БЕЗОПАСНОСТЬ

Оригинальная статья

УДК 622.807:543.275 c

Авторы: И.Ю. Матасова¹, А.В. Масенко², П.А. Саблина², Н.А. Куприяненко², В.В. Бовш², Е.В. Комарь³, 2025

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь №6-2025 /1194/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2025-6-84-88

Название

Оптические методы контроля концентрации угольной пыли для предотвращения взрывов в шахтах

Авторы

• Матасова И.Ю. канд. геол.-минер. наук, доцент, Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова, 353924, г. Новороссийск, Россия, e-mail: semigorie@mail.ru
• Масенко А.В. старший преподаватель факультета энергетики ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», 350044, г. Краснодар, Россия, e-mail: almasenko@yandex.ru
• Саблина П.А. студентка факультета энергетики ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», 350044, г. Краснодар, Россия, e-mail: viperaand@mail.ru
• Куприяненко Н.А. студент факультета энергетики ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», 350044, г. Краснодар, Россия, e-mail: alexkgau@rambler.ru
• Бовш В.В. студент факультета энергетики ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. трубилина», 350044, г. Краснодар, Россия, e-mail: t9913552@yandex.ru
• Комарь Е.В. канд. физ.-мат. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Томский государственный архитектурно-строительный университет», 634003, г. Томск, Россия, e-mail: elena70@inbox.ru

Аннотация

В статье рассматривается актуальная проблема обеспечения безопасности в угольной промышленности, связанная с возникновением взрывов угольной пыли. Целью исследования является разработка методики определения концентрации и дисперсных параметров угольной пыли для раннего выявления взрывоопасных ситуаций. Для достижения этой цели проведен анализ существующих методов измерения концентрации пыли, включая гравиметрический, электрический, радиометрический и оптические методы. На основе анализа преимуществ и недостатков был сделан выбор в пользу оптических методов, а именно турбидиметрического и нефелометрического. Для моделирования работы этих методов разработана математическая модель, учитывающая параметры угольной пыли, длину волны лазерного излучения и условия шахты. Полученные результаты показывают высокую чувствительность турбидиметрического метода при низких концентрациях пыли, что делает его перспективным для раннего обнаружения опасности. Нефелометрический метод эффективен при высоких концентрациях пыли.

Ключевые слова

• Угольная пыль
• взрывоопасность
• оптические методы
• турбидиметрия
• нефелометрия
• концентрация пыли
• дисперсность
• предотвращение взрывов

