БЕЗОПАСНОСТЬ
Оригинальная статья
УДК 532.593 © А.Ю. Крайнов, О.Ю. Лукашов, К.М. Моисеева, Г.А. Колегов, 2022
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 9-2022 /1158/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2022-9-73-78
Название
Влияние горения угольной пыли на интенсивность ударной волны от аварийного взрыва метана в шахте
Авторы
Крайнов А.Ю., заведующий кафедрой математической физики ТГУ ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»,634050, г. Томск, Россия, e-mail: akrainov@ftf.tsu.ru
Лукашов О.Ю., директор ООО «ШАХТЭКСПЕРТ-системы»,650065, г. Кемерово, Россия,e-mail: olukashov@gmail.com
Моисеева К.М., доцент кафедры математической физики ТГУ ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»,634050, г. Томск, Россия,
e-mail: moiseeva_km@t-sk.ru
Колегов Г.А., аспирант кафедры математической физики ТГУ ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»,634050, г. Томск, Россия,
e-mail: zergferr@gmail.com
Аннотация
Угольная пыль в угледобывающих шахтах присутствует всегда и является источником повышенной пожарной опасности. Не решен вопрос о влиянии сгорания угольной пыли на взрывобезопасные расстояния при опасности аварийного взрыва метана. В статье представлены результаты расчетно-теоретического анализа влияния распространения пламени по газовзвеси угольной пыли, поднятой со стенок выработок при прохождении ударной волны от аварийного взрыва метана в подготовительной выработке. Проанализированы варианты, когда установленные в подготовительной выработке водяные заслоны сработали или не сработали. Установлено, что при распространении фронта горения по газовзвеси угольной пыли после взрыва метана позади ударной волны поддерживается повышенное давление. Поэтому ударная волна имеет интенсивность чуть большую, чем в случае, когда угольная пыль не горит. Водяные заслоны обеспечивают существенное снижение интенсивности ударной волны. Предложенный подход может быть полезен для практического применения при анализе влияния горения угольной пыли на интенсивность ударной волны в угольных шахтах при аварийных взрывах метана.
Ключевые слова
Аварийный взрыв метана, ударная волна, горение газовзвеси угольной пыли, водяные заслоны, численное моделирование.
Список литературы
1. Пинаев А. В., Пинаев П. А. Изучение сравнительной химической активности метана и взвесей частиц угля при горении, взрывах и детонации // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности.2019.№ 4.С. 5-16.
2. Пинаев А. В., Пинаев П. А. Волны горения и детонации в смесях газов CH4/Air, CH4/O2, O2 с взвесями каменного угля // Физика горения и взрыва.2020.Т. 5. № 6.С. 56-68.
3. Influences of a Pipeline’s Bending Angle on the Propagation Law of Coal Dust Explosion Induced by Gas Explosion / Zhang Leilin, Yang Qianyi, Shi Biming et al. // Combustion Science and Technology. 2021. Vol. 193. No. 5. P. 798-811.
4. Methane–Coal Dust Mixed Explosion in Transversal Pipe Networks / Niu Yihui, Zhang Leilin, Shi Biming et al. // Combustion Science and Technology. 2021. Vol. 193. No. 10. P. 1734-1746.
5. Influence of particle size polydispersity on coal dust explosibility / Shang-Hao Liu, Yang-Fan Cheng, Xiang-Rui Meng et al. // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2018. Vol. 56. P. 444-450.
6. Устав военизированной горноспасательной части (ВГСЧ) по организации и ведению горноспасательных работ на предприятиях угольной и сланцевой промышленности.М., 1997. 201 с.
7. Математическое моделирование горения и взрыва высокоэнергетических систем / И.М. Васенин, Э.Р. Шрагер, А.Ю. Крайнов и др. Томск: Издательство Томского университета,2006. 322 с.
8. Моделирование распространения ударных волн от взрыва и горения газопылевой смеси в угольных шахтах / Д.Ю. Палеев, О.Ю. Лукашов, И.М. Васенин и др. // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов.2017.№ 3.С. 371-377.
9. Ударные волны при взрывах в угольных шахтах / Д.Ю. Палеев, И.М. Васенин, В.Н. Костеренко, и др. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр». 2011. 312 с.
10. Основы практической теории горения: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 312 с.
11. Krishenik P.M., Rumanov E.N., Shkadinskii K.G. Modeling of combustion wave propagation in a carbon dust/gas mixture // Combustion and flame.1994. № 99.P. 713-722.
12. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2015616516. «Ударная волна» / Лукашoв О.Ю., Палеев Д.Ю., Крайнов А.Ю. Правообладатель ООО «ШАХТЭКСПЕРТ-Системы» (RU). Заявка № 2015613051, от 17.04.2015; опубл. 11.06.2015.
Поддержка
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 21-71-10034
Для цитирования
Влияние горения угольной пыли на интенсивность ударной волны от аварийного взрыва метана в шахте / А.Ю. Крайнов, О.Ю. Лукашов, К.М. Моисеева, и др. // Уголь. 2022. № 9. С. 73-78. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-9-73-78
Информация о статье
Поступила в редакцию: 16.05.2022
Одобрена рецензентами:28.07.2022
Принята к публикации: 25.08.2022
