Исследование процесса самовозгорания в штабеле угля

Климатические особенности Кузбасса приводят к неравномерному использованию угля в течение года, что вызывает необходимость создавать угольные склады в летний период. Постоянный контакт угля с воздухом способствует развитию процесса самовозгорания в штабелях, негативно влияющего на окружающую природную среду и людей из-за выделения вредных веществ, а также приводит к потере полезного ископаемого. Для исследования процесса самовозгорания был сформирован угольный штабель высотой 4 м и объемом около 3000 т. В течение четырех месяцев велось наблюдение за температурой угля, выделяющимися газами в штабеле и химической активностью угля по отношению к кислороду. Замеры показали, что в течение 45 сут наблюдалось снижение температуры штабеля и атмосферного воздуха с одновременным увеличением влажности угля. Затем температура угля начала повышаться с уменьшением его влажности, на поверхности сформировалась температурная аномалия. Температура угля в эпицентре аномалии превышала температуру окружающего воздуха на 25°. Дальнейшее снижение температуры атмосферного воздуха с выпадением снега способствовало охлаждению угля. Из-за поздней закладки штабеля удалось зафиксировать только процесс самонагревания угля. Константа скорости сорбции кислорода углем снижалась в период наблюдений.

Ключевые слова: угольный штабель, процесс самовозгорания, температурные аномалии, очаг самонагревания, константа скорости сорбции кислорода, оксид углерода, выделение газов, температура угля, влажность угля.
Как процитировать:

Портола В. А., Жданов А. Н., Бобровникова А. А. Исследование процесса самовозгорания в штабеле угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 10. – С. 155–162. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-155-162.

Благодарности:
Номер: 10
Год: 2020
Номера страниц: 155-162
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.822.222.622
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-155-162
Дата поступления: 18.03.2020
Дата получения рецензии: 20.04.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.09.2020
Информация об авторах:

Портола Вячеслав Алексеевич1 — д-р техн. наук, профессор, e-mail: portola2@yandex.ru,
Жданов Александр Николаевич — зам. начальника технического управления, АО «СУЭК-Кузбасс», e-mail: suek-kuzbass@suek.ru,
Бобровникова Алена Александровна1 — канд. хим. наук, доцент, e-mail: bobrownickowa.al@yandex.ru,
1 Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева.

 

Контактное лицо:

Портола В.А., e-mail: portola2@yandex.ru.

Список литературы:

1. Каледина Н. О., Малашкина В. А. Резервы повышения эффективности подземной дегазации угольных пластов с целью улучшения условий труда шахтеров // Горный журнал. — 2017. — № 6. — С. 86—89.

2. Kozyreva E. N., Shinkevich M. V. The peculiarities of structurizing enclosing rock massif while developing a coal seam // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 84. No 1. Article 012007. DOI: 10.1088/1755-1315/84/1/012007.

3. Полевщиков Г. Я., Козырева Е. Н., Шинкевич М. В., Леонтьева Е. В. Техногенная структуризация массива горных пород при выемке пласта угля // Горный журнал. — 2017. — № 4. — С. 19—23. DOI: 10.17580/gzh.2017.04.03.

4. Козырева Е. Н., Непеина Е. С., Шинкевич М. В. Влияние температуры на сорбционную метаноемкость коксующихся углей Кузбасса // Кокс и химия. — 2018. — № 3. — С. 38—42. DOI: 10.3103/S1068364X18030043.

5. Ютяев Е. П., Портола В. А., Мешков А. А., Харитонов И. Л., Жданов А. Н. Развитие процесса самонагревания в скоплениях угля под действием молекулярной диффузии кислорода // Уголь. — 2018. — № 10 (1111). — С. 42—46.

6. Скочинский А. А., Огиевский В. М. Рудничные пожары. — М.: Изд-во «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. — 375 с.

7. Веселовский В. С., Алексеева Н. Д., Виноградова Л. Н. и др. Самовозгорания промышленных материалов. — М.: Наука, 1964. — 246 с.

8. Portola V.A. Assessment of the effect of some factors on spontaneous coal combustion // Journal of Mining Science. 1996. Vol. 32. No 6. Pp. 536—541.

9. Lin Q., Wang S., Song S., Liang Y., Ren T. Analytical prediction of coal spontaneous combustion tendency: velocity range with possibility of self-ignition // Fuel Processing Technology. 2017. Vol. 159. Pp. 38—47.

10. Genc B., Cook A. Spontaneous combustion risk in South African coalfields // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2015. Vol. 115. No 7. Pp. 563—568.

11. Kaymakçi E., Didari V. Relations between coal properties and spontaneous combustion parameters // Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences. 2002. Vol. 26. No 1. Pp. 59—64.

12. Beamish B. B., Hamilton G. R. Effect of moisture content on the R70 self-heating rate of Callide coal // International Journal of Coal Geology. 2005. Vol. 64. No 1—2. Pp. 133—138.

13. Onifade М., Genc В. Spontaneous combustion of coals and coal-shales // International Journal of Mining Science and Technology. 2018. Vol. 28. Pp. 993—940.

14. Zhang Y., Liu Y., Shi X., Yang C., Wang W., Li Y. Risk evaluation of coal spontaneous combustion on the basis of auto-ignition temperature // Fuel. 2018. Vol. 233. Pp. 68—76.

15. Портола В. А., Жданов А. Н., Бобровникова А. А. Перспектива применения антипирогенов для предотвращения самовозгорания складов угля // Уголь. — 2019. — № 4. — С. 14—19.

16. Пучков Л. А., Каледина Н. О., Кобылкин С. С. Аэродинамический метод предупреждения эндогенной пожароопасности выработанных пространств угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 12. — С. 307—3111.

17. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по определению инкубационного периода самовозгорания угля». Серия 05. Вып. 38. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2013. — 24 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.