Исследование дисперсного состава отложившейся пыли углей различной стадии метаморфизма Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

д. А. трубицына

директор ООО «ЦОТ-Горный»

д. с. Хлудов

директор ООО «ВостЭКО»

УДК 622.411.52 : 622.411.514

исследование дисперсного состава отложившейся пыли углей различной стадии метаморфизма

В статье приведены результаты исследований по определению дисперсного состава отложившейся угольной пыли. Показано, что угли высокой стадии метаморфизма обладают большей способностью к измельчению, т. е. выход мелких фракций в отложившейся угольной пыли вблизи источника пылевыделения и по сети горных выработок тем выше, чем выше степень метаморфизма угля.

Ключевые слова: МАРОЧНЫЙ СОСТАВ, ДИСПЕРСНОСТЬ, ПЫЛЕВЫЕ ФРАКЦИИ, ПЫЛЕОТЛОЖЕНИЕ, ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Необходимость переосмысления методологии пылевзрывозащиты горных выработок угольных шахт возникла на рубеже ХХ-ХХ1 веков, когда количество аварий с катастрофическими последствиями возросло многократно. Было понятно, что это вызвано резким повышением нагрузок на очистные и проходческие забои и, как правило, отстающим уровнем подготовки персонала. Однако обычная вспышка метана в забое наносила колоссальный ущерб и являлась причиной гибели десятков людей, находящихся в значительной удаленности от забоя. Списывать это только на низкое качество проведенных профилактических работ по пылевзрывобезопасности горных выработок на сегодняшний день не представляется возможным.

На наш взгляд, необходимо поэтапное решение данной проблемы. Первый этап заключается в проведении исследований и установлении закономерностей процесса пылеотложений витающей угольной пыли по сети горных выработок в зависимости от марочного состава угля и комплекса технологических параметров, таких как нагрузка на забои, скорость вентиляции и пр. Второй этап предполагает поиск новых способов и разработку новых средств обеспечения пыле-взрывобезопасности угольных шахт. Данные исследования позволят также определить методы оценки и контроля состояния пылевзрывобезопасности горных выработок и разработать технические решения для их реализации. Результат

комплекса работ и станет основой методологии пылевзрывозащиты угольных шахт.

Взрывчатая угольная пыль является одной из основных опасностей в угольных шахтах. При этом главную опасность представляют скопления отложившейся по сети горных выработок пыли. Если уровень концентрации витающей в атмосфере выработок пыли в последнее время удалось существенно ограничить нормативно до 150-200 мг/м3 (что на два порядка меньше нижнего концентрационного предела взрываемости наиболее опасных пластов), то с пылеотложе-ниями дело обстоит существенно сложнее. В призабойной зоне очистных и подготовительных выработок с исходящей вентиляционной струей опасные накопления отложившейся пыли могут образовываться за несколько часов или даже минут работы горной техники.

Проведение исследований дисперсного состава угольной пыли, отложившейся по сети горных выработок в местах с наибольшей интенсивностью, выполнялось по следующей методике.

Отбор проб отложившейся угольной пыли и угля для лабораторных исследований осуществлялся в соответствии с ГОСТ 21153.0-75 [1]. Для хранения и транспортировки пробы упаковывались в водонепроницаемую пленку вместе с этикеткой, на которой указывались название предприятия, дата и место отбора пробы, пласт, выработка, марка угля.

научно-технический журнал № 1-2014

вестник

Места и объемы отбора проб устанавливались следующим образом:

- отложившаяся угольная пыль в 50 м от забоя (комбайна) по ходу движения вентиляционной струи массой 200-300 г;

- отложившаяся угольная пыль в 250300 м от забоя по ходу движения вентиляционной струи массой 200-300 г;

- отложившаяся угольная пыль в 450500 м от забоя по ходу движения вентиляционной струи массой 200-300 г;

- проба разрушенного угля из-под комбайна массой 2-3 кг;

- пластовая проба угля массой 5-10 кг.

Каждую пластовую пробу делили на части, одну из которых направляли на определение влажности по ГОСТ Р 52911-2008 «Методы определения общей влаги» [2], вторую пробу массой 200-300 г разрушали в приборе определения крепости (ПОК) и просеивали через сито с сеткой № 05.

