امیرحسین مجیدیان: انفجار معادن زغال سنگ، به سبب انفجار گاز متان است که به عنوان نمونه میتوان به حادثه‌ی تلخ اردیبهشت گذشته در معدن یورت اشاره کرد.در این حالت انباشت بیش از و افزایش گاز یا غبار در هوای محیط منجر به فراهم شدن زمینه‌ی انفجار میشود. در این شرایط کمترین جرقه یا حرارتی، این هوای غلیظ را مشتعل می‌کند و به انفجار منجر میشود. ضمنا امکان وقوع انفجار در نتیجه‌ی افزایش غلظت ترکیب این دو عامل هم وجود دارد که پیش از این هم در معادن مختلف رخ داده است.پرسش اصلی اینجاست، چگونه میتوان با استفاده فناوری فضایی از وقوع دوباره‌ی چنین حوادثی پیشگیری کرد؟
غلظت متان چگونه شناسایی و کنترل میشود؟
متان گازی گلخانه‌ای بدون رنگ بویی است که اگرچه سمی نیست، اما اشتعال‌پذیری بسیار بالایی در تماس با اکسیژن هوا دارد و غلظت 5 الی 15 درصد آن در هوا برای وقوع انفجار کفایت می‌کند. غلظت بیش از 16 درصد آن در هوا بیش از آن‌که باعث انفجار شود، باعث سوختن و شعله‌ور شدن هوا میشود.
در گذشته از قناری برای شناسایی میزان غلظت گاز متان درون معدن کمک می گرفتند،به این ترتیب که بیهوش شدن یا مرگ قناری نشانه‌ی انباشت بیش از حد متان درون تونل بود.امروزه باوجود تمام فناوری‌های ایمنی، همچنان شانس وقوع یک تراژدی درون معادن زغال سنگ بالا است. فناوری‌های ایمنی مانند حسگرهای فردی متان‌سنج که درون چراغ کلاه معدنچیان قرار دارد، تجهیزات محدود کننده‌ی شدت انفجار، حسگرهای زیرزمینی سنجش غلظت متان.
همچنین درون معادن معمولا فن‌های بزرگی کار گذاشته می‌شوند که وظیفه‌ی آنها تهویه‌ی پیوسته‌ی هوای دورن تونل ها است.این فن‌ها نمیگذارند که سطح متان از سطح پنج درصد فراتر رود. نمایشگرهایی که در سراسر تونل‌های معدن کار گذاشته می‌شوند، سطح گاز متان را پیوسته اندازه‌گیری می‌کنند، به این ترتیب همیشه پیش از شروع حفاری کارگران با دقت میزان متان موجود در هوا را زیر نظر دارند.حال انتظار می رود با استفاده از تجهیزات و ابزارهای جدید، امکان ارزیابی و اطلاع دقیق از میزان تولید گاز متان برای محققان فراهم شود.تا بدین گونه علاوه‌بر بازبینی منظم معادن زغال سنگ، پایش منظم این گاز گلخانه‌ای فراهم شود.
پایش منظم متان با کمک تصاویر ماهواره‌ای
هر يک از اجزاي اتمسفری مانند بخار آب، دی اکسيد کربن، متان، ازن و ساير گازهای گلخانه‌ای دارای خصوصيات خاصی از نظر جذب پرتوهای خورشیدی و انتشار آنها به صورت امواج رادیواکتیوی در اتمسفر هستند. با اندازه‌گيری انرژي طيفی امواج منتشر شده از اتمسفر یا انرژی منعکس شده از سطح زمين و يا تشعشعات دمايی که از اتمسفر وسطح زمين انتشار می‌يابند، چگالی مولکولهای اتمسفری قابل اندازه‌گيری مي‌باشد.سپس با داشتن چگالی مولکولهای موجود در جو و دانستن جرم ترکیبها از جمله متان، میزان این گاز مشخص میشود. گفتنی است که اين اندازه‌گيریها با روش‌های خاصی با استفاده از اطلاعات ماهواره‌ای و راداری انجام میشود. با آگاهی يافتن از ميزان آلودگی‌های منتشر شده، بخصوص گاز متان منتشر شده در مناطقی که معادن زغال سنگ وجود دارد، مي‌توان هشدارهای لازم را براي رفع آن انجام داد.
