SAFETY
UDC 622.807 ©B.P. Pernebek, I.O. Fedotkin, M.A. Rassolova, A.A. Andreev, E.A. Stepanov, N.M. Chikalin, D.A. Nezhelskaya, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol’ – Russian Coal Journal, 2024, № 9, pp. 70-75
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-9-70-75
Title
INVESTIGATION OF LIGNITE PARTICLE SEDIMENTATION PROCESS
Authors
B.P. Pernebek, I.O. Fedotkin, M.A. Rassolova, A.A. Andreev, E.A. Stepanov, N.M. Chikalin, D.A. Nezhelskaya
National University of Science and Technology “MISIS ,Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: pbektur@mail.ru
Authors Information
Pernebek B.P. – Postgraduate student, National University of Science and Technology “MISIS”, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: pbektur@mail.ru
Fedotkin I.O. – Postgraduate student, National University of Science and Technology “MISIS, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: fedotkin.iliya@gmail.com
Rassolova M.A. – Postgraduate student, National University of Science and Technology “MISIS, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: rassolova.ma@misis.ru
Andreev A.A. – Student, National University of Science and Technology “MISIS, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: andreev.3a@mail.ru
Stepanov E.A. – Student, National University of Science and Technology “MISIS, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: tangen1916@mail.ru
Chikalin N.M. – Student, National University of Science and Technology “MISIS”, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: nik.chikalin@mail.ru
Nezhelskaya D.A. – Student, National University of Science and Technology “MISIS”, Moscow, 119049, Russian Federation, e-mail: nezhelskayadarya@yandex.ru
Abstract
Lignite remains an important source of energy in Russia and Asian countries. This article discusses the effect of different wetting agent concentrations on the sedimentation process. The main attention is paid to the study of sedimentation of lignite particles, which is an important step in the process of its extraction. The proper use of wetting agents not only improves the process efficiency, but also reduces the risks associated with occupational diseases of workers. Sedimentation of lignite particles is an important process in the mining, chemical industries, environment and ecology. This paper discusses the mechanics of sedimentation, factors affecting the rate and efficiency of sedimentation, and methods of improving the stability of lignite suspensions. The relevance of the problem is determined by the need to improve the meansand methods of dust suppression during coal seam mining, accompanied by significant dust formation and dust emission. The mechanism of sedimentation of lignite particles, influence on the environment with simultaneous provision of maximum possible safe working conditions of workers in the process of lignite mining is described. It has been established that a sharp decrease in the wetting time of finely dispersed fractions of brown coal dust occurs when the concentration of the SP-01 wetting solution is 0.3% to 0.5%.
Keywords
Dust, dispersed composition, brown coal, sedimentation, gravity, surfactants, wetting agent concentration, critical micelle concentration.
References
1. Агафонов В.В., Оганесян А.С., Абрамкин Н.И. Оценка хозяйственных рисков при реализации технологий угледобычи в современных условиях недропользования // Устойчивое развитие горных территорий. 2024. Т. 16. № 2. С. 441-452. dOI: 10.21177/1998-45022024-16-2-441-452. agafonov V.V., Oganesyan a.S., abramkin N.I. assessment of economic risks in implementing coal mining technologies in modern conditions of subsoil use. Sustainable Development of Mountain Territories. 2024;16(2):441-452. (In russ.). dOI: 10.21177/1998-45022024-16-2-441-452.
2. Оценкапрогнознойзапыленностивзабояхугольныхшахтсучетомособенностейсмачиваемостиугольнойпыли / А.В. Корнев, Н.В. Ледяев, Е.И. Кабановидр. // Горныйинформационноаналитическийбюллетень (научно-техническийжурнал). 2022. № 6-2. С. 115-134. dOI: 10.25018/0236-1493-2022-62-0-115. Kornev a.V., ledyaev N.V., Kabanov E.I., Korneva M.V. Estimation of predictive dust content in the faces of coal mines taking into account the peculiarities of the wettability of coal dust. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022;(6-2):115-134. (In russ.). dOI: 10.25018/0236-1493-202262-0-115.
