Экспериментальная оценка взрывоопасности сульфидной пыли в условиях подземных рудников

Рассмотрены предпосылки и опыт применения экспериментальной оценки взрывоопасности сульфидной пыли в условиях подземных рудников медно-цинковых месторождений. Установка соответствует ГОСТ 12.1.044-89 и обеспечивает определение максимального давления взрыва, нижнего концентрационного предела распространения пламени, минимального взрывоопасного содержания кислорода и минимально флегматизирующей концентрации флегматизатора для различных пылей. По результатам выполненных исследований на трех месторождениях установлено, что породы рудной зоны двух месторождений относятся к категории взрывоопасных с критическими значениями концентрации пыли, при которых происходит воспламенение и дальнейший взрыв образца породы (от 530 до 1800 г/м3). Дополнительно определялись показатели природной влажности пыли со стенок горных выработок месторождений. Установлено, что показатели природной влажности пыли со стенок горных выработок месторождений 1 и 2 варьируются в диапазоне от 16,7% до 34,8%. В этих условиях взрывоопасность сульфидной пыли сводится к нулю, поскольку при влажности свыше 5% осевшая пыль утрачивает способность переходить во взвешенное состояние, руды месторождения 3 также отнесены к категории невзрывоопасных. Выполненные лабораторные исследования позволили разработать комплекс мероприятий по безопасному производству работ в условиях «пылевого режима».

Абатурова И. В., Симисинов Д. И., Савинцев И. А., Стороженко Л. А., Козлов В. С. Экспериментальная оценка взрывоопасности сульфидной пыли в условиях подземных рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 11-1. – С. 137–151. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_111_0_137.

Исследование подготовлено в соответствии с государственным заданием, выданным Минобрнауки России, на выполнение НИР для ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» № 075-03-2026-421 от 16.01.2026 «Формирование эффективной и безопасной природно-технической системы месторождений полезных ископаемых на базе информационных технологий моделирования».

Абатурова Ирина Валерьевна^1,2 — д-р геол.-минерал. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: gingeo@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4829-3204,
Симисинов Денис Иванович¹ — д-р. техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: 7sinov@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6095-0073,
Савинцев Иван Андреевич^1,2 — канд. геол.-минерал. наук, доцент, e-mail: Ivan.Savincev@m.ursmu.ru, ORCID ID: 0000-0002-4760-9900, 
Стороженко Любовь Александровна^1,2 — канд. геол.-минерал. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: stor_luba@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4185-956X, 
Козлов Владислав Сергеевич^1,2 — канд. геол.-минерал. наук, доцент, e-mail: mr.vkla@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-9435-957X,
¹ Уральский государственный горный университет, 
² ООО «Гингео».

Симисинов Д.И., e-mail: 7sinov@mail.ru.

1. Уфатова З. Г. Современное состояние проблемы прогнозирования самовозгорания и взрывчатости сульфидных руд и вмещающих пород на глубине более 1500 м // Горная промышленность. — 2021. — № 2. — С. 77—80. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-2-77-80.

2. Li Z., Zhou K., Zhu Z., Xu Y., Zhao J., Chen Y., Xu Y. The influence of sulfur content and moisture content on the ignition energy of sulfide mineral dust // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2025, vol. 47, no. 2. DOI: 10.1080/15567036.2025.2594677.

3. Рыльникова М. В., Митишова Н. А., Пономарев А. П. К обоснованию нормативно-правовой базы безопасного недропользования при освоении месторождений колчеданных руд // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2019. — № 3. — С. 97—107. 

4. Рыльникова М. В., Айнбиндер Г. И., Митишова Н. А., Гаджиева Л. А. Исследование закономерностей возгорания сульфидных руд и пород при комбинированной разработке месторождений // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2020. — № 2. — С. 341—356.

5. Рыльникова М. В., Митишова Н. А. Методика исследований взрывоопасности убогосульфидных руд при подземной отработке колчеданных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 9. — С. 41—51. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-41-51.

6. Скопинцева О. В., Рыбичев А. А., Баловцев С. В. Нейтрализация взрывчатых свойств остаточных углеводородов угольных пластов газонаполненными растворами поверхностно-активных веществ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 11. —  С. 140—152. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_0_140.

7. Скопинцева О. В., Баловцев С. В., Рыбичев А. А. Исследование взрывопожароопасности угольной пыли пластов средней стадии метаморфизма // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2026. — № 5. — С. 80—94. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_5_0_80. 

8. Парамонов Г. П. Предупреждение взрывов сульфидной пыли на колчеданных рудниках. — СПб.: СПГГИ, 1999. — 130 с.

9. Huang Q., Xu B., Feng J., Lu Y., Wang X., Liu Q. Experimental investigation on spontaneous combustion characteristics of sulfide ores with different sulfur content // Minerals. 2025, vol. 15, article 880. DOI: 10.3390/min15080880.

10. Yu Yanqiu, Fan Jianchun Research on explosion characteristics of sulfur dust and risk control of the explosion // Procedia Engineering. 2014, vol. 84, pp. 449—459. DOI: 10.1016/j.proeng.2014.10.455.

11. Liu Q., Katsabanis P. D. Hazard evaluation of sulphide dust explosions // Journal of Hazardous Materials. 1993, vol. 33, no. 1, pp. 35—49. DOI: 10.1016/0304-3894(93)85062-J. 

12. Wu Dejian, Zhao Peng, Spitzer Stefan, Krietsch Arne, Amyotte Paul, Krause Ulrich A review on hybrid mixture explosions: Safety parameters, explosion regimes and criteria, flame characteristics // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2023, vol. 82. DOI: 10.1016/ j.jlp.2022.104969.

13. Ермолаев А. И., Тетерев Н. А. Анализ исследований в области пылевых взрывов и их предупреждения на подземных рудниках // Известия вузов. Горный журнал. — 2015. — № 8. — С. 75—80. 

14. Тетерев Н. А., Ермолаев А. И., Кузнецов А. М. Исследование влияния физико-химических свойств сульфидной пыли на ее взрывчатость // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S63. — С. 3—11.

15. Helegda Matous, Pokorny Jiri, Helegda Iris, Skrinsky Jan, Sinay Juraj Parameters affecting the explosion characteristics of hybrid mixtures arising from the use of alternative energy sources // Fire. 2024, vol. 7, article 139. DOI: 10.3390/fire7040139.

16. Laevsky Yu., Nosova T. Multidimensional computational models of gas combustion in heterogeneous porous medium // Journal of Physics: Conference Series. 2021, vol. 2099, no. 1, article 012010. DOI: 10.1088/1742-6596/2099/1/012010.

17. Родионов В. А., Карпов Г. Н., Лейсле А. В. Методологический подход к оценке взрывопожароопасных свойств сульфидсодержащих полиметаллических руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-1. — С. 198—213. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_198. 

18. Манжос Е. В., Коржавин А. А. Исследование инициирования волны фильтрационного горения газа открытым пламенем // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. — 2024. — № 2(63). — С. 54—66. DOI: 10.17212/1727-2769-2024-2-54-66.

19. Манжос Е. В., Коржавин А. А., Козлов Я. В., Намятов И. Г. Уточнение параметров установки для определения показателей взрыва пылевоздушных смесей // Горение и взрыв. — 2021. — T. 14. — С. 11—21. DOI: 10.30826/CE21140309.

20. Храмцов В. И., Манжос Е. В., Коржавин А. А., Козлов Я. В., Айкин А. В. Определение показателей взрыва гибридных смесей // Уголь. — 2025. — № 2(1190). — С. 64—68. DOI: 10.18796/0041- 5790-2025-2-64-68.