CC BY
8
УДК 622.814 DOI 10.46689/2218-5194-2021-4-1-165-177
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
КОЛЧЕДАННЫХ РУД
Н.А. Митишова
Актуальность проблемы снижения рисков, связанных с самовозгоранием колчеданных руд и взрывами сульфидной пыли, в настоящее время возросла не только в России, но и за рубежом, так как произошли существенные изменения в минерально-сырьевой базе ведущих мировых продуцентов металлов. Окисление сульфидных руд и пород кислородом воздуха является необратимой и характерной экзотермической реакцией, которую следует учитывать при добыче и переработке сульфидсодержащих полезных ископаемых для предотвращения самовозгорания руд и взрывов сульфидной пыли. Приведены разработанные технологические мероприятия и рекомендации, направленные на предотвращение процессов окисления и самовозгорания колчеданных руд и взрывов сульфидной пыли.
Ключевые слова: сульфиды, сера, пыль, окисление, самовозгорание, взрыв, колчеданные месторождения, безопасность, рекомендации.
В 2019 г. был утвержден План мероприятий по реализации Стратегии развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 г. на ближайшие пять лет. План включает мероприятия, нацеленные на повышение геологической изученности территории России и ее континентального шельфа, развитие высоколиквидной минерально-сырьевой базы для развитых и в настоящее время формируемых минерально-сырьевых центров [1].
Колчеданные месторождения являются одними из основных источников извлечения полиметаллического сырья. Они имеют важное экономическое значение для горной промышленности России и являются ценным георесурсом, составляя основу сырьевой базы таких полезных ископаемых, как медь, никель, серебро, платина, золото, цинк и др. Месторождения колчеданных руд представлены медно-цинковыми, свинцово-цинковыми, медно-никелевыми, антимонитовыми и прочими стратиформ-ными геолого-промышленными типами. В настоящее время ведется большой объем поисковых и геологоразведочных работ по выявлению новых запасов медно-цинково-колчеданных и полиметаллических руд в пределах традиционно развитых горнодобывающих регионов [1]. В этой связи ожидается прирост запасов колчеданных месторождений в минерально-сырьевой базе России, что обуславливает необходимость обеспечения безопасного и качественного извлечения ценных компонентов из недр.
Добыча колчеданных руд осложнена наличием в них серы, слагающей сульфидные минералы. В результате этого техногенно измененного состояния руды подвергаются окислению, самовозгоранию, воспламенению и взрыву, что подтверждает практика ведения горных работ [2].
Вопросы обеспечения промышленной безопасности подземной добычи сульфидных руд всегда были частью комплекса задач по комплексному и эффективному освоению недр Земли. Объем извлекаемых горных пород и полезных ископаемых в связи с повышением интенсификации разработки месторождений постоянно увеличивается, что при разработке сульфидных руд связано с увеличением рисков возникновения взрывов сульфидной пыли, и, в свою очередь, требует создания системы мер по предупреждению и, в конечно итоге, исключению этого явления в ходе добычных работ.
В горной промышленности предопределяющим фактором возникновения взрыва пыли и самовозгорания руды является минералогический состав, а именно высокое содержание серы в рудах. Начиная с 20-го века отечественными и зарубежными учеными велась активная работа в ходе разработки месторождений колчеданных руд по изучению взрывчатых свойств сульфидной пыли и процессов окисления сульфидов кислородом воздуха [2 - 6]. Более 100 лет изучались физико-химические свойства колчеданов, термодинамические параметры процессов воспламенения и взрыва аэрозолей сульфидов, горючие и взрывчатые свойства пылей, стадии процесса её воспламенения под действием ударных воздушных волн, процессы окисления сульфидов в массиве горных пород и в техногенно изменённом раздробленном состоянии. Были установлены факторы, сопутствующие развитию этих процессов, а также разработан ряд профилактических мероприятий [2 - 7]. Расширялась теоретическая и лабораторная база исследований, изучены закономерности процессов окисления, возгорания и взрыва сульфидной пыли, накоплены новые знания в области пожаро-взрывобезопасности при разработке месторождений колчеданных руд [8 - 13].