3. rodionov V., Skripnik I., Ksenofontov yu., Kaverzneva t., Idrisova J., alibekova I. determination of kinetic parameters and conditions of the spontaneous combustion of coal during its transportation. aIP Conference Proceedings. 2022;2467:080004. dOI: 10.1063/5.0093906.
4. Карпенко С.М. Имитационное моделирование режимов работы оборудования комплексно-механизированного забоя угольной шахты / С.С. Кубрин, С.Н. Решетняк, И.М. Закоршменный и др. // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. Т.14. № 2. С. 286294. dOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-2-286-294. Kubrin S.S., reshetnyak S.N., Zakorshmenny I.M., Karpenko S.M. Simulation modeling of equipment operating modes of complex mechanized coal mine face. Sustainable Development of Mountain Territories. 2022;14(2):286-294. (In russ.). dOI: 10.21177/1998-45022022-14-2-286-294.
5. Wang h., Xu l., Qin Z., li X., Cao X., han yu., li S., Ma yu., gao S., du l., yang f. Experimental study on the impact of “IdS + JfCS” complex wetting agent on the characteristics of coal bodies. Scientific Reports. 2024;(14):7163. dOI: 10.1038/s41598-024-57443-x.
6. liu r., li S., ling y., Zhao y., liu W. research on Mechanism of Surfactant Improving Wettability of Coking Coal Based on Molecular dynamics. Processes. 2024;12(6):1271. dOI: 10.3390/pr12061271.
7. huang r., tao y., Chen J., li S., Wang S. review on dust Control technologies in Coal Mines of China. Sustainability. 2024;16(10):4038. dOI: 10.3390/su16104038.
8. Оценка влияния пульсирующей вентиляции на пылеосаждение орошением в горнодобывающем и перерабатывающем производстве / А.Э. Филин, И.Ю. Курносов, С.В. Тертычная и др. // Уголь. 2023. № 11. С. 120-124. dOI: 10.18796/0041-5790-2023-11-120-124. filin a.E., Kurnosov I.yu., tertychnaya S.V., Kolesnikova l.a. assessment of the effect of pulsed ventilation on irrigation dust deposition in mining and processing production. Ugol’. 2023;(11):120-124. (In russ.). dOI: 10.18796/0041-5790-2023-11-120-124.
9. Курносов И.Ю. Оценка влияния параметров орошения на скорость пылеосаждения в горных выработках // Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023. № 3. С. 150-162. dOI: 10.25018/0236-1493-2023-3-0-150. Kurnosov I.y. Effect of operational parameters of spraying on dust suppression rate in roadways. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2023;(3):150-162. (In russ.). dOI: 10.25018/0236-1493-2023-3-0-150.
10. Zheng l., li d., Xu Sh. Experimental study on the influence of wetting agent addition on the water adsorption and impact crushing dust generation of coal. Journal of Surfactants and Detergents. 2022;25(5):613-619. dOI: 10.1002/jsde.12593.
11. РыбичевА.А., ПернебекБ.П. Оценкаэффективностипылеподавлениясиспользованиемсмачивающихрастворов // Уголь. 2023. №. 12. С. 60-63. dOI: 10.18796/0041-5790-2023-12-60-63. rybichev a.a., Pernebek B.P. Evaluation of the efficiency of dust suppression with the use of wet solutions. Ugol’. 2023;(12):60-63. (In russ.). dOI: 10.18796/0041-5790-2023-12-60-63.
12. Павленко М.В., Скопинцева О.В. О роли капиллярных сил при вибровоздействии на гидравлически обработанный газонасыщен? ный угольный массив // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 3. С. 43-50. dOI: 10.25018/0236-1493-2019-03-0-43-50. Pavlenko M.V., Skopintseva O.V. role of capillary forces in vibratory action on hydraulically treated gas-saturated coal. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2019;(3):43–50. (In russ.). dOI: 10.25018/0236-1493-201903-0-43-50.
