БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 622.822 © Е.П. Ютяев, В.А. Портола, А.А. Мешков, И.Л. Харитонов, А.Н. Жданов, 2018
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333
(Online) • Уголь №
10-2018 /1111/
Название
Развитие процесса самонагревания в
скоплениях угля под действием молекулярной диффузии кислорода
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-10-42-46
Авторы
Ютяев Е.П., канд. техн. наук, генеральный директор АО «СУЭК-Кузбасс»,
Портола В.А., доктор техн. наук, профессор, профессор кафедры
аэрологии, охраны труда и природы КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева,
Мешков А.А., канд. техн. наук, первый заместитель генерального
директора – технический директор АО «СУЭК-Кузбасс»,
Харитонов И.Л., заместитель технического директора – начальник
технического управления АО «СУЭК-Кузбасс»,
Жданов А.Н., начальник технического отдела АО «СУЭК-Кузбасс»,
Аннотация
Неравномерность потребления угля, вызванная климатическими особенностями, приводит к формированию угольных складов, в которых длительное время может храниться уголь. Негативным последствием взаимодействия скоплений угля с окружающим воздухом является: возникновение в штабелях очагов эндогенных пожаров, наносящих ущерб окружающей среде и угрожающих здоровью людей, а также материальный ущерб угольному предприятию ввиду потери качества товарной продукции. Проведенные расчеты показали, что за счет окисления содержащимся в пустотах скопления кислородом уголь может нагреться на 0,3-1,3 градуса. Поступление кислорода только за счет молекулярной диффузии может вызвать процесс самонагревания угля. Длительность нагрева до 70-140°С составляет 200-300 сут. Существенное замедление процесса самонагревания происходит при уплотнении угольных штабелей, что приводит к снижению пустотности скопления. Приведены результаты расчета тепловой депрессии, развиваемой прогретым углем. Установлено, что скорости фильтрации воздуха через скопление угля, возникающие от тепловой депрессии, способны вызвать образование очагов самовозгорания. Для предотвращения эндогенных пожаров необходимо снижать проницаемость угольных скоплений и уменьшать химическую активность угля по отношению к кислороду.
Ключевые слова
Угольные склады, самовозгорание угля, молекулярная диффузия кислорода, очаги самонагревания, тепловая депрессия, скопления угля.
Список литературы
1. Analytical prediction of coal
spontaneous combustion tendency: velocity range with possibility of
self-ignition / Q. Lin, S. Wang, S. Song, Y. Liang, T. Ren // Fuel Processing
Technology. 2017. N 159. P. 38-47.
2. Thermal
behavior and microcharacterization analysis of second-oxidized
coal / J. Deng, J.Y. Zhao, Y.N. Zhang, C.Р. Wang, A.C. Huang, C.M. Shu // Journal of
Thermal Analysis & amp. 2017. N 127(1). Р. 439-448.
3. Zhang L., Qin B. Rheological
characteristics of foamed gel for mine fire control // Fire and Materials.
2016. N 40(2). P. 246-260.
4. Portola V.A. Assessment of the effect of
some factors on spontaneous coal combustion // Journal of Mining Science.
1996. N 32(6). P. 536-541.
5. Rosema A., Guan Y., Veld H.
Simulation of spontaneous combustion,
to study the causes of coal fires in the
Rujigou Basin // Article in Fuel. 2001. N 80(1). P. 7-16.
6. Wang Q.S., Guo D., Sun J.H. Spontaneous Combustion Prediction of Coal by C80 and ARC Techniques // Energy and Fuels. 2009. N 23(10). P. 4871-4876.
7. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. 375 с.
8. Портола В.А., Храмцов В.И. Влияние применяемых в шахтах составов на склонность угля к самовозгоранию // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 2. С. 56–59.
9. Син С.А., Портола В.А., Игишев В.Г. Повышение эффективности применения азота для борьбы с самовозгоранием угля в шахтах // Уголь. 2018. № 5. С. 51–57. doi: 10.18796/0041-5790-2018-5-51-57.
10. Маевская В.М. Определение влияния оптимальных утечек воздуха на процесс самовозгорания угля при щитовой системе разработки // Научные сообщения ВостНИИ по безопасности работ в промышленности. Кемерово, 1961. № 2. С. 54-62.
11. Маевская В.М., Белавенцев Л.П., Рапоцевич А.П. О допустимой депрессии щитовых выемочных участков // Уголь. 1968. № 10. С. 57-59.
12. Влияние режима проветривания щитовых выемочных участков на их пожароопасность / В.М. Маевская, А.П. Рапоцевич, Л.П. Белавенцев, П.А. Парахин // Вопросы безопасности в угольных шахтах. М.: Недра, 1969. Т II. С. 147-162.
13. Баев Х.А. Определение пожароопасной скорости фильтрации воздуха через угольные скопления // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1969. № 11-12. С. 44-45.
14. Глузберг Е.И. Тепло- и массообмен в процессе самонагревания угольного скопления // Всесоюзный межвузовский сборник Физические процессы горного производства. 1978. Вып. 5. С. 66-70.