Определение гранулометрического состава образцов углей крупностью +0,1 мм проводили ситовым методом по ГОСТ 2093-82 «Топливо твердое. Ситовой метод определения гранулометрического состава» [3], крупностью менее 0,1 мм - лазерным методом на дифракционном микроанализаторе размера частиц «Analyzette 22 COMPACT».

Перед рассевом путем многократной сушки при t = 65 °С и взвешивания на электронных весах специального класса точности BP221S пробу угля доводили до постоянного веса. Рассев в течение 25 мин. проводили на встряхивателе ВП-С/220, состоящем из набора 5 стандартных сит (диаметром 200 мм и высотой 50 мм) с номерами сеток: 1, 075, 05, 0315, 02 и 01. Затем сетку каждого сита подвергали контрольному ручному рассеву в течение 1 мин. Полученные классы крупности раздельно взвешивали и определяли их выход. Результаты вычислений округляли до первого десятичного знака.

Распределения размеров частиц угля класса крупностью менее 0,1 мм, прошедших через набор сит и собранных в поддоне, осуществляли на приборе «Analyzette 22 COMPACT», использующем физический принцип дифракции электромагнитных волн, при котором параллельный свет лазера рассеивается под фиксированными пространственными углами, зависящими от размера и оптических свойств частиц. Линзы фокусируют рассеянный концентрический

свет на фокусную плоскость, где детектор измеряет спектр Фурье (распределение световой энергии). Программное обеспечение позволяет вычислять распределение размеров частиц с помощью комплекса математических методов в соответствии с теорией Фраунгофера. Основным устройством прибора является измерительный блок, который содержит лазер (длина волны равна 635 nm, мощность < 1мВ), многоэлементный детектор, состоящий из 31 ячейки, ванну из нержавеющей стали для проб, измерительную ячейку, соединенную с ванной гибкими шлангами и установленную на перемешивающее устройство, позволяющее ячейке перемещаться в оба крайних положения. Ванна снабжена ультразвуком, механической мешалкой и центробежным насосом для высокой скорости потока измеряемой суспензии в измерительную ячейку и обратно.

Перед измерением гранулометрических характеристик порошка угля с целью предотвращения образования агрегатов его частиц под влиянием молекулярного взаимодействия и электростатических сил навеску порошка смачивали этиловым спиртом и добавляли 1-2 мл раствора пирофосфата натрия. Навеска измеряемого образца задавалась с учетом плотности светового луча и регистрировалась на табло прибора в пределах 7-10 %.

Прибор «Analyzette 22 COMPACT» отъюстирован на заводе-изготовителе, протестирован с помощью калибровочной системы ASTM и соответствует требованиям DIN EN ISO 900; регулярно проверяется с помощью внутреннего стандартного испытательного порошка фирмы Fritsch № 648025, а также калибровочного материала BCR № 69. Порошки сертифицированы.

В соответствии с приведенной методикой были отобраны более 200 проб отложившейся угольной пыли на исходящих очистных и подготовительных забоев, а также пластовые пробы и пробы разрушенного угля из-под комбайна в каждом обследуемом забое. После предварительной обработки и маркировки пробы отправлялись на анализ дисперсного состава в лабораторию Института проблем комплексного освоения недр Российской Академии наук (ИПКОН РАН) под руководством доктора технических наук, профессора В. В. Кудряшова.

Результаты исследований показали, что выход фракций пыли различного диаметра для каждой марки угля имеет специфические закономерности. Коротко приведем некоторые данные, полученные в результате обработки проб (табл.).

Таблица - Дисперсный состав отложившейся угольной пыли

Максимальный размер частиц, мкм (1), весовая доля фракции, % (2), суммарная весовая доля фракций, % (3), в пробах

Л/о л/л Шахта, выработка Марка угля

пок Из-под комбайна 50 м от комбайна 300 м от комбайна 500 м от комбайна

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 Колмогоровская-2, к/ш 6 ДВ 37 71 5,87 7,77 48,7 87,2 36 71 5,8 7,3 49,7 87,4 33 64 6,6 5,5 51,4 85,4 29 6,03 62,8 33 5,94 69,5

2 Разрез Инской, к/ш 601 ДГ 36 72 5,2 10,8 36,8 80 33 64 4,8 5,2 59,3 88,1 33 5,7 80,2 33 5,74 74,5 15 4,82 62,3

