Рассмотрен новый подход к определению выхода летучих веществ из углей применительно к взрывоопасности, включая экспертные работы на аварийных шахтах при взрывах. Результаты основаны на комплексных экспериментах, включающих взрывные испытания и термогравиметрические исследования углей различной стадии метаморфизма: от длиннопламенного (марка Д) до коксующегося (марка К). Термогравиметрические исследования дополнены взрывными экспериментами в 20-литровой камере, также изучены более 60 проб пыли с аварийных участков шахт. Предложены и практически отработаны уточненные «стадийные» показатели выхода летучих веществ для решения задач пылевой взрывоопасности, имеющие существенные преимущества перед стандартным методом квазиизотермического нагрева пыли в муфельной печи. Отработаны методы термогравиметрического определения влажности и зольности образцов, а также выхода летучих веществ при различных стадиях нагрева с разделением выхода горючих и негорючих газов. Выделены непересекающиеся интервалы термической реакции: выход влаги (25-130 °С); термоустойчивого нагрева (180-350 °С); первичного выхода летучих веществ PVS (350-600 °С); вторичного выхода горючих летучих веществ SVS (600-750 °С); термодеструкции минеральных включений и инертной пыли CDS (750-840 °С). Для аварийных условий определены стадии устойчивого снижения и стадии роста выхода летучих веществ из поствзрывных проб и сформулирован критерий участия угольной пыли во взрыве. Модифицированный критерий позволяет численно распознавать факт участия пыли во взрыве, определять эпицентр дефлаграционного горения и исследовать динамику взрыва по сети горных выработок при определении эффективности пылевзрывозащиты.
Обеспечение пылевзрывобезопасности при подземной угледобыче – одна из важнейших задач служб промышленной безопасности и охраны труда. Основным методом предупреждения взрывов угольной пыли, оседающей в горных выработках, является обработка их инертной сланцевой пылью (осланцевание). К традиционным способам контроля качества осланцевания относятся радиоизотопный, оптический и химический. Для их реализации приборы оснащают экологически вредными радиоактивными элементами, дорогостоящими оптическими датчиками, осушителями и сменными колбами с химическими реактивами, что увеличивает стоимость проведения анализа и его продолжительность. Погрешность измерений указанными приборами 10 % и более. Основной целью исследования является разработка и обоснование нового способа контроля пылевзрывобезопасности горных выработок, который будет лишен недостатков отмеченных выше способов. Предлагается проводить оценку качества осланцевания принципиально новым способом – термогравиметрическим. Способ отработан на пыли угольных шахт Кузбасса и Воркутинского бассейна, включая пробы пыли, отобранные в шахтах с реально произошедшими взрывами. В статье приведены результаты экспериментальных исследований процессов термической деструкции смесей угольной и инертной пыли. Выделены непересекающиеся интервалы термогравиметрической реакции: выход влаги (35-132 °С); выход летучих веществ из угля (380-580 °С); термодеструкция известняка с выходом углекислого газа (650-850 °С). Рассмотрены методы и математические зависимости для обработки значимых и качественных идентификационных характеристик термогравиметрических кривых при определении содержания негорючих компонентов в осланцованной пробе шахтной пыли.
В статье рассмотрены результаты инвестиционных проектов в области комплексного обеспыливания, реализованных в ведущих угледобывающих компаниях РФ. Представлены экспериментальные исследования процессов снижения уровней запыленности на рабочих местах при применении современных систем орошения и аспирационных систем. Рассмотрены факторы, определяющие массу и дисперсный состав витающей пыли при различных способах пылеподавления. Показаны результаты лазерного анализа дисперсного состава частиц, удаляемых из воздуха рабочей зоны.