В настоящее время в результате анализа передового опыта, выполнения теоретических, практических и экспериментальных исследований, выполненных с использованием современных методик сбора и обработки информации, накоплен и обобщён новый объем знаний. Получены экспериментальные данные с использованием достоверных и апробированных методов исследований, методик аналитических расчетов и экспериментальных данных, полученных с использованием сертифицированного оборудования, сопоставлены результаты лабораторных и натурных экспериментов с данными практики эксплуатации месторождений. На базе выполненных ранее исследований сформированы технические решения для обеспечения безопасной отработки медно-колчеданных месторождений с учетом технологии ведения горных работ и масштабов отработки.
Этот факт определил необходимость совершенствования требований промышленной безопасности, установленных в нормативно-правовой документации, действующей на территории РФ при ведении подземных горных работ на колчеданных месторождениях.
К изменениям технологических процессов, влияющих на пыле-взрывоопасность сульфидов в подземных условиях, отнесено повышение интенсивности ведения буровых и взрывных работ [14], связанное с:
- произошедшим техническим перевооружением подземных рудников и переходом на применение высокопроизводительного самоходного оборудования и, как следствие, ростом объема добычи и техногенного изменения колчеданов;
- увеличением массы взрываемого ВВ;
- снижением содержания ценных компонентов в руде;
- применением скважин увеличенного диаметра - основная причина роста образования сульфидной пыли;
- повсеместным внедрением мобильного транспорта, ставшим новым источником пыления в подземных условиях.
С учетом сказанного для обеспечения безопасности освоения месторождений, представленных серно-колчеданными, медно-колчедан-ными, медно-цинковыми, антимонитовыми, медно-никелевыми, свинцово-цинковыми и другими сульфидными полиметаллическими, а также золото-серебросодержащими сульфидными рудами, открытым, подземным и комбинированным способами требуются оценка склонности руд и пород разрабатываемого месторождения к окислению и самовозгоранию, инициирующему развитие эндогенных пожаров, учет риска формирования взрывоопасного облака сульфидной пыли и самопроизвольного взрыва ВВ в скважинах при ведении буровзрывных работ.
Современное состояние изученности этих вопросов позволяет сделать вывод о том, что главными факторами, обусловливающими пожаро- и взрывоопасность сульфидов, являются концентрация сульфидной серы в руде, кислотность (рН) рудничных вод, температурный режим окружающей среды и собственно массива горных пород, морфологические и минералогические типы руд и их текстурно-структурные особенности, наличие тектонической нарушенности массива, гидрогеологическая обстановка, технология ведения буровых и взрывных работ, выемки рудной массы, способы управления состоянием массива, система вентиляции подземного рудника [15]. Постоянный мониторинг соответствующих показателей и оперативное управление геотехнологическими, геомеханическими и газодинамическими процессами позволяют снизить вероятность самовоспламенения руд, предвидеть и предотвратить развитие экзогенных процессов, оценить масштабы проблемы и выбрать оптимальные превентивные меры по предотвращению, локализации и ликвидации очага самовозгорания. Как показывает анализ опыта разработки месторождений, борьба с подземны-
ми пожарами является высокозатратным, малоэффективным методом и влечет высокую экологическую нагрузку.
Практика ведения горных работ свидетельствует, что не только на месторождениях с высоким содержанием серы более 35 % возможно возникновение взрывов или вспышек сульфидной пыли при ведении буровзрывных работ, но и при более низком содержании сульфидов, что послужило предметом развития дополнительных исследований в этом направлении.
Для предотвращения воспламенения сульфидной пыли под действием ударной воздушной волны целесообразно воспользоваться её свойством терять способность к возгоранию пыли при увлажнении ее более чем на 9 % масс. [16]. Поэтому основным мероприятием, направленным на предотвращение взрывов сульфидной пыли, является увлажнение стенок и кровли выработки в зоне ведения буровзрывных работ.
Для разработки мероприятий по снижению риска возникновения взрывов сульфидной пыли была изучена зависимость расстояния орошения призабойной зоны при ведении буровых и взрывных работ.