3 Шахта № 7, путевой ствол ДГ 36 71 5,2 9,7 41,6 82,8 33 64 5,3 4,7 61 90,6 36 72 4,9 9,3 45.3 83.4 26 5,85 65,1 26 6,78 75,7

4 Котинская, диагональный просек № 12 ДГ 36 6,4 49,4 72 8,2 79,8 41 72 5,1 5,8 45.5 72.6 37 6,87 60,6 37 64 6,2 5,85 56.4 85.5

5 Котинская, к/ш 52-08 ДГ 40 89- 4,7 6,5 37 75,2 64 5,1 71,7 33 7,2 63,8 26 9,61 80,4 29 7,61 70,8

6 Октябрьская, осевой штрек Дгв 41 63,9 6,1 7,1 51.1 77.2 41 57 6,8 7,1 61,3 82,1 41 7,5 64 37 9,1 66,7 41 7,33 62,8

7 Листявжная магистральный в/ш "Юг" Д 36 89 5,21 6,33 38,3 80,6 37 80 5,72 5,33 46 80,3 37 7,6 64,6 33 7,02 55,2 14(15) 5,14 73,3

8 Грамотеинская, конвейерный штрек 650 Д 57 7,96 71,3 51 7,49 73,3 41(46) 6,23 72,9 (79,1) 41 5,87 71,3 41 6,27 78,8

9 Листвяжная, венти-

ляционный штрек № 1118 бис Д 46 6,85 65,9 46 6,87 72,6 46 7,71 69,4 29 9,46 75,2 29 8,99 71,4

10 Байкаимская, сбоечная печь № 13 ДГ 64 7,38 57,3 46 6,07 73,2 46 7,41 76,8 51 6,72 71,1 51 7,05 76,3

11 Байкаимская,

конвейерный штрек № 12 ДГ 64 8,05 69,2 46 6,14 73,6 51 6,94 76,8 57 6,56 76,1 51 6,78 75,1

Z1 ~а о

Е ь

CD I I 0) Л

о\

CD

0) О

О О

CD О

CD X 0) I

Продолжение табл.

№ п/п Шахта, выработка Марка угля Максимальный размер частиц, мкм (1), весовая доля фракции, % (2), суммарная весовая доля фракций, % (3), в пробах

ПОК Из-под комбайна 50 м от комбайна 300 м от комбайна 500 м от комбайна

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

12 Октябрьская, лава 9102 дгв 33 71 5,74 7,14 44,5 86,7 37 71 5,09 6,45 59 95,8 30 8,59 67,5 33 71 5,21 6,45 51,1 88,7 29 63 4,62 4,06 58,1 86,7

13 Колмогоровская-2, лава 4 ДВ 37 71 6,11 8,55 44,5 84,4 37 57 5,95 6,24 60,5 84,3 37 64 6,11 7,21 49,7 80,6 24 5,02 77,7 29 5,15 75,4

14 Средняя д 41 71 5,74 7,32 46,3 79,6 57 5,89 78,9 41 6,26 65,9 37 5,91 72,1 33 5,98 67

15 Заречная, в/ш 1108 г 33 71 5,61 8,44 40,5 84,1 37 51 5,39 4,78 64.5 79.6 24 5,75 72,8 21(24) 4,42 72,1 (76,5)

16 Заречная, к/ш 1101 г 37 71 5,53 8,92 45,7 84 37 71 4,93 10,12 34,4 76 29 4,82 65,5 37(41) 64 5,04 5,48 61,5 (66,5) 87,4

17 Заречная, к/ш1102 г 37 71 5,85 7,6 46,4 82 37 64 6,05 6,92 57,1 88,4 29 7,4 71,1

18 Им.7 ноября, к/ш 13802 1 гв 37 71 4.85 9.86 36.6 75.7 37 57 6,26 5,7 63,8 87,5 37 8,56 70,3 33 9,9 76,1 33 6,87 65,2

19 Полысаевская, в/ш 186 г 37 64 5,88 7,66 52 85,1 33 5,99 64,6 33 8,61 74,8 27 5,81 61,6

20 Полысаевская в/ш 1747 г 41(46) 8,85 60,3 (69,2) 51 5,82 75,1 37 6,33 63,3 33 7,45 69,8 33 6 70,4

21 Полысаевская к/ш 18-4 г 51 8,28 77,6 37 64 6,18 6,14 56,4 86,8 33 6,76 59,1 33 5,61 55,8 17 6,14 65,1

22 Заречная, лава 1309 Г1 гв 37 51(57) 6,85 6,38 60,7 80,2 (86,6) 57 6,74 86,7 21 6,99 64,6 21 6,44 69,2 12 4,58 58,5

23 Полысаевская, лава 18-10 г 37 71 4,7 6,97 32.4 67.5 37 5,58 65 33 7,41 74,2 24 7,06 65,4 15 6,11 65,1

Продолжение табл.

№ п/п Шахта, выработка Марка угля Максимальный размер частиц, мкм (1), весовая доля фракции, % (2), суммарная весовая доля фракций, % (3), в пробах

ПОК Из-под комбайна 50 м от комбайна 300 м от комбайна 500 м от комбайна

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

24 Комсомолец, лава 1741 Г 37 6,3 69 37 89 5,14 7,24 33,5 78,1 37 7,03 65,6 29 5,72 74,9 5(6) 37 71 0,94 5,34 5,85 14,4 52 84

25 Полысаевская, лава 18-8 Г 37 80 5,35 5,68 44,1 78,8 37 5,58 62,5 33 7,44 59,5 33 6,9 57,7 29 7,71 71,6

26 Средняя Г 41 64 6,25 7,64 52,7 79,3 37 64 5,68 5,86 57,9 85,9 33 6,65 69,9 33 6,18 70 29 5,42 70,8

27 Большевик, в/ш 3052 пж 33 71 5,79 7,11 46,9 87,8 37 64 4,39 5,6 58,1 82,8 37 64 5.6 8.07 52,3 84,8 37 71 4,31 8,74 42,6 77,5 37 71 4,86 8,01 49,7 85,1

28 Большевик, в/ш 3051 пж 46 8,84 71,4 37 7,59 78,2 37 71 4,76 8,03 47,6 82,2 33 71 4,74 8,14 44 84,6 37 64 6,17 6,57 59,7 91

29 Большевик к/ш 30-51 пж 37 7,75 79,4 37 64 5,97 7,83 48,3 77,1 41 64 6,14 7,83 59,3 93,9 37 64 6,18 6,55 58,3 89,1

30 Юбилейная в/ш 50-12 пж 41 89 4,69 6,59 37,2 76,4 37(41) 57 4,83 4,75 56.7 (61,6) 75.8 51 4,44 86,8 24 4,58 79,5 6,2 3,2 43,2

31 Юбилейная, к/ ш 50-25 пж 41 80 4,49 8,16 33,9 72,4 29 4,45 66,1 57 4,35 84,1 37 4,92 68,9 57 4,35 88,5

32 Чертинская-коксовая, лава 3476 ж 37 7,6 72,9 37 7,48 57,4 33 5,16 70,2 33 5,58 72,5

33 Антоновская, лава № 29-23 бис пж 37 71 6,18 5,97 56,9 93,3 37 7,48 60,1 33 64 5,21 5,6 56,8 88 33 57 5,58 4,88 60,1 85,6 37 7,48 70,5

34 Средняя ж 41 64 6,01 6,2 52,2 72,6 37 5,75 69,4 37 64 4,95 6,19 57,2 83,9 33 71 4,6 5,4 57 90 37 64 4,6 5,18 65,8 89,4

35 Распадская-коксовая, к/ш 0526 ко 29 5,98 65,1 37 5,4 67 33 6,67 76,1 37 4,48 77 26 5,45 69,9

Окончание табл.