Список литературы

1. Suprun E., Tynchenko V., Khramkov V., Kovalev G., Soloveva T. The use of artificial intelligence to diagnose the disease. BIO Web of Conferences. 2024;(84):01008. DOI: 10.1051/bioconf/20248401008.
2. Konyukhov V.Yu., Permyakova D.N., Oparina T.A. Perspective for the use of industrial waste in lubricating compositions to reduce wear in friction pairs. Journal of Physics: Conference Series. 2021;2061(1):012046.
3. Chernykh N., Mikhalev A., Dmitriev V., Tynchenko V., Shutkina E. Comparative Analysis of Existing Measures to Reduce Road Accidents in Western Europe. 22nd International Symposium INFOTEHJAHORINA, INFOTEH 2023, East Sarajevo, Bosnia and Herzegovina. 2023:1-6. DOI: 10.1109/INFOTEH57020.2023.10094192.
4. Orlov V., Tynchenko V., Nizameeva A., Shalaeva D., Ageev D. Development of a multifunctional cross-platform system for automation of energy data and resource management. E3S Web of Conferences. 2023;460(24):07002. DOI: 10.1051/e3sconf/202346007002.
5. Tynchenko V., Kukartsev V., Shalaeva D., Zdrestova-Zaharenkova S., Dzhioeva N., Moiseeva K. Development of Automated Control System of Electron-Beam Welding Process. Lecture Notes in Networks and Systems. 2023;(596):484-490. DOI: 10.1007/978-3-031-21435-6_42.
6. Konstantinova M.V., Olentsevich A.A. Automation of failure forecasting on the subsystems of the V., Galyautdinov I.I., Shchadova E.I. Green building as a tool of energy saving. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;350(1):012032.
7. Tynchenko V.S., Stashkevich A., Muzyka P., Leontieva A.A., Degtyareva K.V. Effective energy management tools: inventory management and monitoring of energy consumption by personnel. E3S Web of Conferences. 2023;(458):01011. DOI: 10.1051/e3sconf/202345801011.
8. Sakharov G.N., Il’inykh V.A., Konyukhov V.Yu. Improvement of fastening elements in an assembled cutting tool. Soviet engineering research. 1990;10(11):102-103.
9. Tynchenko V.S., Tynchenko Y.A., Rogova D.V., Leonteva A.A., Seregin Y.N., Bocharov A.N. Energy distribution computation for induction soldered construction elements. AIP Conference Proceedings. 2023;(2700):070017. DOI: 10.1063/5.0125008.
10. Antonov A.A., Studenikin D.E., Malakhov S.O., Kondratyev S.I., Khekert E.V. Algorithm for constructing a route to pass a narrow fairway. Journal of Physics: Conference Series. 2021;2061(1):012116. DOI: 10.1088/1742-6596/2061/1/012116.
11. Volneikina E., Kukartseva O., Menshenin A., Tynchenko V., Degtyareva K. Simulation-Dynamic Modeling of Supply Chains Based on Big Data 2023. 22nd International Symposium INFOTEH-JAHORINA, INFOTEH 2023. DOI: 10.1109/INFOTEH57020.2023.10094168.
12. Tynchenko Ya.A., Kukartsev V.V., Gladkov A.A., Panfilova T.A. Assessment of technical water quality in mining based on machine learning methods. Sustainable Development of Mountain Territories. 2024;16(1):56-69. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-56-69.
13. Golik V.I., Kukartsev V.A., Panfilova T.A., Tynchenko V.S., Konyukhov V.Yu. The mechanochemical activation of leaching processes in a disintegrator. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023; (11-1):175-189. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_175.
14. Panfilova Т.А., Tynchenko V.S., Kukartsev V.A., Bashmur K.A., Kondratiev V.V. To the concept of leaching metal-containing raw materials in the dizintegrator. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(11-1):239-251. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_239.
15. Moshynskyi V., Zhomyruk R., Vasylchuk O., Rysbekov K., Yelemessov K. Investigation of technogenic deposits of phosphogypsum dumps. E3S Web of Conferences. 2021;(280):08008. DOI: 10.1051/e3sconf/202128008008.
16. Kravtsov K., Tynchenko V., Semenova E., Shalaeva D., Pinchuk I. Workflow automation and performance improvement based on PostgreSQL. E3S Web of Conferences. 2023;(458):09022. DOI: 10.1051/e3sconf/202345809022.
17. Kondratyev S.I., Baskanbayeva D., Yelemessov K., Sarsenbayev Y., Turkin V.A. Control of hydrogen leaks from storage tanks and fuel supply systems to mining transport infrastructure facilities. International Journal of Hydrogen Energy. 2024;(95):212-216. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.11.182.
18. Antonov A.A., Studenikin D.E., Malakhov S.O., Kondratyev S.I., Khekert E.V. Algorithm for constructing a route to pass a narrow fairway. Journal of Physics: Conference Series. 2021;2061(1):012116. DOI: 10.1088/1742-6596/2061/1/012116.

Для цитирования

Оптические методы контроля концентрации угольной пыли для предотвращения взрывов в шахтах / И.Ю. Матасова, А.В. Масенко, П.А. Саблина и др. // Уголь. 2025;(6):84-88. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-6-84-88.

Информация о статье

• Поступила в редакцию: 15.04.2025
• Поступила после рецензирования: 16.05.2025
• Принята к публикации: 26.05.2025