Динамика показателей взрывоопасносности пыли при физико-химических воздействиях на угольное вещество

  • Авторы: Романченко С.Б.1, Губина Е.А.1, Вдовина В.В.1, Нагановский Ю.К.1
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
  • Выпуск: Том 118, № 1 (2025)
  • Страницы: 27-38
  • Раздел: Научно-технические разработки
  • URL: https://journal-vniispk.ru/2411-3778/article/view/308617
  • ID: 308617

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментальных исследований показателей взрывоопасности угольной пыли (нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), максимальное давление взрыва Pmax, скорость нарастания давления dP/dt). Показана неоднозначность параметров при выполнении действующих нормативов. Динамика показателей взрывоопасности исследована при вариации дисперсного состава (физическое дробление) и химических изменениях в угольном веществе при первоначальном взрывном горении. Экспериментально установлено, что при снижении максимальной величины частиц с 212 до 25 мкм для энергетических марок углей НКПР пыли изменяется в 2,7 раза (с 120 до 45 г/м3), происходит рост максимального давления взрыва (на 29–36 %) и увеличение скорости нарастания давления практически в 10 раз. Изменение в угольном веществе при аварийном взрыве в шахте исследованы методами термогравиметрического анализа.

Об авторах

Сергей Борисович Романченко

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)

Email: romanchenkosb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7616-0516
SPIN-код: 1486-6030
Scopus Author ID: 56209222400

доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

Россия, микрорайон ВНИИПО, дом 12, город Балашиха, Московская область, 143903, Россия

Елена Алексеевна Губина

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)

Email: spectehsist@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3566-5729
SPIN-код: 7628-1573

начальник сектора

Россия, микрорайон ВНИИПО, дом 12, город Балашиха, Московская область, 143903, Россия

Виктория Вячеславовна Вдовина

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)

Email: k703a@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4401-399X
SPIN-код: 3739-3491

старший научный сотрудник

Россия, микрорайон ВНИИПО, дом 12, город Балашиха, Московская область, 143903, Россия

Юрий Кузьмич Нагановский

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)

Автор, ответственный за переписку.
Email: reut11731@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9739-9123
SPIN-код: 9408-0656

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, микрорайон ВНИИПО, дом 12, город Балашиха, Московская область, 143903, Россия