Полученные данные о характере перераспределения содержания серы в сульфидных рудах и породах в зависимости от класса крупности влияют на пылевзрывобезопасность технологических процессов. Данный факт требует принятия технологических решений, учитывающих вновь полученные знания. На основании данных о изменении содержания серы в различных классах крупности сульфидной пыли [14] при определении длины орошения горных выработок предложен поправочный коэффициент к5 - коэффициент неоднородности содержания серы в руде, который учитывает класс крупности пылевых частиц. Численно этот коэффициент выражается наибольшим относительным изменением содержания серы по результатам геолого-минералогической оценки.
Коллективом авторов [17] предложено определять протяженность зоны орошения призабойной зоны при ведении взрывных работ Х. Предложенный метод расчета учитывает ряд физико-механических параметров, однако представляется целесообразным ввести в него коэффициент к5.
Рассмотрим граничное условие возникновения взрыва в выработке, а именно достижение скачка давления на фронте ударновоздушной волны (УВВ) АР критической величины АРкрит :
-^-=1. (1)
АР
крит
Известно, что величина критического скачка давления во фронте УВВ, при котором возможно возгорание колчеданной пыли под действием УВВ, АРкрит составляет 0,4 МПа [17]. Таким образом, если при ведении
взрывных работ произойдет взрыв сульфидной пыли, то произойдет воз-
растание давления во фронте УВВ на величину 0, по сравнению со взрывом ВВ без взрыва сульфидной пыли:
0 =
/1 + /2-
(2)
где - удельный импульс УВВ от взрыва заряда ВВ; /2 - удельный импульс УВВ от взрыва сульфидной пыли, выбрасываемой в выработку при взрыве соответственно, кг/(м-с).
На основании (1), с учетом АР получено уравнение для определения расстояния от места взрывных работ до рассматриваемого места X возникновения взрыва:
\
1 + к ПЫЛ ( кГОР + kS )
1 + СКВ
Л2
а
1
■'м
ч
У
■С
-1 Яв
а.
АММ
7,25
пМ г
-1,9,
пМ
СКВ
\ Г
ехр
у
Р ВВ п0в
вх
V
а
= 1.
(3)
ВЫР
„ГОР - коэффициент полно- коэффициент распределения содержа-
8Х V SX
где кПЫЛ - коэффициент пыления, характеризующий долю пылевых частиц (до 300 мкм) в массе пород зоны измельчения; кт ты сгорания пылевых частиц; ния серы в руде в зависимости от класса крупности пылевых частиц; 5СКВ - толщина слоя зоны измельчения вокруг скважины, м; аскВ - диаметр взрывной скважины, м; рМ - плотность сульфидосодержащей породы, кг/м3; рВВ - плотность заряжания ВВ, кг/м3; ч - удельная теплота горения сульфидной пыли, Дж/кг; п - массовая доля ВВ, идущая на образование УВВ; авв - удельная теплота взрыва ВВ, Дж/кг; £ - общий коэффициент сопротивления движению УВВ на участке Х; ЯАММ - удельная теплота взрыва аммонита 6ЖВ, Дж/кг; МВВ - масса взрываемого ВВ, кг; S - площадь сечения выработки, м ; X - расстояние от места ведения взрывных работ до рассматриваемого места, м; в - коэффициент шероховатости стенок выработки; авыр - условный диаметр выработки,
аВЫР
4S
п
м.
Коэффициент шероховатости в составляет: 0,02 - для незакрепленных выработок, пройденных по простиранию и вкрест простирания по падению пород, и выработок, закрепленных торкрет-бетоном; 0,03 - для выработок, закрепленных неполной крепежной рамой; 0,04 - для незакрепленных выработок, пройденных вкрест простирания при обратном падении пород, и выработок, закрепленных арочной крепью [17].
X
Уравнение (3) подтверждает необходимость уточнения безопасного расстояния от забоя, на которое необходимо орошение водой поверхности выработки в призабойной зоне с учетом характера воздействия технологических процессов на массив сульфидных руд. Внесение поправочного коэффициента к5 позволяет учесть новые знания о перераспределении серы в различных классах крупности пыли для предотвращения взрывов сульфидной пыли.
Поскольку не представляется возможным выразить X из уравнения (3) в явном виде, решим его методом последовательного приближения. Для решения рассматриваемого уравнения численными методом разработана программа для ЭВМ. При помощи разработанной программы, а также с учетом коэффициента к5 было установлено, что при ведении взрывных работ по серно-колчеданным породам месторождения Новый Сибай с учетом наибольшего относительного изменения содержания серы 15,54 % при заданных параметрах (МВВ = 850 кг; dСКВ = 0,89 м; 5СКВ = 0,04 м; р ВВ = 900
кг/м3; рм = 4000 кг/м3; 5 = 15,3 м2; „=0,1; ^ = 4,4 МДж/кг; а^ = 4,1 МДж/кг; д = 7 МДж/кг; кПЬ1Л =0,1; кгОР =0,3; к5 = 0,1554; р = 0,04; С = 1) необходимо выполнять орошение призабойной зоны на расстоянии не менее 52 м, что превышает нормативное значение «Инструкции...» [16] в 1,7 раза.
Для удобства практического использования представленных выше расчетных зависимостей в условиях разработки месторождения Новый Сибай при ведении горных работ по серно-колчеданным породам на рис. 1 представлены графические зависимости для определения протяженности участков выработок, подлежащих орошению, для безопасного мгновенного взрывания скважинных зарядов массой 200, 400, 600, 800 и 1000 кг, при площади сечения выработки 10, 16, 20 м и с учетом коэффициента шероховатости стенок выработок.
Анализ полученных данных, отраженных на рисунке, показал, что при взрывании скважинных зарядов с массой до 200 кг дополнительной обработки стенок и кровли выработок не требуется. Достаточно стандартной обработки выработок - орошение водой на расстоянии 30 м от места взрыва.
При взрывании скважинных зарядов с массой 400 кг дополнительное орошение стен и кровли выработок требуется только для выработок с площадью сечения менее 16 м2.
При ведении взрывных работ в выработке, площадью сечения 20 м2 достаточно орошение зоны на расстоянии 30 м от места взрыва. При взрывании скважинных зарядов с массой 600...1000 кг дополнительное орошение стен и кровли выработок требуется для всех рассмотренных сечений.
а
100
s
л а.
0
200 400 600 800 1000
Масса заряда, кг Мвв, кг
б
200 400 600 800 1000
Масса заряда, кг Мвв, кг
в
Длина орошаемого участка выработки при взрывании скважинных зарядов при площади сечения выработок, м :
10 (а), 16 (б), 20 (в)
На основании формулы (3) и определения длины орошаемого участка выработки в зависимости от массы заряда ВВ МВВ, площади сечения выработки S и коэффициента шероховатости стенок выработки ß, приведенных на рисунке а - в, методом множественного нелинейного ре-
грессионного анализа получена логарифмическая зависимость для определения зоны орошения выработки перед проведением взрывных работ: 1ор = 28,95 • 1п (МВВ) -16,26 • 1п (в) - 24,66 • 1п (8СЕЧ) + 8,72 • 1п (к3) -121,4, (4)
где МВВ - масса взрываемого ВВ, кг; в - коэффициент шероховатости
стенок выработки; £ - площадь сечения выработки, м ; к8 - коэффициент
распределения содержания серы в руде в различных классах крупности пылевых частиц.
В формуле (4) отражены ключевые переменные параметры, определяющие расстояние орошения призабойной зоны. Логарифмическая зависимость (4) справедлива для условий, когда диаметр скважин dСFВ¡ не превышает 0,89 м, для прочих параметров рекомендуется применять усредненные и справочные значения: 5СКВ = 0,04 м; рВВ = 900 кг/м ; рМ =
4000 кг/м3; п =0,1; Овв = 4,4 МДж/кг; = 4,1 МДж/кг; д = 7 МДж/кг;
кПЫЛ =0,1; кгОР =0,3; С = 1-
Дополнительно для повышения надежности профилактических работ по орошению призабойного пространства целесообразно предпринять меры, увеличивающие продолжительность нахождения (удержания) влаги в смоченном пылевом слое, покрывающем стенки и кровлю выработки. Например, для этого может быть использован водный раствор неорганических солей, способных к гидратации, либо известь. Для повышения безопасности ведения подземных горных работ при разработке сульфидных месторождений целесообразно отказаться от технологических решений, характеризующихся повышенным пылеообразованием.
