Результаты анализа статистических данных по аварийным ситуациям на шахтах России, вызванных взрывами в пространстве выработок, показали, что взрывы метанопылевоздушных смесей на подземных угледобывающих предприятиях являются наиболее тяжелыми по последствиям авариями. Подробный анализ литературных источников показал, что в общем количестве взрывов преобладает суммарная доля взрывов гибридных смесей, т.е. с одновременным участием газа (метана) и каменноугольной пыли, а также взрывов с возможным или частичным участием угольной пыли. Приведены основные причины, способствующие возникновению и развитию взрыва пылевоздушных смесей, в том числе нерегулярное проведение контроля инженерно-техническими работниками шахты графика пылевзрывозащитных мероприятий; недостоверная оценка пылевой обстановки и т.д. Основной проблемой при этом являлись трудность определения местоположения и объема зон отложения пыли в непогашенных и труднодоступных для инструментального контроля выработках. Определение класс-формы частиц угольной пыли является необходимым условием для построения модели пылевой обстановки, отражающей распределение аэрозоля в пространстве выработок. Проведены исследования морфологического состава фракций каменноугольной шахтной пыли дисперсностью менее 0,1. Исследования частиц, проведенные с помощью оптического микроскопа LEICA DM 4000 и программного обеспечения IMAGE SCOPE М, дали возможность установить различные класс-формы пылинок, встречающиеся на действующих шахтах. Установлено, что представленные в образцах частицы угольной пыли в наибольшей степени соответствуют форме параллелепипеда. Построенная математическую модель на базе специализированного комплекса ANSYS FLUENT, в которую заложена данная класс-форма, осуществляет прогноз распределения взрывопожароопасной угольной пыли в пространстве выработок. Использование полученной модели в условиях производства позволит определить возможные места пылеотложений и разработать меры по профилактике и предотвращению перехода каменноугольной пыли из состояния аэрогель в состояние аэрозоля и тем самым предотвратить образование взрывопожароопасной пылевоздушной смеси.
Статья посвящена исследованию проблемы самовозгорания энергетических марок каменных углей не только при складировании, но и в процессе транспортировки. В качестве основных образцов для исследования были отобраны энергетические марки каменных углей СС и Ж. Основной задачей научного исследования являлось изучение скорости охлаждения и нагревания каменных углей в зависимости от их теплофизических параметров и параметров окружающей среды. Для решения поставленной задачи авторы применяли как авторские установки, предназначенные для исследования теплофизических параметров процесса самовозгорания (метод Я.С.Киселева), так и прибор синхронного термического анализа NETZSCH STA 449 F 3 Jupiter , программный пакет NETZSCH Proteus Termal Analysis. На основании комплексного исследования процесса самовозгорания авторами статьи получены кинетические характеристики процесса самонагревания (энергия активации и предэкспоненциальный множитель). Представлены номограммы допустимого размера сосредоточения углей разных типов и форм скопления в зависимости от температуры окружающей среды, даны практические рекомендации по профилактике (не допущению) самовозгорания каменноугольного топлива.
