Определение общей аэрозольной и тонкодисперсной пыли в углях

В настоящее время актуальными являются вопросы характеристики способности товарных углей выделять аэрозольную пыль при транспортировке и перевалке. В настоящей работе представлена новая методика определения содержания пыли в углях. Методика основана на имитации процессов перемещения и перевалки пробы угля крупностью менее 3 мм путем перемешивания углей с постоянной скоростью с одновременным пропусканием фиксированного объема воздуха через систему фильтров и определении суммарного содержания пыли и пыли классам крупности более и менее 10 мкм. При оценке содержания пыли в товарном угле в качестве пробы используют остаток ситового анализа представительной пробы угля после сита 3 мм. Приведены экспериментальные результаты исследования двух проб товарных углей Кузнецкого бассейна, различающихся по петрографическому составу и стадии метаморфизма. Показано, что в пределах установленной погрешности измерений, общее количество пыли, способной выделяться в условиях имитации перевалки, сопоставимо для исследованных углей. С другой стороны, содержание пыли с размерами частиц более и менее 10 мкм существенно различается в зависимости от петрографического состава и стадии метаморфизма углей. Так, высокое содержание в угле инертинита определяет, по всей видимости, увеличение содержания в пыли частиц менее 10 мкм.

Ключевые слова: уголь, пыль, метод оценки содержания пыли в углях, аэрозольная пыль, тонкодисперсная пыль, стадия метаморфизма, петрографический состав.
Как процитировать:

Эпштейн С. А., Коссович Е. Л., Вишневская Е. П., Агарков К. В., Колиух А. В. Определение общей аэрозольной и тонкодисперсной пыли в углях // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 6. – С. 5–14. DOI: 10.25018/02361493-2020-6-0-5-14.

Благодарности:

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 18-77-10052).

Номер: 6
Год: 2020
Номера страниц: 5-14
ISBN: 0236-1493
UDK: 531+620.17
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-5-14
Дата поступления: 06.02.2020
Дата получения рецензии: 22.04.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.05.2020
Информация об авторах:

Эпштейн Светлана Абрамовна1 — д-р техн. наук, старший научный сотрудник, зав. лабораторией, e-mail: apshtein@yandex.ru,
Коссович Елена Леонидовна1 — канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, e-mail: e.kossovich@misis.ru, Вишневская Елена Петровна1 — аспирант,
Агарков Кирилл Владимирович1 — аспирант,
Колиух Артем Валерьевич1 — студент
1 НИТУ «МИСиС», научно-учебная испытательная лаборатория «Физико-химии углей».

 

Контактное лицо:

Эпштейн С.А., e-mail: apshtein@yandex.ru

Список литературы:

1. Organiscak J.A., Page S. J. Airborne Dust Liberation During Coal Crushing // Coal Preparation. 2000. Vol. 21. No 5—6. Pp. 423—453. DOI: 10.1080/07349340108945630.

2. Organiscak J.A., Page S. J. Laboratory investigation of coal grindability and airborne respirable dust // Journal of the Mine Ventilation Society of South Africa. 1993. Vol. 46. No 7. Pp. 98—105.

3. Jiang H., Du C., Dong J. Investigation of rock cutting dust formation and suppression using water jets during mining // Powder Technology. 2017. Vol. 307. Pp. 99—108. DOI: 10.1016/j. powtec.2016.11.029.

4. Korshunov A. N., Dergunov D. M., Logov A. B., Gerike B. L. Coal cutting with a disk // Soviet Mining Science. 1975. Vol. 11. No 5. Pp. 571—573. DOI: 10.1007/BF02499387.

5. Chen S., Wang H., Li Y., Cui H., Zhao J., Zhang X. Theoretical and numerical analysis of coal dust separated by centrifugal force for working and heading faces // International Journal of Coal Science & Technology. 2014. Vol. 1. No 3. Pp. 338—345. DOI: 10.1007/s40789-014-0039-9.

6. Стародубов А. Н., Кравцов В. П., Зиновьев В. В. Проблемы пылеобразования и мероприятия по обеспечению безопасности и экологичности разработки угольных месторождений // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2018. — № 4. — С. 99—104. DOI: 10.26730/1999-4125-2018-4-99-104.

