaninie brakuje tlenu potrzebnego do gwałtownego spalania w odpowiednich proporcjach. Mimo że paliwa jest dużo, mieszanina jest "przelana" paliwem i nie spełnia warunku wybuchowości. Na diagramie to prawa strona poza trójkątem.
W typowych zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się, że metan w powietrzu ma DGW ok. 5% obj. i GGW ok. 15% obj.. Poniżej DGW mieszanina jest zbyt uboga w paliwo, a powyżej GGW zbyt bogata w paliwo. Dokładne wartości mogą zależeć od warunków, ale te liczby są standardowe w nauczaniu podstaw.
W praktyce oba zjawiska prowadzą do spadku udziału O2, więc na diagramie wiążą się z obszarem "za mało tlenu" (część dolna). Różnica jest w przyczynie: niedobór tlenu może wynikać z warunków w wyrobisku, a nadmiar gazów obojętnych to efekt inertyzacji (celowego rozcieńczania atmosfery).
Patrz na oś CH4. Nadmiar powietrza/tlenu odpowiada sytuacji, gdy paliwa jest za mało, czyli CH4 poniżej DGW (ok. 5%) – lewa strona. Nadmiar metanu to zbyt dużo paliwa, czyli CH4 powyżej GGW (ok. 15%) – prawa strona.
W kontekście wykresów wybuchowości dla metanu często podaje się wartość rzędu ok. 12% O2 jako minimalny poziom umożliwiający wybuch (w zależności od warunków i składu). Poniżej tej wartości mieszanina jest niewybuchowa z powodu niedoboru tlenu, nawet jeśli CH4 mieści się w zakresie 5–15%.
Wentylacja rozcieńcza metan powietrzem, czyli zwykle zmniejsza CH4 w kierunku lewej strony wykresu, oddalając atmosferę od zakresu 5–15% CH4. Celem jest utrzymanie składu poza strefą wybuchową. Dlatego poprawny odczyt, czy problemem jest "za mało" czy "za dużo" paliwa, ma znaczenie praktyczne.
Najczęstsze pomyłki to: (1) zamiana stron wykresu i mylenie DGW z GGW, (2) uznanie, że każdy obszar poza trójkątem oznacza niedobór tlenu, (3) mylenie "powietrza" z "tlenem" i wybór odpowiedzi na skojarzenie, a nie na podstawie położenia punktu (lewo/prawo/dół).
Opanuj trzy przyczyny niewybuchowości poza strefą: za mało paliwa (CH4 < DGW), za dużo paliwa (CH4 > GGW) oraz za mało tlenu (O2 poniżej minimum). Ćwicz szybkie wskazywanie strony wykresu i łączenie jej z właściwym opisem w odpowiedziach.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 40% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Na wykresie CH4–O2 obszar po prawej stronie górnej granicy wybuchowości metanu (powyżej ok. 15% CH4) jest niewybuchowy, bo mieszanina jest "zbyt bogata" w paliwo."

Źródła:

  • Wikipedia: "Flammability diagram" (opis diagramów palności i obszarów ubogich/bogatych) https://en.wikipedia.org/wiki/Flammability_diagram - accessed 2026-02-18
  • Wikipedia: "Methane" (podstawowe informacje o palności; sekcje dot. mieszanin z powietrzem mogą być punktem startowym do weryfikacji) https://en.wikipedia.org/wiki/Methane - accessed 2026-02-18
  • NIOSH/CDC: hasło i publikacje dot. "Methane" oraz zagrożeń w górnictwie (strona tematyczna jako punkt wejścia do dokumentów) https://www.cdc.gov/niosh/topics/methane/ - accessed 2026-02-18

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z zakresu zagrożeń metanowych i wentylacji kopalń (rozdziały o wybuchowości mieszanin)
  • Materiały szkoleniowe BHP dla górnictwa dotyczące DGW/GGW metanu i roli tlenu
  • Opracowania/artykuły dydaktyczne opisujące diagramy palności (flammability diagrams) dla mieszanin gazowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego