중대사고 이슈리포트 - 분진 화재·폭발 사고 저감 방안

실리콘 등 가연성 분진 취급사업장 사고 발생 현황

2차전지는 방전 후에도 재충전하여 반복 사용할 수 있어 경제적이며, 납·수은 등 환경 규제 물질을 포함하지 않아 친환경적 특성을 지니고 있음.

이러한 이유로 2차전지는 미래 산업으로 각광받고 있으며, 특히 음극제 개발이 활발하게 이루어지고 있음.

기존 흑연계 음극제보다 에너지 밀도가 높은 실리콘 음극제(흑연+실리콘) 개발이 지속되면서 관련 사업이 확장되고 있음. 이에 따라 실리콘 파우더를 취급하는 사업장도 증가할 것으로 예상됨.

그러나 실리콘 파우더와 같은 가연성 분진을 취급하는 사업장에서는 화재·폭발 유형의 사고가 빈번하게 발생하고 있음. 특히 소규모 사업장(10인 미만)에서는 안전 관리가 미흡한 경우가 많아 사고 위험이 더욱 높음.

 

 

---

주요 사고 사례

1. 실리콘 파우더 취급 중 폭발 사고

• 발생 시기 : 2023년 12월
• 발생 장소 : 충남 아산 소재 실리콘 파우더 생산 공장
• 사고 개요 : 가연성 분진(실리콘 파우더) 폭발로 인한 중대 재해 발생
• 결과 : 사망 3명, 부상 1명

실리콘 파우더는 마찰을 통해 화재를 일으키거나 촉진할 수 있는 특성이 있어 지속적인 화재·폭발 사고가 발생하고 있음.

이처럼 가연성 분진이 포함된 사고는 단순한 화재를 넘어 다수의 인명 피해로 이어질 가능성이 크므로 철저한 관리가 필요함.

 

---

 

 

2. 정전기에 의한 분진 폭발 사고

• 발생 장소 : ○○메탈 공장 내 반응장
• 사고 개요 : 작업자가 반응실 출입구 작업대에서 발화제 원료를 운반하는 과정에서 폭발 발생
• 결과 : 작업자 1명 사망(화상 및 골절상)
• 주요 원인 :
  • 알루미늄 파우더(65~70%) 포함 → 가연성 분진 폭발 위험성
  • 정전기 방전 가능성 → 분진의 최소점화에너지(10mJ)보다 낮은 수준에서 폭발 가능
  • 제전 장비 미흡 → 작업자의 몸에 축적된 정전기가 점화원 역할

이 사고 사례를 통해 정전기에 의한 폭발 위험이 높으며, 작업장 바닥 및 설비의 도전성 유지, 정전기 방지용 안전화·제전복 착용 등의 조치가 필수적임을 확인할 수 있음.

 

---

 

3. 혼합 금속분말 배출 작업 중 화재·폭발 사고

• 발생 장소 : 페로텅스텐 생산 공장
• 사고 개요 : 배합기에서 혼합된 금속분말을 배출하는 작업 중 폭발 발생
• 결과 : 작업자 2명 화상(1명 사망)
• 주요 원인 :
  • 배합기 내부에 알루미늄 분말 부유 → 분진폭발 위험 증가
  • 배합기 내부 중금속 분말 침전 → 테르밋 반응 가능성 존재
  • 작업 중 빗자루 사용(30초간 마찰) → 불꽃 발생 → 폭발

이 사고에서는 마찰·충격으로 인해 테르밋 반응이 촉발되었을 가능성이 높으며, 산업 현장에서 가연성 금속 분말을 취급할 경우 엄격한 관리가 필요함을 시사함.

 

---

 

 

가연성 분진 폭발 예방 및 관리 대책

1. 분진 폭발 위험 장소 지정

• 분진이 지속적으로 발생하는 사일로, 백필터, 컨베이어 내부 등 위험 장소를 별도로 관리

2. 분진 제거 및 확산 방지

• 설비 표면 및 바닥에 분진이 쌓이지 않도록 정기적인 청소
• 분진 발생 설비에 뚜껑 설치 등 외부 비산 방지 대책 마련

3. 점화원 관리

• 용접, 용단, 그라인더 사용 등 화기 작업 금지
• 화재 감지 센서 및 온도 계측 장치 설치
• 분진 상태 확인 후 화재 감시자 배치

4. 불활성 가스 봉입

• 질소 주입을 통해 산소 농도를 폭발 한계 이하로 유지
• 유량계, 압력계, 산소농도 측정 장치 설치 및 유지 관리

5. 폭발 방호장치 설치

• 폭발 방산구 설치 → 과압 방출을 통한 피해 최소화
• 폭발 억제 시스템 → 자동 소화제 분사 장치 도입

---

 

법·제도 개선 방향

현재 산업안전보건법 시행령 별표 13에 가연성 분진을 유해·위험물질로 추가하여 PSM(Process Safety Management) 적용이 필요함.

• 가연성 분진을 위험물질로 명확하게 규정하고, 관련 안전 기준을 강화해야 함.
• 기존 산업안전보건기준에서 가연성 분진 관련 규정이 미흡하므로 별도 관리 기준을 마련해야 함.

---

 

결론

본 사례들은 가연성 금속 분말(실리콘, 알루미늄 등)이 정전기, 마찰·충격 등에 의해 폭발할 가능성이 매우 크다는 점을 명확히 보여줌.

• 특히 2차전지 산업 확대에 따라 실리콘 파우더 취급이 증가하고 있어 관련 사고 예방이 시급함.
• 기존 알루미늄 분진 외에도 신소재(실리콘 등)의 폭발 특성을 고려한 법·제도 정비가 필요함.
• 산업 현장에서 폭발 위험 장소를 체계적으로 구분하고, 점화원 관리 및 방호 장치 설치 등 종합적인 대책이 반드시 필요함.