Накопленная база новых теоретических, практических и экспериментальных исследований, выполненных с использованием современных методик сбора и обработки информации, анализа состояния проблемы на горнодобывающих предприятиях, позволяет при разработке базовых технологических рекомендаций, отвечающих современному состоянию горнодобывающих предприятий по фактору пылезврывобезопасности колчеданных руд, сделать следующие выводы.
1. Выбор технологических решений следует предварять оценкой текстурно-структурных особенностей строения колчеданных руд и пород и изучением термической активности пылевых частиц различных классов крупности согласно программе-методике, представленной в [14].
Учитывая практику ведения горных работ, которая свидетельствует, что на месторождениях с содержанием серы менее 35 % обозначена тенденция возникновения взрывов или вспышек сульфидной пыли, при ведении буровзрывных работ критерием оценки склонности сульфидных руд к самовозгоранию и взрывоопасности сульфидной пыли является химический состав руд и пород месторождения:
- при содержании сульфидной серы в рудах и породах месторождения менее 12 % они относятся к не склонным к самовозгоранию и взрыво-опасности сульфидной пыли;
- при содержании серы 12.18 % необходимо при проектировании разработки и эксплуатации месторождения оценивать риск самовозгорания руд, пород и взрывоопасность пыли с учетом горно-геологических и горнотехнических условий месторождения;
- при содержании сульфидной серы свыше 18 % на стадии проектирования требуется получить заключение научной организации, имеющей аккредитованную лабораторию, о склонности руд и пород к окислению и самовозгоранию, инициирующему развитие эндогенных пожаров, и риске формирования взрывоопасного облака сульфидной пыли и самопроизвольного взрыва ВВ при ведении буровзрывных работ;
- при содержании сульфидной серы свыше 35 % требуется в проекте на освоение и при эксплуатации месторождения обеспечить разработку комплекса превентивных мероприятий по предотвращению самовозгорания сульфидных руд и взрывчатости сульфидной пыли и минимизации риска аварий вследствие проявления этих опасностей.
2. Исследование параметров пожаро-, взрывоопасности сульфидных руд и пород с содержанием серы свыше 18 % должно предусматривать определение инкубационного периода самовозгорания, температуры вспышки сульфидной пыли от нагреваемой поверхности, параметров взрываемости с учетом конкретных горно-геологических и горнотехнических условий разработки, совместимости применяемых ВВ с сульфидными рудами и породами.
При разработке месторождений колчеданных руд с содержанием серы менее 18 % необходимо проводить контроль содержания сульфидной серы в массиве горных пород. При переходе на участки с повышенным содержанием сульфидов необходимо повторно провести оценку взрывоопас-ности пыли, формирующейся в ходе подземных горных работ, и при необходимости следует увеличивать расстояние орошения призабойного пространства и разработать специальные профилактические мероприятия по предотвращению взрыва сульфидной пыли при ведении буровзрывных работ.
3. Оценка склонности к взрывоопасности сульфидной пыли, образующейся в ходе основных технологических процессов, к окислению и самовозгоранию колчеданных руд и пород должна осуществляться с учетом особенностей геологических характеристик месторождений, структурно-текстурного строения минералов, масштабов и технологии горных работ.
4. При оценке склонности к самовозгоранию сульфидов и взрыво-опасности сульфидной пыли при разработке месторождений с содержанием серы более 18 %, заключение специализированной организации, должно содержать:
- оценку взрывоопасности пыли сульфидных руд и вмещающих пород в соответствии с количеством сортов/типов, представленных на месторождении колчеданных руд и пород;
- обоснование взрывобезопасности производства буровзрывных работ;
- технологические мероприятия, предотвращающие взрывоопас-ность с учетом видов применяемых ВВ и средств взрывания, масштабов и технологии ведения подготовительно-нарезных и очистных работ;
- оценку склонности техногенно нарушенных сульфидных руд и вмещающих пород, представленных на месторождении, к самовозгоранию и развитию окислительных процессов;
- технологические мероприятия, предотвращающие развитие окислительных процессов в техногенно нарушенном и разрушенном массиве колчеданных руд и пород.
На основании заключения специализированной организации на базе проведения экспериментальных исследований условий пожаро- и взрыво-опасности сульфидов и оценки риска развития опасных сценариев должен быть разработан комплекс мероприятий для предотвращения риска самовозгорания сульфидов и воспламенения сульфидной пыли.