Максимальный размер частиц, мкм (1), весовая доля фракции, % (2), суммарная весовая доля фракций, % (3), в пробах

№ п/п Шахта, выработка Марка угля

пок Из-под комбайна 50 м от комбайна 300 м от комбайна 500 м от комбайна

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

36 Южная, фланго-

вая монтажная печь КО 33 6,24 78,7 33 5,01 70,3 33 7,81 64,1 26 4,77 66,6 33 5,01 69,9

37 Южная, к/ш 7в КО 37 5,45 66,7 33 5,86 61 30 7,63 58 29 7,66 69,7 33 4,63 70

38 Им. Ленина, в/ш 0-6-1-3 бис к, ко 37 64 5,82 6,72 58,6 88,3 33 6,22 72,7 33 6,26 70,6 33 5,06 71,4

39 Анжерская Южная наклонный конвейерный ствол КС 37 71 5,58 5,19 46,5 76,9 37 5,27 60,9 41 5,44 64 37 5,95 61,8 21 7,08 63,1

40 Алардинская, главный вентиляционный штрек КС 33(37) 5,21 54,2 (59,4) 33 5,32 62,2 41 5,61 65 37 5,9 60,4 37 6,17 67,3

41 Шахта № 12, в/ш с квершлага 4 сст 33 64 5,58 4,76 53.3 82.4 33 6,87 66,8 12 5,45 62,9 12 5,69 63,7 12 5,55 63,6

42 Алардинская,

газодренажныи штрек 6111 тс 33 6,17 50,9 33 5,93 49,4 37 7,31 56,8 21 6,05 73,3 37 6,6 68,6

43 Владимирская, лава № 8 к 41 8,89 76,1 3,2 37 1,97 4,33 17,7 81,2 37 7,3 71 41 7,08 72,2 41 6,85 79,1

44 Средняя к 33 5,67 57,9 33 5,84 62,5 33 5,95 66,1 29 4,92 69,9 29 5,03 70,1

Марка Д

Характер распределения дисперсного состава проб из-под комбайна и ПОК бимодальный: максимум весовой доли наблюдается для частиц размером 41 мкм (6,3 и 5,8 % соответственно) и 57 мкм в пробах из-под комбайна (5,9 %), а также 65 мкм в пробах ПОК (7,3 %). При этом суммарная весовая доля фракций частиц до 41 мкм в пробах из-под комбайна составляет 61 %, до 57 мкм - 79 %, в пробах ПОК 46 % (до 41 мкм) и 74 % (до 65 мкм) соответственно (рис. 1).

Характер распределения меняется и имеет только одну моду с расстояния 50 м от забоя: максимум весовой доли в 50 м от комбайна приходится на частицы размером 42 мкм (6,3 %), в 300 и 500 м от забоя - для размеров частиц 33 мкм (6,3 и 6,0 % соответственно). Суммарная весовая доля фракций в пробах пыли, отобранных на расстоянии 50 (диапазон размеров частиц составляет 0-42 мкм), 300 и 500 м (диапазон размеров частиц - 0-33 мкм) от забоя, составляет 67 %.

Содержание тонких фракций (до 10 мкм) в пробах из-под комбайна равно 17 %, для остальных точек - 18-23 %.

Марка Г

Характер распределения дисперсного состава проб из-под комбайна и ПОК бимодальный: максимум весовой доли наблюдается для частиц размером 35 мкм (5,7 и 6,2 % соответственно) и 63 мкм (5,8 и 7,7 % соответственно). При этом суммарная весовая доля фракций до 35 мкм в пробах из-под комбайна составляет

65 %, до 63 мкм - 84 %, в пробах ПОК 45 и 78 % соответственно (рис. 2).

Характер распределения меняется и имеет только одну моду с расстояния 50 м от забоя: максимум весовой доли в 50 и 300 м от забоя наблюдается для частиц размером 33 мкм (6,7 и 6,2 % соответственно). С дальнейшим увеличением расстояния от забоя максимум распределения сдвигается в сторону уменьшения размера частиц - 28-29 мкм (5,4 %). Суммарная весовая доля фракций для расстояний 50, 300 (диапазон размеров частиц составляет 033 мкм) и 500 м (диапазон - 0-29 мкм) составляет 70 %.

Содержание тонких фракций (до 10 мкм) в пробах из-под комбайна равно 15 %, для остальных точек - 23-8 %.

Содержание частиц размером более 50 мкм с удалением от забоя на 50 м и далее -менее 10 %.

Марка Ж

Характер распределения дисперсного состава всех проб, кроме отобранной из-под комбайна, бимодальный. При этом максимумы распределения первой и второй моды совпадают во всех пробах. Кроме того, максимум одномодаль-ного распределения пробы из-под комбайна совпадает с первой модой остальных проб и приходится на размер частиц 37 мкм: 5,9, 5,7 и 4,9 % соответственно для проб ПОК, из-под комбайна, на расстоянии 50 м и 4,5 % в пробах, отобранных на расстоянии 300 и 500 м (рис. 3).

