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.

The results of the analysis of statistical data on accidents at Russian mines caused by explosions in the workings space have shown that explosions of methane-dust-air mixtures at underground coal mines are the most severe accidents in terms of consequences. A detailed analysis of literature sources showed that in the total number of explosions prevails total share of hybrid mixtures, i.e. with the simultaneous participation of gas (methane) and coal dust, as well as explosions with the possible or partial involvement of coal dust. The main causes contributing to the occurrence and development of dust-air mixture explosions, including irregular monitoring of by mine engineers and technicians of the schedule of dust explosion protective measures; unreliable assessment of the dust situation, etc., are given. The main problem in this case was the difficulty of determining the location and volume of dust deposition zones in not extinguished and difficult to access for instrumental control workings. Determination of the class-shape of coal dust particles is a necessary condition for constructing a model of the dust situation reflecting the aerosol distribution in the workings space. The morphological composition of coal mine dust fractions with dispersion less than 0.1 has been studied. Particle studies conducted using an LEICA DM 4000 optical microscope and IMAGE SCOPE M software made it possible to establish the different class-shapes of dust particles found in operating mines. It was found that the coal dust particles presented in the samples correspond to the parallelepiped shape to the greatest extent. The mathematical model based on the specialized ANSYS FLUENT complex, in which this class-form is incorporated, is used for predicting the distribution of explosive and combustible coal dust in the workings space. The use of the obtained model in production conditions will allow to determine the possible places of dust deposition and to develop measures to prevent the transition of coal dust from the aerogel state to the aerosol state and thereby prevent the formation of an explosive dust-air mixture.