5. При содержании в породах месторождения серы свыше 18 % рекомендуется ограничить применение систем разработки с принудительным обрушением и самообрушением в пользу систем разработки с твердеющей закладкой; сократить массу единовременно взрываемых ВВ; ограничить применение проходки восстающих выработок методом VCR и бурение скважин большого диаметра, а в случае их использования разработать комплекс мер по борьбе с формированием взрывоопасного облака сульфидной пыли.
6. При открытой разработке месторождений сульфидных руд с содержанием сульфидной серы свыше 35 % запрещено формирование внешних и внутренних рудных и породных отвалов в сплошном порядке.
7. При содержании сульфидной серы 18...35 % при проектировании отвалообразования должен быть оценен риск развития окислительных процессов, пожаров в овальной массе и определены меры, направленные на мониторинг развития окислительных процессов и ликвидации очагов горения.
Список литературы
1. Государственный доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов РФ в 2019 году. М., 2019. 494 с.
2. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. М.: Горное дело, ООО «Киммерийский центр». 2011 (перераб. и дополнено). 375 с.
3. Физические основы самовозгорания угля и руд / В.С. Веселов-ский [и др.]. М.: Наука, 1972. 148 с
4. Огиевский В.М., Шапатин В.А. О воспламеняемости сульфидной пыли при разработке колчеданных руд // Цветные металлы. 1934. №8. С.27-34.
5. Bent H.C. Fire prevention at Noranda // Mines Canading Mining Journal. 1957. №9.
6. Safety management of underground combustible sulphide dust // Guideline. Department of Industry and Resources. MOSHAB Approved. December 1997. Document № ZMI578XC, Australia
7. Visualization and analysis of mapping knowledge domains for spontaneous combustion studies / H. Liu [etc.] // Fuel. 2020. V. 262. Article 116598. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116598.
8. Explosion Pressure and Minimum Explosible Concentration Properties of Metal Sulfide Ore Dust Clouds / Y. Z. Rao [etc.] // Journal of Chemistry V. 2020, Article ID 7980403. https://doi.org/10.1155/2020/7980403.
9. Visualization and analysis of mapping knowledge domain of oxidation studies of sulfide ores / R. Hong [etc.] // Environmental Science and Pollution Research. 2020. V. 27. Р. 5809-5824. https://doi.org/10.1007/s11356-019-07226-z.
10. Параманов Г.П. Предупреждение взрывов сульфидной пыли на колчеданных рудниках. СПб.: СПГГИ, 1999. 130 с.
11. Горинов С.А., Маслов И.Ю. Особенности применения аммиач-но-селитренных взрывчатых веществ в сульфидсодержащих горных породах // ГИАБ. 2017. №12. (Спец. Вып. 33). 24 с.
12. Тетерев Н.А., Ермолаев А.И., Кузнецов А.М. Взрывы сульфидной пыли // ГИАБ. 2018. №12. (Спец. Вып. 63). 20 с.
13. Матвиенко Н.Г., Воронюк А.С Основы обеспечения безопасности освоения газоносных и склонных к самовозгоранию рудных месторождений // ГИАБ. 2012. №ОВ1. С. 160-171.
14. Rylnikova M., Fedotenko V., Mitishova N. Influence of structural and textural features of ores and rocks on mine dust explosion hazard during development of pyrite deposits // E3S Web Conf. VIII International Scientific Conference "Problems of Complex Development of Georesources". 192, 03017 (2020). DOI: 10.1051/e3sconf/202019203017.
15. Борисков Ф.Ф., Аленичев В.М. Разработка ресурсосберегающих геотехнологий на основе использования адекватной информации о природных сульфидных месторождениях и техногенных образованиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. №10. С. 256-262.
16. Инструкция по предупреждению взрывов сульфидной пыли на подземных рудниках, разрабатывающих пиритсодержащие колчеданные руды / Госпроматомнадзором СССР, 1991 г.
17. Горинов С.А., Маслов И.Ю. Возгорание пылевоздушных смесей под действием ударных воздушных волн при подземной добыче колчеданных руд // ГИАБ. 2017. №12. (Спец. Вып. 33). 24 с.