Максимум второй моды приходится на размер частиц 63-64 мкм: в пробах ПОК и на рас-

7 X

___ X X X X \

/ у / / // / ^ — ч ч ч ч

/ ✓ ч Ч \ X X

Л'7 N \ \ \ X X *

2 1 У/ / // / /У / ' / / ч\ ч \ ч

// / / //' > /> У / ^ У у —. ^ -_____

/Йг *

Размер частиц, мкм

— — марка Д ПОК

-марка Д из-под комбайна

--марка Д 50 м

-----марка Д 300 м

-марка Д 500 м

Рисунок 1 - Распределения средних значений дисперсного состава проб пыли угля марки Д

7

/■ / ---Г ч

■■' / / / \ ■.. \

.-■' / ■■■' / ■■■.. N ■-.. V . ч ■-.. ч

2 1 "■■-. ЧЧ

: / / ^ .......^ ^

Размер частиц, мкм

-марка ГПОК

-марка Г из-под комбайна

марка Г 50 м — — марка Г 300 м ....... марка Г 500 м

Рисунок 2 - Распределения средних значений дисперсного состава проб пыли угля марки Г

с............ ■ч Ч. ч. V

/ / ......... ..... ✓ . ч х ■■. ч

// '¿У Ч\ . Ч\

.•/У /

Размер частжц, мкм

-марквЖПОК

-марка Ж го-под комбайна

-мфкаЖ50м

--маркаЖЗООм

....... мвркаЖ500 м

Рисунок 3 - Распределения средних значений дисперсного состава проб пыли угля марки Ж

стоянии 50 м составляет 6,2 %, 300 м - 5,4 %, 500 м - 5,2 %.

Суммарная весовая доля фракций до 37 мкм в пробах ПОК равна 46 %, из-под комбайна -70 %, 50 м - 56 %, 300 м - 62 %, 500 м - 65 %; фракций 63 мкм в пробах ПОК - 76 %, 50 и 300 м от забоя - 85 %, 500 м - 90 %.

Содержание тонких фракций (до 10 мкм) во всех пробах составляет 18-27 %.

Марка К

Характер распределения дисперсного состава всех проб одномодальный. При этом в пробах ПОК, из-под комбайна и на расстоянии 50 м

максимум распределения приходится на размер частиц 33 мкм: 5,6, 5,8 и 5,9 % соответственно. Для проб, отобранных на расстоянии 300 и 500 м, максимум приходится на размер частиц 30 мкм и составляет 4,9-5,0 % (рис. 4).

Суммарная весовая доля фракций до 33 мкм в пробах ПОК равна 57 %, из-под комбайна - 63 %, на расстоянии 50 м - 67 %, фракций до 30 мкм в пробах 300 и 500 м от забоя - 70 %.

Содержание тонких фракций (до 10 мкм) в пробах ПОК, из-под комбайна и на расстоянии 50 м от забоя составляет 17-21 %, в 300 и 500 м от забоя - 30 %.

©X

£

^^ —

л УЖ Лч

4 ■ Л

/Л ■

У

50

60

размер частиц, мкм

™ марка К ПОК

— марка К из-под комбайна

— марка К 50 м б/л

■ - марка К 300 м,б/лав ™ марка К 500 м

Рисунок 4 - Распределения средних значений дисперсного состава проб пыли угля марки К

Характеристика распределений пыли в пробах, отобранных в различных местах 40 выработок шахт Кузбасса, представлена в таблице.

Графики плотности распределения пыли для различных марок угля в пробах, отобранных из-под комбайна, в 50, 300 и 500 м от забоя, приведены на рисунках 5-8.

Анализ значений плотности распределения дисперсного состава угольной пыли для различных марок угля в пробах, отобранных из-под

комбайна, а так же в 50, 300 и 500 метрах от забоя показывает, что дисперсный состав пыли существенно зависит от марочного состава угля. С увеличением стадии метаморфизма выход мелких фракций угольной пыли значительно увеличивается. Максимальное значение дисперсного состава смещается от низко- к высокометамор-физированным углям с 37 мкм до 29 мкм, т. е. в среднем на 25 %.

