БЕЗОПАСНОСТЬ
Оригинальная статья
УДК 622.822 © И.О. Федоткин, Д.В. Федоткин, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 02-2024 /1177/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-2-69-73
Название
Проблемы пожаров в угольных шахтах и обзор современных подходов к их моделированию
Авторы
Федоткин И.О., аспирант НИТУ МИСИС, 119049, г. Москва, Россия, e-mail: fedotkin.iliya@gmail.com
Федоткин Д.В., канд. техн. наук, доцент НИТУ МИСИС, начальник отдела специальных исследований ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 119049, г. Москва, Россия, e-mail: fdv982@mail.ru
Аннотация
Актуальность проблемы обоснована необходимостью применения инновационных подходов к борьбе с шахтными пожарами на основе использования методов компьютерного моделирования для прогнозирования развития пожаров и их последствий. Анализ статистических данных за последние годы показал, что в России наиболее частой причиной аварий при подземных работах по добыче угля являются пожары (более 40% от общего числа аварий). Похожая ситуация наблюдается и в Китае, являющемся ведущим мировым производителем угля, где подавляющее большинство крупных аварий на угольных шахтах составляют пожары и взрывы. Представлены основные причины возникновения пожаров. Дан обзор используемых сегодня методов моделирования пожаров, указаны достоинства и недостатки их применения. Для борьбы с эндогенными пожарами на основе численного моделирования можно формировать оптимальный тепловой баланс процессов самонагревания угля путем определения горнотехнических решений по снижению параметров теплогенерации угольных пластов.
Ключевые слова
Угольные шахты, подземные пожары, статистика пожаров, аварии в угольных шахтах, численное моделирование, статистика аварий в шахтах, моделирование шахтных пожаров.
Список литературы
1. Анализ причин взрывов, вспышек и воспламенений метана в угольных шахтах России в 2005-2019 гг. / Е.И. Кабанов, Г.И. Коршунов, А.В. Корнев и др. // Горный информационно- аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 2-1. С. 18-29. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-18-29.
2. Prerequisites for applying the risk-based approach to assessing the explosive and fire hazardous properties of underground mining materials / V. Rodionov, I. Skripnik, T. Kaverzneva et al. // E3S Web of Conferences. 2023. 417. 05013. DOI: 10.1051/e3sconf/202341705013.
3. Numerical and experimental investigation of carbon monoxide spread in underground mine fires / L. Zhou, L. Yuan, D. Bahrami et al. // Journal of Fire Sciences. 2018;36(5):406-418. DOI: 10.1177/0734904118793891.
4. Nematollahi Sarvestani A., Oreste P., Gennaro S. Fire Scenarios Inside a Room-and-Pillar Underground Quarry Using Numerical Modeling to Define Emergency Plans // Applied Sciences. 2023;13(7):4607. DOI: 10.3390/app13074607.
5. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору: ежегодные отчеты о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/ (дата обращения: 15.01.2024).
6. Баловцев С.В. Мониторинг аэрологических рисков аварий на угольных шахтах // Горные науки и технологии. 2023. Т. 8. № 4. С. 350-359. DOI: 10.17073/2500-0632-2023-10-163.
7. Родионов В.А., Серегин А.С., Иконников Д.А. Мультипликативный метод оценки взрывопожароопасных свойств рудничной атмосферы при поступлении в воздушную среду углеводородных газов // Горный журнал. 2023. № 9. С. 35-40. DOI: 10.17580/ gzh.2023.09.05.
8. A statistical analysis of coalmine fires and explosions in China / Zhu Y., Wang D., Shao Z. et al. // Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 121. P. 357-366. DOI: 10.1016/j.psep.2018.11.013.
9. Ганова С.Д., Скопинцева О.В., Исаев О.Н. К вопросу исследования состава углеводородных газов угольных пластов и пыли с целью возможного прогнозирования их потенциальной опасности // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 6. С. 109-115. DOI: 10.18799/24131830/2019/6/2132.
10. Стандартизация установок импульсного пожаротушения для подачи самовспенивающейся газоаэрозоленаполненной пены / Н.П. Копылов, Д.В. Федоткин, Е.Ю. Сушкина и др. // Безопасность труда в промышленности. 2023. № 7. С. 16-20. DOI: 10.24000/0409-2961-2023-7-16-20.
11. Баловцев С.В., Скопинцева О.В., Куликова Е.Ю. Оценка влияния тяжелых углеводородов на аэрологические риски аварий в угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. 2023. Т. 15. № 2. С. 234-245. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-2-234-245.
12. Study on Numerical Simulation of Fire Danger Area Division in Mine Roadway / H. Wen, Y. Liu, J. Guo et al. // Mathematical Problems in Engineering. 2021;(2):1-13. DOI: 10.1155/2021/6646632.
13. Expanding the FDS Simulation Capabilities to Fire Tunnel Scenarios Through a Novel Multi-scale Model / V. Verda, R. Borchiellini, S. Cosentino et al. // Fire Technology. 2021, Vol. 57. P. 2491-2514. DOI: 10.1007/s10694-020-01081-y.
14. Обзор моделей и методов расчета аэрогазодинамических процессов в вентиляционных сетях шахт и рудников / Б.П. Казаков, Е.В. Колесов, Е.В. Накаряков и др. // Горный информационно- аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 6. С. 5-33. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-6-0-5.
15. Mine Fire Behavior under Different Ventilation Conditions: Real- Scale Tests and CFD Modeling / F. Fern?ndez-Alaiz, A.M. Casta??n, F. G?mez-Fern?ndez et al. // Applied Sciences. 2020;10(10):3380. DOI: 10.3390/app10103380.
16. Brake D.J. Fire modelling in underground mines using Ventsim Visual VentFIRE Software. Proceedings of the Australian mine ventilation conference. Adelaide, SA, Australia, 2013. P. 1-3.
17. Simulating and Predicting Escape Routes for Ventilation Network of Duong Huy Coal Company using Ventsim DESIGN Software / Duy Huy Nguyen, Cao Khai Nguyen, Van Thinh Nguyen et al. // In?ynieria Mineralna. 2022, Vol. 50. P. 151-157. DOI: 10.29227/IM- 2022-02-20.
Для цитирования
Федоткин И.О., Федоткин Д.В. Проблемы пожаров в угольных шахтах и обзор современных подходов к их моделированию // Уголь. 2024. № 2. С. 69-73. DOI: 10.18796/0041-5790- 2024-2-69-73.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 9.01.2024
Одобрена рецензентами: 15.01.2024
Принята к публикации: 26.01.2024