7. Журавлева Н. В. Методы оценки влияния процессов добычи и переработки углей Кузнецкого угольного бассейна на экологическое состояние природной среды // Вестник Научого центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2016. — № 4. — С. 102—112.

8. Викторов С. Д., Кочанов А. Н. Экспериментальное изучение закономерностей образования субмикронных частиц при разрушении горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 5. — С. 76—83. DOI: 10.1134/ S1062739116041370.

9. Page S. J., Organiscak J.A. Suggestion of a cause-and-effect relationship among coal rank, airborne dust, and incidence of workers’ pneumoconiosis // AIHAJ — American Industrial Hygiene Association. 2000. Vol. 61. No 6. Pp. 785—787.

10. Beron A. I., Pozin E. Z., Melamed V. Z. Distribution pattern of the grain-size composition of coal fractured by cutting // Soviet Mining Science. 1971. Vol. 7. No 5. Pp. 512—517. DOI: 10.1007/BF02501061.

11. Panov G. E. Dust formation kinetics as a function of the principal mechanical properties of coals // Soviet Mining Science. 1967. Vol. 3. No 5. Pp. 511—514. DOI: 10.1007/BF02497948.

12. Phan Quang Van The determination of coal dust emission and percentage of quartz in coal dust emission during the cutting anthracite coal by shearing and bottom blade of the plow // Procedia Earth and Planetary Science. 2009. Vol. 1. No 1. Pp. 250—256. DOI: 10.1016/j. proeps.2009.09.040.

13. Phan Quang Van, Drebenstedt C. The determination of quartz percentages in coal dust emission during the anthracite coal cutting by mechanical cutting tool / Mine Planning and Equipment Selection. Cham: Springer International Publishing, 2014. Pp. 665—676. DOI: 10.1007/978-3-319-02678-7_64.

14. Baafi E.Y., Ramani R. V. Rank and maceral effects on coal dust generation // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1979. Vol. 16. No 2. Pp. 107—115. DOI: 10.1016/0148-9062(79)91447-5.

15. Hower J. C., Graese A. M., Klapheke J. G. Influence of microlithotype composition on hardgrove grindability for selected eastern Kentucky coals // International Journal of Coal Geology. 1987. Vol. 7. No 3. Pp. 227—244. DOI: 10.1016/0166-5162(87)90038-3.

16. Zhou W., Wang H., Wang D., Du Y., Zhang K., Qiao Y. An experimental investigation on the influence of coal brittleness on dust generation // Powder Technology. 2020. Vol. 364. Pp. 457—466. DOI: 10.1016/J.POWTEC.2020.01.074.

17. Zhou W., Wang H., Wang D., Du Y., Zhang K., Kang W. The effect of coal proximate compositions on the characteristics of dust generation using a conical pick cutting system // Powder Technology. 2019. Vol. 355. Pp. 573—581. DOI: 10.1016/j.powtec.2019.07.093.

18. Коссович Е. Л., Эпштейн С. А., Бородич Ф. М., Добрякова Н. Н., Просина В. А. Взаимосвязи между неоднородностью распределения механических свойств углей на микро и наноуровнях и их способностью к внезапным выбросам и разрушению // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 5. — С. 156—172. DOI: 10.25018/02361493-019-05-0-156-172.

19. Argatov I. I., Borodich F. M., Epshtein S.A., Kossovich E. L. Contact stiffness depthsensing indentation: Understanding of material properties of thin films attached to substrates // Mechanics of Materials. 2017. Vol. 114. Pp. 172—179. DOI: 10.1016/j.mechmat.2017.08.009.

20. Kožušníková A. Determination of microhardness and elastic modulus of coal components by using indentation method // GeoLines. 2009. Vol. 22. Pp. 40—43.

21. Epshtein S.A., Borodich F. M., Bull S. J. Evaluation of elastic modulus and hardness of highly inhomogeneous materials by nanoindentation // Applied Physics A. 2015. Vol. 119. No 1. Pp. 325—335. DOI: 10.1007/s00339-014-8971-5.

22. Коссович Е. Л., Добрякова Н. Н., Эпштейн С. А., Белов Д. С. Определение механических свойств микрокомпонентов углей методом непрерывного индентирования // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 5. — С. 84—91. DOI: 10.1134/S1062739116041382.

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.