Список литературы

  1. 1. Физика взрыва / К.П. Станюкович, Ф.А. Баум, Л.П. Орленко [и др.]. Москва: Наука, 1975. 704 с.
  2. 2. Фомин П.А. Физика взрыва и удара. Физика взрыва: учеб. пособие. Новосибирск: СГУГиТ, 2018. 122 с.
  3. 3. Орленко Л.П. Физика взрыва и удара: учеб. пособие. 2-е изд. испр. Москва: Физматлит, 2008. 304 с.
  4. 4. Smith G.L., J.J. du Plessis. Control strategies for coal dust and methane explosions in underground coal mines: current South African research and development initiatives. The Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. May/June 1999, P117-121. (Strategies for preventing coal dust and methane explosions in coal mines. Current research and development in South Africa)
  5. 5. Cybulski W. Wybuchy pylu węglowego i ich zwalczanie. Katowice, Wydaw. Sląsk, 1973, 451 p.
  6. 6. Lebecki К. Zagrożenia pyĺowe w gуrnictwie. Кatowice: Gĺowny Instytut Gуrnictwa. 2004, 399 p.
  7. 7. Лебецки К.А., Романченко С.Б. Пылевая взрывоопасность горного производства. Москва: Горное дело, 2012. 464 с.
  8. 8. Романченко С.Б., Костеренко В.Н. Полномасштабные исследования взрывов угольной пыли и критерии эффективности средств локализации // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2018. № 4. С. 6–20.
  9. 9. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах»: утвер. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 8 декабря 2020 г. N 507 (с изменениями и дополнениями) // Гарант.ру: информационно-правовой портал. URL: https://base.garant.ru/75099739/#friends (дата обращения; 10.09.2024).
  10. 10. Title 30 – Mineral Resources. vol. 1, parts 1-199. Washington: U.S. Government Printing Office, 2018, 767 p.
  11. 11. ГОСТ 12.1.044-2018. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения // Гарант.ру: информационно-правовой портал. URL: https://base.garant.ru/72189494/?ysclid=m64rez6udg242528340 (дата обращения: 10.09.2024).
  12. 12. ГОСТ Р 55660-2013 «Топливо твердое минеральное. Определение выхода летучих веществ»: утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 октября 2013 г. № 1230-ст (с изм. и доп.) // Гарант.ру: информационно-правовой портал. URL: https://base.garant.ru/71114766/ (дата обращения: 10.09.2024).
  13. 13. Kurnia J.C., Sasmito, A.P. Mujumdar A.S. Dust dispersion and management in underground mining faces. International Journal of Mining Science and Technology, 2014, no. 24, pp. 39-44. doi: 10.1016/j.ijmst.2013.12.007.
  14. 14. Романченко С.Б., Руденко Ю.Ф., Костеренко В.Н. Пылевая динамика в угольных шахтах. Москва: Горное дело, 2011. 256 с.
  15. 15. Комплексное обеспыливание / С.Б. Романченко [и др.]. Москва: Киммерийский центр, 2016. 287 с.
  16. 16. Wang H., Cheng S., Wang H., He J., Fan L., Danilov A.S. Synthesis and properties of coal dust suppressant based on microalgae oil extraction. Fuel, 2023, vol. 338, pp. 127273-127273. doi: 10.1016/j.fuel.2022.127273.
  17. 17. Wang Q. G., Wang D. M., Wang H. T., Shen Y. D., Zhu X. L. Experimental investigations of a new surfactant adding device used for mine dust control. Powder Technology, 2018, no. 327, рp. 303-309.
  18. 18. Кэшдоллар К., Херцберг М. Камера объемом 20 л для исследования взрываемости порошков и газов // Ежемесячный журнал американского института физики. 1985. Т. 56, № 4. С. 108-115/
  19. 19. Предупреждение взрывов пыли в угольных и сланцевых шахтах / П.М. Петрухин, М.И. Нецепляев, В.Н. Качан, В.С. Сергеев. Москва: Недра, 1974. 302 с. 20. Борьба со взрывами угольной пыли в шахтах / М.И. Нецепляев, А.И. Любимова, П.М. Петрухин [и др.]. Москва: Недра, 1992. 298 с.
  20. 21. Методические рекомендации по проведению экспертных работ при расследовании технических причин аварий в угольных шахтах: утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 20 декабря 2012 г. № 743 // Гарант.ру: информационно-правовой портал. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70198890/#review (дата обращения: 10.09.2024).
  21. 22. Применение термогравиметрического анализа для определения степени участия смесей угольной и сланцевой пыли во взрыве и возможности повторных взрывов в ходе ликвидации чрезвычайной ситуации: методические рекомендации. Балашиха: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2024. 60 с.
  22. 23. ГОСТ Р 53293-2009. Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа: утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 февраля 2009 г. № 69-ст // Гарант.ру: информационно-правовой портал. URL: https://base.garant.ru/5923184/ (дата обращения: 10.09.2024).
  23. 24. ASTM E 1131-20. Стандартный метод испытаний для проведения композиционного анализа методом термогравиметрии URL: https://www.astm.org/e1131-20.html. (дата обращения: 10.09.2024).
  24. 25. Gomes da Silva G. A Thermogravimetric analysis of the combustion of a Brazilian mineral coal. Quim. Nova, 2018, vol. 31, no. 1, pp. 98-103.
  25. 26. Fatal underground mine explosion, April 5, 2010. Performance Coal Company Upper Big Branch Mine-South Massey Energy Company Mine ID: 46-08436: Mine Safety and Health Administration, December 6, 2011.
  26. 27. К вопросу о методике определения участия угольной пыли во взрыве метановоздушной смеси / Д.С. Хлудов, С.В. Оленников, С.Н. Мусинов [и др.] // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2014. № 1. С 150-155.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».