به عنوان مثال ناسا در سال 2015 (1394) با استفاده از ماهواره EO-1، میزان نشت گاز متان کارخانه‌ای را در دره الیسو اندازه‌گیری کرد. ماهواره EO-1 که در سال 2000 میلادی به منظور آزمایش عملکرد یک طیف سنج جدید و منحصر به فرد، موسوم به Hyprion برای مدت یک سال به مدار زمین ارسال شده و پس از انجام ماموریت در مدار باقی مانده بود. ناسا دوربین ماهواره EO-1 را به سوی کارخانه دره الیسو نشانه رفت و طیف سنج Hyperio توانست طی سه مرتبه عبور از بالای محدوده موردنظر در طول زمستان گذشته، میزان نشت گاز متان از کارخانه را تشخیص دهد. این اطلاعات توسط اطلاعات دریافتی از هواپیمای ER-2 که حامل یک طیف سنج مادون قرمز اختصاصی برای عکس‌برداری هوایی از زمین است، تایید شد.
هم‌اکنون در این زمینه بسیاری از کشورها، ماهواره‌هایی برای اندازه‌گیری میزان انتشارهای مضر دارند، اما برای اندازه‌گیری و مقابله با این گازها، هنوز بین کشورها تقسیم وظایفی انجام نشده و سیستم یکپارچه ای برای رسیدن به این اهداف وجود ندارد. به عنوان مثال، فرانسه و آلمان با همکاری یکدیگر، در حال ساخت ماهواره ای برای نظارت بر انتشارات متان در هوا هستند که آن را ماهواره مرلین لقب داده اند.در این پروژه، از تکنولوژی لیدار برای اندازه‌گیری بازتاب لیزر عبوری از اتمسفر به منظور تعیین غلظت متان همراه با دی اکسید کربن استفاده میشود.لیدار تکنیکی قدرتمند در سنجش از راه دور لیزری است. تکنیک لیدار مشابه اصول رادار کار می‌کند که بعضی اوقات نیز رادار لیزری نامیده میشود. تشخیص نور و مسافت‌یابی، یک روش تشخیص از راه دور نوری است که ویژگی‌های نور پراکنده شده را برای بدست آوردن فاصله یا دیگر اطلاعات هدف دور اندازه‌گیری می‌کند.
همچنین در این زمینه، ماهواره های GoSat ژاپن و OCO-2 آمریکا برای اندازه گیری و نظارت بر انتشار گاز کربن موجود در هوا در حال کار هستند و کشور چین در حال ساخت ماهواره TanSat و فرانسه در حال کار روی ماهواره MicroCarb میباشد و قرار است این دو ماهواره نیز برای بررسی انتشارات Co-2 به کار گرفته می شوند.
پیشگیری از حادثه‌های بعدی
حادثه‌ی تلخ انفجار معدن زغال سنگ «زمستان یورت» آزادشهر آخرین نمونه از حوادث معادن سنتی و فرسوده‌ی ایران بود، حادثه‌ای که دست‌کم این بار توانست توجه افکار عمومی را هم به موضوع جلب کند.روی هم رفته باید تصریح کرد که در راستای ارزیابی و اطلاع دقیق از میزان تولید گازهای گلخانه (به ویژه متان)، شيوه‌های سنجش ماهواره‌ای و پایش منظم مناطق حساس صنعتی و معادن می‌تواند پاسخگوی این نیاز باشد و می بایست که افراد مسئول حفاظت و ایمنی صنایع از آخرين یافته‌هاي دنيا در این زمینه مطلع باشند.