13. Баловцев С.В., Скопинцева О.В. Критерии опасности и уязвимо? сти в структуре рангов аэрологических рисков угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научнотехнический журнал). 2022. № 10. С. 153-165. dOI: 10.25018/02361493-2022-10-0-153. Balovtsev S.V., Skopintseva O.V. hazard and vulnerability criteria in the rank structure of aerological risks in coal mines. MIaB. Mining Inf. anal. Bull. 2022;(10):153-165. (In russ.). dOI: 10.25018/0236-14932022-10-0-153.
14. РыбичевА.А. Квопросуоценкивлияниятяжелыхуглеводородовнавзрывчатостьпылеметановоздушныхсмесей // Уголь. 2023. № 2. С. 41-44. dOI: 10.18796/0041-5790-2023-2-41-44. rybichev a.a. On the question of evaluation of the influence of heavy hydrocarbons on the explosibility of dust-methane-air mixtures. Ugol’. 2023;(2):41-44. (In russ.). dOI: 10.18796/0041-5790-2023-24144.
15. Баловцев С.В., Скопинцева О.В., Коликов К.С. Управление аэрологическими рисками в подготовительных выработках угольных шахт // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. Т. 14. № 1. С. 107-116. dOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-107-116. Balovtsev S.V., Skopintseva O.V., Kolikov K.S. aerological risk management in preparation mining of coal mines. Sustainable Development of Mountain Territories. 2022;14(1):107-116. (In russ). dOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-107-116.
16. ФедоткинИ.О., ФедоткинД.В. Проблемыпожароввугольныхшахтахиобзорсовременныхподходовкихмоделированию // Уголь. 2024. № 2. С. 69-73. dOI: 10.18796/0041-5790-2024-2-69-73. fedotkin I.O., fedotkin d.V. the problems of fires in coal mines and a review of modern approaches to their modelling. Ugol’. 2024;(2):69-73. (In russ.). dOI: 10.18796/0041-5790-2024-2-69-73.
17. Sun l., ge Sh., liu Sh., Jing d., Chen Xi. Experimental and Molecular dynamics Simulation Study for Preferring Coal dust Wet? ting agents. ACS Omega. 2022;7(21):17593-17599. dOI: 10.1021/ acsomega.2c00038.
18. Исследование физико-химических свойств гидрогеля как средства пылевзрывозащиты и снижения запыленности в угольных шахтах / А.В. Корнев, А.А. Спицын, Л.А. Займенцева и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научнотехнический журнал). 2023. № 9-1. С. 180-198. dOI: 10.25018/02361493-2023-91-0-180. Kornev a.V., Spitsyn a.a., Zaimentseva l.a., Zubko M.V. research of the physico-chemical properties of hydrogel as a means of dust
explosion protection and dust reduction in coal mines. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2023;(9-1):180-198. (In russ.). dOI: 10.25018/02361493-2023-91-0-180.
19. Оптимизация процессов пылеподавления при ведении подземных горных работ на основе данных натурных экспериментов и моделирования в программе aNSyS fluent / С.Я. Жихарев, В.Д. Цыганков, В.А. Родионов и др. // Горный журнал. 2023. № 11. С. 70-75. dOI: 10.17580/gzh.2023.11.11. Zhikharev S.ya., tsygankov V.d., rodionov V.a., Isaevich a.g. Optimization of dust suppression processes during underground mining based on full-scale experimentation and aNSyS fluent simulation. Gornyi Zhurnal. 2023;(11):70-75. (In russ.). dOI: 10.17580/ gzh.2023.11.11.
20. Jiang J., Wang P., Pei y., liu r., liu l., he yu. Preparation and performance analysis of a coking coal dust suppressant spray. International Journal of Coal Science & Technology. 2021;8(5):1003-1014. dOI: 10.1007/s40789-021-00406-8.
For citation
Pernebek B.P., Fedotkin I.O., Rassolova M.A., Andreev A.A.,Stepanov E.A., Chikalin N.M., Nezhelskaya D.A. Investigation of lignite particle sedimentation process. Ugol. 2024;(9):70-75. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-9-70-75.
Paper info
Received July 28, 2024
Reviewed August 15, 2024
Accepted August 26, 2024