KWALIFIKACJA GIW9 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 32.
Na podstawie wykresu można stwierdzić, że powietrze kopalniane zawierające 10% metanu i 11% tlenu jest mieszaniną
Ilustracja przedstawia wykres trójkątny, który jest używany w kontekście kwalifikacji zawodowej związanej z techniką
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Mieszanina metanu z powietrzem może być wybuchowa tylko wtedy, gdy oprócz odpowiedniego stężenia CH4 jest też wystarczająco dużo tlenu. Przy 10% metanu, ale jedynie 11% tlenu, zawartość O2 jest zbyt mała dla obszaru wybuchowości na typowym wykresie, więc jest to mieszanina niewybuchowa.

Pełne wyjaśnienie:

Aby mieszanina gazów była wybuchowa, muszą być spełnione jednocześnie dwa warunki: (1) stężenie paliwa (tu: metanu) musi mieścić się w zakresie wybuchowości, oraz (2) musi być dostępna odpowiednia ilość utleniacza (tlenu). W praktyce kopalnianej ocenia się to często na podstawie wykresów/diagramów wybuchowości (np. trójkąta Cowarda), które pokazują obszar mieszanin wybuchowych w zależności od udziału CH4 i O2.

Dla podanych danych: 10% CH4 i 11% O2. Chociaż 10% metanu jest wartością, która przy "normalnym" powietrzu (ok. 21% O2) mogłaby znajdować się w obszarze wybuchowości, to 11% tlenu oznacza atmosferę "zubożoną" w tlen. Przy tak niskim udziale O2 mieszanina nie spełnia warunku utleniacza niezbędnego do gwałtownego spalania, dlatego na wykresie wypada poza obszarem wybuchowości. Wniosek: jest to mieszanina niewybuchowa.

  • Odpowiedź "wybuchową" jest błędna, bo ignoruje wpływ tlenu. Sam fakt obecności 10% metanu nie przesądza o wybuchowości, jeśli O2 jest za mało.
  • Odpowiedź "palną" może być myląca: "palność" oznacza możliwość spalania, ale pytanie dotyczy oceny z wykresu wybuchowości. Mieszanina może nie tworzyć warunków do wybuchu właśnie z powodu zbyt małego udziału tlenu.
  • Odpowiedź "stechiometryczną" jest błędna, bo mieszanina stechiometryczna wymaga odpowiedniego stosunku paliwa do utleniacza (taki, w którym teoretycznie oba składniki zużywają się całkowicie). Przy 11% O2 i 10% CH4 stosunek ten nie odpowiada typowemu punktowi stechiometrycznemu dla spalania metanu.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w danych pojawia się obniżone O2 (np. po pożarach, w zrobach, w rejonach z dopływem gazów), zawsze sprawdzaj, czy tlen nie spada poniżej poziomu umożliwiającego wybuch. To częsty "haczyk" w zadaniach o metanie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mieszanina wybuchowa to taka, w której jednocześnie jest odpowiednie stężenie metanu oraz wystarczająca ilość tlenu (utleniacza), aby po zainicjowaniu zapłonu spalanie przebiegło gwałtownie. Ocena bywa wykonywana na wykresach wybuchowości (np. diagramach CH4–O2).
Bo o wybuchowości decydują co najmniej dwa czynniki: stężenie paliwa (CH4) i dostępność tlenu. Jeśli tlen jest obniżony, mieszanina może wypaść poza obszar wybuchowości mimo "typowego" stężenia metanu. Na egzaminie zawsze analizuj oba parametry.
Tlen jest utleniaczem niezbędnym do spalania. Gdy jego udział spada, reakcja spalania nie ma warunków do przebiegu z odpowiednią intensywnością i mieszanina traci zdolność do wybuchu. Dlatego wykresy wybuchowości uwzględniają O2 obok CH4.
To diagram, który obrazuje obszary mieszanin palnych/wybuchowych w zależności od udziału metanu, tlenu i azotu (składnika "obojętnego"). Ułatwia ocenę, czy konkretna atmosfera kopalniana jest w strefie wybuchowości, czy poza nią.
Najpierw lokalizujesz punkt odpowiadający danym stężeniom (np. CH4 i O2). Następnie sprawdzasz, czy punkt leży w polu oznaczonym jako wybuchowe/palne. Jeśli jest poza nim, mieszanina jest niewybuchowa w rozumieniu tego wykresu.
Tak. Nawet jeśli mieszanina nie jest wybuchowa, może oznaczać np. niedobór tlenu (ryzyko duszenia) albo możliwość zmiany warunków po dopływie świeżego powietrza. W kopalni ocenia się jednocześnie zagrożenie wybuchem oraz zagrożenie dla życia przez obniżone O2.
Najczęściej: wybór "wybuchowa", bo metan kojarzy się z wybuchem, bez sprawdzenia tlenu; mylenie "palna" z "wybuchowa"; oraz ignorowanie, że obniżone O2 przesuwa mieszaninę poza obszar wybuchowości na wykresie. Pomaga zasada: sprawdzaj CH4 i O2 razem.
To mieszanina, w której proporcja metanu do tlenu odpowiada teoretycznemu stosunkowi potrzebnemu do całkowitego spalenia bez nadmiaru jednego ze składników. To pojęcie chemiczne, a nie synonim "najbardziej wybuchowa". Na wykresie nie każdy punkt w strefie zagrożenia jest stechiometryczny.
Obniżone O2 występuje m.in. w rejonach słabo przewietrzanych, w zrobach, po pożarach/endogenicznym utlenianiu, przy dopływie gazów lub w przestrzeniach z dużym udziałem gazów obojętnych. Dlatego pomiary atmosfery obejmują nie tylko CH4, ale też O2.
Ćwicz rozróżnianie pojęć: palność vs wybuchowość, oraz interpretację wykresów (np. CH4–O2). Ucz się typowych scenariuszy: dopływ świeżego powietrza podnosi O2 i może "wprowadzić" mieszaninę do strefy wybuchowej. Na egzaminie czytaj uważnie wartości O2.
info

Statystycznie 45% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Mieszanina metanu z powietrzem może być wybuchowa tylko wtedy, gdy oprócz odpowiedniego stężenia CH4 jest też wystarczająco dużo tlenu."

Źródła:

  • Wikipedia (EN): Flammability limit – opis warunków palności/wybuchowości i roli utleniacza, https://en.wikipedia.org/wiki/Flammability_limit (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): Coward's triangle – diagram zależności CH4–O2–N2 dla mieszanin palnych/wybuchowych, https://en.wikipedia.org/wiki/Coward%27s_triangle (dostęp: 2026-03-01)
  • NIOSH/CDC: Methane – informacje o właściwościach i zagrożeniach (w tym palność/wybuchowość w powietrzu), https://www.cdc.gov/niosh/ershdb/emergencyresponsecard_29750027.html (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z wentylacji kopalń i zagrożeń gazowych (diagramy wybuchowości metanu)
  • Instrukcje zakładowe dotyczące kontroli atmosfery kopalnianej (CH4, O2) i interpretacji pomiarów
  • Opracowania BHP dot. wybuchowości gazów (wykresy typu trójkąt Cowarda)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego