БЕЗОПАСНОСНОСТЬ
Оригинальная статья
УДК 622.822.22 © В.А. Портола, О.И. Черских, С.И. Протасов, Е.А. Серегин, И.А. Шваков, 2022
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 12-2022 /1161/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2022-12-54-60
Название
Исследование воздействия антипирогенов на процесс самовозгорания бурого угля
Авторы
Портола В.А., Доктор техн. наук, профессор КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 650000, г. Кемерово, Россия,
e-mail: portola2@yandex.ru
Черских О.И., Канд. техн. наук, директор ООО «Солнцевский угольный разрез», 694910, г. Шахтерск, Россия, e-mail: cherskikhoi@eastmining.ru
Протасов С.И., Канд. техн. наук, директор Новационной фирмы «КУЗБАСС-НИИОГР»,650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: s.i.protasov@mail.ru
Серегин Е.А., Главный инженер Новационной фирмы «КУЗБАСС-НИИОГР» 650000, г. Кемерово, Россия,
e-mail: eugene_s1976@mail.ru
Шваков И.А., Начальник участка ликвидации очагов самовозгорания угля ООО «Солнцевский угольный разрез» 694910, г. Шахтерск, Россия,e-mail: shvakovia@eastmining.ru
Аннотация
Разрушение угольных пластов приводит к активизации поглощения кислорода активными центрами и выделения тепла, что может вызвать развитие процесса самовозгорания. Предотвратить возникновение эндогенных пожаров позволяет обработка скоплений угля антипирогенами, замедляющими поглощение кислорода из воздуха. Учитывая широкое изменение свойств угля в различных месторождениях, необходимо экспериментально подбирать наиболее эффективные антипирогены для добываемого угля. Проведенные лабораторные исследования показали, что обработка не окисленного бурого угля водными составами существенно уменьшает скорость сорбции кислорода, а добавка инертной пыли практически не влияет на этот параметр. В наибольшей степени снизили скорость сорбции кислорода дистиллированная вода, водные составы карбамида и хлористого кальция. Длительность инкубационного периода самовозгорания бурого угля возросла в 1,6 раза за счет увлажнения и снижения сорбции кислорода. Выдержка обработанных проб в течение 40 суток показала, что некоторые составы с течением времени могут активизировать сорбционную способность бурого угля. К таким составам можно отнести водные растворы жидкого стекла, кальция углекислого, аммония хлористого. Однако повышение влажности угля после обработки этими составами способствовало увеличению длительности инкубационного периода самовозгорания. Наиболее эффективным антипирогеном оказался водный состав с добавкой 10% хлористого кальция. Повторная обработка этими составами проб бурого угля через 40 суток нахождения на воздухе показала, что в наибольшей степени увеличивает длительность инкубационного периода самовозгорания воздействие хлористым кальцием, а жидкое стекло увеличивает скорость сорбции кислорода.
Ключевые слова
Самовозгорание угля, эндогенный пожар, антипирогены, сорбция кислорода углем, инкубационный период самовозгорания, разрез, бурый уголь, предупреждение самовозгорания.
Список литературы
1. Подображин С.Н. Оценка параметров очагов самовозгорания породных отвалов угольных карьеров и способов их тушения / В.А. Портола, Д.Е. Скударнов, С.И. Протасов и др. // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 11. С. 42–47.
2. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. 375 с.
3. Самовозгорания промышленных материалов / В.С. Веселовский, Н.Д. Алексеева, Л.Н. Виноградова и др. М.: Наука, 1964. 246 с.
4. Analytical prediction of coal spontaneous combustion tendency: velocity range with possibility of self-ignition / Q. Lin, S. Wang, S. Song et al. // Fuel Processing Technology. 2017. No 159. P. 38-47.
5. Portola V.A. Assessment of the effect of some factors on spontaneous coal combustion // Journal of Mining Science. 1996. 32. P. 212-218.
6. Onifade M., Genc B. Spontaneous combustion of coals and coal-shales // International Journal of Mining Science and Technology. 2018. No 28. P. 993-940.
7. Risk evaluation of coal spontaneous combustion on the basis of auto-ignition temperature / Y. Zhang, Y. Liu, X. Shi et al. // Fuel. 2018. No 233. P. 68-76.
8. Семенова С.А., Патраков Ю.Ф., Майоров А.Е. Окисление углей в пластах и методы оценки склонности углей к окислению и самовозгоранию (Обзор). // Коксихимия. 2020. № 5. С. 12-21.
9. Prediction and prevention of spontaneous combustion of coal from goafs in workface: A case study / D. Wei, C. Du, B. Lei et al. // Case Studies in Thermal in Engineering. 2020. No 21. 100668.
10. Zhang L., Qin B. Rheological characteristics of foamed gel for mine fire control // Fire and Materials. 2016. No 40. P. 246-260.
11. Коврижин О.И., Коляда А.Ю., Калиниченко Н.А. Использование газообразного азота при ликвидации подземных пожаров // Научный вестник НИИГД Респиратор. 2020. № 5. С. 37-44.
12. Инструкция по определению инкубационного периода самовозгорания угля. Серия 05. Выпуск 38. М., 2013. 24 с.
13. Правила безопасности при переработке, обогащении и брикетировании углей. Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 28 октября 2020 г. N 428.
14. Инструкция по предупреждению экзогенной и эндогенной пожароопасности на объектах ведения горных работ угольной промышленности. Утверждена приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 27 ноября 2020 г. N Пр-469.
15. Портола В.А., Бобровникова А.А., Протасов С.И. Влияние температуры окружающей среды на инкубационный период и склонность угля к самовозгоранию // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 1. С. 27–32. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-1-27-32.
Для цитирования
Исследование воздействия антипирогенов на процесс самовозгорания бурого угля / В.А. Портола, О.И. Черских, С.И. Протасов и др. // Уголь. 2022. № 12. С. 54-60. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-12-54-60.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 29.09.2022
Одобрена рецензентами:15.10.2022
Принята к публикации: 25.11.2022
