Оценка параметров очагов самовозгорания породных отвалов угольных карьеров и способов их тушения


Аннотация:

Одной из серьезнейших проблем угледобывающей промышленности является наличие огромного количества отходов, наносящих большой ущерб окружающей среде. Загрязнения воздуха, воды, изменение состава почвенного слоя приводят к деградации флоры и фауны, находящихся в зоне влияния угледобывающих предприятий, угрожают здоровью и жизни людей. Резкое увеличение количества опасных и вредных факторов происходит при появлении пожаров на горнодобывающих предприятиях. Значительную опасность представляют пожары, возникающие на породных отвалах разрезов, шахт и углеобогатительных фабрик. Углесодержащие породы способны окисляться кислородом воздуха, что может вызвать развитие самовозгорания породы. Интенсифицировать процесс самовозгорания способны источники тепла, возникающие при взрывных работах, транспортирование пород в самосвалах с подогревом кузова отработавшими газами двигателя.
Приведены результаты исследования параметров очагов самовозгорания на двух отвалах. Для измерения температуры пород использовали тепловизор Testo 880-3, позволяющий дистанционно определять температуру поверхности в пределах от 0 до 350 °С, и контактный термометр ИТП-5, погружаемый на глубину до 1,5 м и измеряющий температуру в пределах от –40 до +800 °С. Состав газов над поверхностью и в верхнем слое пород на глубине до 0,5 м определяли переносным газоанализатором. Результаты измерений показали, что площади эндогенных пожаров могут достигать сотен тысяч квадратных метров. Пожары имеют множество очагов у бортов отвалов, на возвышенных местах поверхности и в зонах с высокой проницаемостью воздуха. Температура некоторых очагов достигает 500–600 °С. Концентрация оксида углерода в поверхностном слое достигает 0,4 %. Приведен анализ эффективности применения различных способов тушения горящих отвалов. Активный способ требует подачи большого количества воды и не исключает сохранения прогретых объемов, что может привести к рецидиву пожара. Пассивный способ тушения включает нанесение изолирующего слоя глины на очаг самовозгорания, что приводит к ее высыханию и растрескиванию с возобновлением притока воздуха к очагам. Наиболее эффективным является комбинированный способ тушения, предусматривающий снижение температуры хладагентом с последующим нанесением изолирующего слоя на поверхность отвала.

В.А. Портола, д-р техн. наук, проф., portola2@yandex.ru Д.Е. Скударнов, аспирант КузГТУ, Кемерово, Россия С.И. Протасов, канд. техн. наук Новационная фирма «КУЗБАСС-НИИОГР», Кемерово, Россия С.Н. Подображин, д-р техн. наук, вед. эксперт Ростехнадзор, Москва, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Гамов М.И., Гордеев И.В. Основные факторы и экологические последствия самовозгорания угольных шахт Восточного Донбасса// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Сер.: Естественные науки. — 2017. — № 2 (194). — С. 92–100.
2. Левкин Н.Д., Мухина Н.Е. Влияние породных отвалов угольных шахт на состояние окружающей среды// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. — 2011. — № 5. — С. 277–279.
3. Шестакова И.И. Оценка экологической опасности самовозгорающихся бурых углей// Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2012. — № 4 (63). — С. 77–80.
4. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. — М.: Изд-во «Горное дело», 2011. — 375 с.
5. Самовозгорания промышленных материалов/ В.С. Веселовский, Н.Д. Алексеева, Л.Н. Виноградова и др. — М.: Наука, 1964. — 246 с.
6. Portola V.A. Assessment of the effect of some factors on spontaneous coal combustion// Journal of Mining Science. — 1996. — № 32 (6). — P. 536–541.
7. Процессы тепломассообмена на породных отвалах шахт Кузбасса/ Н.М. Качурин, С.А. Воробьев, Л.Л. Рыбак, Р.П. Сидоров// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2015. — № 2. — С. 48–56.
8. Портола В.А., Протасов С.И., Подображин С.Н. Проблемы и пути снижения пожароопасности при добыче угля открытым способом// Безопасность труда в промышленности. — 2004. — № 11. — С. 41–43.   
9. Портола В.А., Протасов С.И., Торосян Е.С. Опыт тушения очагов самовозгорания на флотохвостохранилище// Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах: материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. — Кемерово, 2011. — С. 186–189.   
10. Портола В.А., Протасов С.И., Торосян Е.С. Борьба с самовозгоранием породных отвалов// Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: материалы IX науч.-практ. конф. — Кемерово: КузГТУ, 2012. — С. 50–53.
11. Портола В.А., Торосян Е.С. Интенсификация процесса самовозгорания угля при перевозке автомобильным транспортом// Безопасность труда в промышленности. — 2015. — № 1. — С. 46–49.
12. Портола В.А., Береснев С.В., Торосян Е.С. Влияние автотранспорта на самовозгорание породных отвалов// Вестник КузГТУ. — 2011. — № 1. — С. 46–49.
13. Портола В.А. Особенности тушения очагов самовозгорания угля в шахтах// Безопасность труда в промышленности. — 2014. — № 6. — С. 42–46.
14. Эффективность применения поверхностно-активных веществ для борьбы с угольной пылью/ Г.И. Коршунов, Е.В. Мазаник, А.Х. Ерзин, А.В. Корнев// Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 53. — С. 55–61.
15. 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.
16. Шестакова И.И. Применение ингибирующих веществ для профилактики самовозгорания бурых углей Восточной Сибири и Забайкальского края// Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2014. — № 2 (85). — С. 103–108.
17. Скочинский А.А., Макаров С.З. Исследования о применении антипирогенов при борьбе с рудничными пожарами. — М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1947. — 237 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее