Оценка изменения гранулометрического состава низкометаморфизированных углей при длительном хранении

Показано, что в экстремальных природно-климатических условиях Крайнего Севера с многократными суточными переходами температуры воздуха через ноль при доставке угля используются сложные схемы с длительными сроками транспортирования и хранения, а уголь потребляется котельными, применяющими в основном слоевое сжигание с повышенными требованиями к его крупности. Это способствует окислению угля, изменению его гранулометрического состава, образованию мелких фракций, количественным и качественным потерям. На основе предложенной методики на примере бурых углей Кангаласского месторождения (Якутия) выполнена оценка изменения свойств угля при различных вариантах длительного хранения: рядового и сортового угля без класса — 10 мм навалом и в мешках на открытой площадке; под навесом с естественным проветриванием; в подземной горной выработке с устойчивыми отрицательными температурами воздуха и пород. Установлено, что наибольшую сохранность исходных свойств угля, в первую очередь его гранулометрического состава, обеспечивает последний вариант, а самым неэффективным является хранение угля навалом на открытой площадке, широко применяемое на практике. Полученные результаты позволяют оценить характер трансформации топлива в разных условиях хранения. С учётом полученных ранее данных возможно акцентировать внимание на целесообразности корректировки применяемых подходов к управлению цепочками добычи и поставок угля в энергоизолированные районы с разработкой мероприятий, снижающих влияние негативных процессов.

Федоров В. И., Гаврилов В. Л. Оценка изменения гранулометрического состава низкометаморфизированных углей при длительном хранении // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. № 12–1. — С. 223—232. DOI: 10.25018/023 6_1493_2021_121_0_223.

Федоров Владислав Игоревич¹ — младший научный сотрудник, fonariwe@gmail.com;
Гаврилов Владимир Леонидович^1,2 — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, е-mail: gvlugorsk@mail.ru;
¹ Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», 677980, г. Якутск, пр. Ленина, 43;
² Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия.

Гаврилов В. Л., e-mail: gvlugorsk@mail.ru

1. Энергетическая стратегия Республики Саха (Якутия) на период до 2030 года / Отв. ред. Н. А. Петров. — Якутск; Иркутск: Медиа-холдинг “Якутия”. — 2010. — 328 с.

2. Fedorov V. I., Batugina N. S., Gavrilov V. L., Tkach S. M., Khoiutanov E. A. Small-scale coal mines in hard-to-reach regions in Yakutia: the problems of creation and exploration // Bulgaria 2018, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2017, vol. 53, 012015. DOI:10.1088/1755—1315/53/1/012015.

3. Стенников В. А., Петров Н. А., Иванова И. Ю., Добровольская Т. В., Павлов Н. В. Проблемы и направления развития теплоснабжения Республики Саха (Якутия) в среднесрочной перспективе // Энергетическая политика. — 2018. — № 1. — С. 64—74.

4. Гаврилов В. Л., Хохолов Ю. А., Федоров В. И. О влиянии условий доставки угля в труднодоступные северные районы на его потребительские свойства // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2019. — т. 6. — № 3. — С.219—225. DOI: 10.15372/FPVGN2019060337.

5. Khokholov Yu. A., Gavrilov V. L., Fedorov V. I. Mathematical modeling of heatexchange processes in outdoor storage of frozen coal // Journal of Mining Science, 2019, vol. 55, no. 6, pp. 1013—1022. DOI: 10.1134/S1062739119066405.

6. Cai C, Li G, Huang Z, Tian S, Shen Z, Fu X (2015) Experiment of coal damage due to supercooling with liquid nitrogen // Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2015, vol. 22, pp. 42—48. DOI org/10.1016/j.jngse.2014.11.016.

7. Qin L., Zhai C., Liu S., Xu J., Yu G., Sun Y. Changes in the petrophysical properties of coal subjected to liquid nitrogen freeze-thaw — A nuclear magnetic resonance investigation // Fuel, 2017, vol. 194, pp. 102–114. DOI: 10.1016/j.fuel.2017.01.005/

8. Nikolenko P. V., Epshtein S. A., Shkuratnik V. L., Anufrenkova P. S. Experimental study of coal fracture dynamics under the influence of cyclic freezing–thawing using shear elastic waves // International Journal of Coal Science and Technology, 2020. DOI: 10.1007/ s40789—020—00352-x.

9. Агарков К. В., Эпштейн С. А., Коссович Е. Л., Добрякова Н. Н. Влияние условий замораживания-размораживания углей на их гранулометрический состав и механическую прочность // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 6. — С. 72–83. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_6_0_72.

10. Хрисанфова А. И., Литвинов В. Л. Технология хранения углей и мероприятия по сокращению потерь топлива. — М.: Недра, 1970. — 192 с.

11. Мирошниченко Д. В., Десна Н. А., Кафтан Ю. С. Исследование процесса окисления углей в промышленных условиях. Сообщение 4. Температура угля в штабеле // Кокс и химия. — 2015. — № 2. — С. 2–8.

12. Лазаров Л., Ангелова Г. Структура и реакции углей. — София: Изд-во Болгарской АН, 1990. — 232 с.

13. Роддатис К. Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 488 с.

14. Переясловский И. В., Степаненко С. А., Осокин С. Е. Выбор энергоэффективного угольного топлива. — Режим доступа: http://www.energosovet.ru/stat828.html. Дата обращения 10.06.2021.

15. Субботин Ю. В. Овешников Ю. М. Циношкин Г. М. Управление качеством бурых углей Харанорского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — №4. — С.64—72.

16. Чемезов Е. Н., Федорова С. Е. Результаты исследования склонности углей к самовозгоранию в условиях многолетней мерзлоты // Народное хозяйство Республики Коми. — 1998. — №1. — С. 218—221.