Таким образом, плотность распределения пылевых фракций при разрушении угля зависит

у---------X / X

/ / \ У У / ч ч ч ч

/ -7 — ^ у .у "Ч X \ \

* / уу ' у ' / 'у / / / / \ ч ч X ч X \ \ \

>* .4 // * * // > / / / \ \ ч X ч ч

/' / / / \ ч \ х. \ ч ч Ч \

■''У \ х ч

г ч.^

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Размер частиц, мкм

=■.=:= 9-2 Большевик конв штрек 30-51 ГЖ = = 7-2 Колмогоровскдя-2 конв штрек №6 ДВ

-----30-2 Полысаевская конв штрек 18-4 Г

-----29-2 Алардинская глав вент штрек КС

Рисунок 5 - Плотность распределения пыли для различных марок угля в пробах,

отобранных из-под комбайна

/7 /

/ / V

//

//// х

// / \

/ / v

Размер частиц, мкм

- 2-3 Полысаевский вент штрек 18-6 Г

- 14-3 Чер-ганская-Коксоваи лава 347 бис Ж ■ 6-3 Южная конв штрек ТВ КО

34 3 Листявжная магистр вент штрек "Юг" Д

Рисунок 6 - Плотность распределения пыли для различных марок угля в пробах, отобранных в 50 метрах от забоя

/ / у ч У Ч, Ч, ч

. / / 7 ' / / / Ч. ч "ч "ч.

-- / \

' / / * / ч ч Ч Ч

// / / / / / / г / / / Ч ч > ч\

/ / / > / < / / / / у \

\ к--"'

Размер частиц, мкм

-2-4 Полысаевский вент штрек 18-6 Г

-5-4 Южная фланг мопт печь КО

--26-4 Юбилейная вент, ппрек 50-12 ГЖ

■-■-■-" 34-4 Листявжная магистр вент ппрек "Юг" Д

Рисунок 7 - Плотность распределения пыли для различных марок угля в пробах, отобранных в 300 метрах от забоя

от марочного состава и с ростом степени метаморфизма угля сдвигается на 20-25 % в сторону увеличения выхода мелких фракций пыли для углей марок К и Ж. Это существенно повыша-

ет пылевзрывоопасность по длине выработки и требует пересмотра норм осланцевания и качества пылевзрывозащитных мероприятий.

22

/ / / / "ч / \ / \

/ / / / / / / \ >Л \ ^ \

/ / /■ / /' / 1 / / \ \ \ \ ч

/ / / / / / /' / / / J / ч \ \ \

/ / / ~ — — ч "ч ч. . ч. '—__ч.

' J/

_— —— __

"о1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Размер частиц, мкм

-24-5 Котанскяя конв. ппрек 52-08 ДГ

-23-5 Полысаевская вент, ппрек 1747 Г

--26-5 Юбилейная вент, штрек 50-12 ГЖ

-----28-5 Анжерская-Южнвя накл конв ствол КО

Рисунок 8 - Плотность распределения пыли для различных марок угля в пробах, отобранных в 500 метрах от забоя

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 21153.0-75. Породы горные. Отбор проб и общие требования к методам физических испытаний. - Режим доступа : http://ohranatruda.ru/

2. ГОСТ Р 52911-2008. Топливо твердое минеральное. Методы определения общей влаги. - Режим доступа : http://ohranatruda.ru/

3. ГОСТ 2093-82. Топливо твердое. Ситовой метод определения гранулометрического состава. -Режим доступа : http://ohranatruda.ru/

THE INVESTIGATION OF SIZE-CONSIST OF THE COAL DEPOSITED COAL DUST WITH DIFFERENT STAGES OF METAMORPHISM D. A. Trubitsyna, D. S. Khludov Results of researches on definition of size-consist of the deposited coal dust are given. Coals with a high coal ranging possess bigger ability to breakage. This implies that small fractions yield in deposited coal dust near the dust emission source and mine roadway network the higher, the higher the degree of coal metamorphism.

Key words: GRADE CONSTITUTION, DISPERSIVITY, DUST FRACTIONS, DUST DEPOSIT, DUST-EXPLOSION PROOFNESS OF MINE OPENING

Трубицына Дарья Анатольевна е-mail: [email protected]

Хлудов Денис Станиславович е-mail: [email protected]