Митишова Наталия Александровна, канд. техн. наук, науч. сотруд., geo-science@mail.ru, Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В.Мельникова Российской академии наук
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGICAL RECOMMENDA TIONS FOR
ENSURING FIRE AND EXPLOSION SAFETY DURING UNDERGROUND DEVELOPMENT OF PYRITE ORE DEPOSITS
N.A. Mitishova
The urgency of the problem of reducing the risks associated with spontaneous combustion of coal ores and sulfide dust explosions has now increased not only in Russia, but also abroad, as there have been significant changes in the mineral resource base of the world's leading metal producers. The oxidation of sulfide ores and rocks with air oxygen is an irreversible and characteristic exothermic reaction that should be taken into account during the extraction and processing of sulfide-containing minerals to prevent spontaneous combustion of ores and explosions of sulfide dust. The article presents the developed technological measures and recommendations aimed at preventing the processes of oxidation and spontaneous combustion of coal ores and sulfide dust explosions.
Key words: sulfides, sulfur, dust, oxidation, spontaneous combustion, explosion, pyrite deposits, safety, recommendations
Mitishova Natalia Alexandrovna, candidate of technical sciences, research associate, geo-science@mail.ru, Russia, Moscow, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences
Reference
1. State report on the state and use of mineral resources of the Russian Federation in 2019. Moscow: 2019. 494 p.
2. Skochinsky A.A., Ogievsky V.M. Mine fires // Moscow: Mining, LLC "Cimmerian Center". 2011 (reprint and supplemented). 375 p.
3. , Vinogradova L.N., Orleanskaya G.N., etc. Physical bases of spontaneous combustion of coal and ores / V.S. Veselovsky [et al.]. M.: Nauka. 1972. 148 s
4. Ogievsky V.M., Shapatin V.A. On the flammability of sulfide dust in the development of pyrite ores // Non-ferrous metals. 1934. No. 8. pp.27-34.
5. Bent H.C. Fire prevention at Noranda // Mines Canading Mining Journal. 1957.
№9.
6. Safety management of underground combustible sulphide dust // Guideline. Department of Industry and Resources. MOSHAB Approved. December 1997. Document № ZMI578XC, Australia
7. Visualization and analysis of mapping knowledge domains for spontaneous combustion studies / H. Liu [etc.] // Fuel. 2020. V. 262. Article 116598. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116598.
8. Explosion Pressure and Minimum Explosible Concentration Properties of Metal Sulfide Ore Dust Clouds / Y. Z. Rao [etc.] // V. Journal of Chemistry 2020, Article ID 7980403. https://doi.org/10.1155/2020/7980403.
9. Visualization and analysis of mapping knowledge domain of oxidation studies of sulfide ores / R. Hong [etc.] // Environmental Science and Pollution Research. 2020. V. 27. R. 5809-5824. https://doi.org/10.1007/s11356-019-07226-z.
10. Paramonov G. P. the Prevention of dust explosions sulfide in sulfide mines. SPb.: Spggi, 1999. 130 p.
11. Gorinov S.A., Maslov I.Yu. Features of the use of ammonium nitrate explosives in sulfide-containing rocks // GIAB. 2017. No. 12. (Spec. Issue 33). 24 p.
12. Teterev N.A., Ermolaev A.I., Kuznetsov A.M. Explosions of sulfide dust // GIAB. 2018. No. 12. (Special Issue 63). 20 p .
13. Matvienko N.G., Voronyuk A.C. Fundamentals of ensuring the safety of the development of gas-bearing and self-igniting ore deposits // GIAB. 2012. № OV1. pp. 160-171.
14. Rylnikova M., Fedotenko V., Mitishova N. Influence of structural and textural features of ores and rocks on mine dust explosion hazard during development of pyrite deposits // E3S Web Conf. VIII International Scientific Conference "Problems of Complex Development of Georesources". 192, 03017 (2020). DOI: 10.1051/e3sconf/202019203017.
15. Boriskov F.F., Alenichev V.M. Development of resource-saving geotechnologies based on the use of adequate information about natural sulfide deposits and technogenic formations // Mining information and analytical Bulletin. 2015. No. 10. pp. 256-262.
16. Instructions for the prevention of sulfide dust explosions at underground mines developing pyrite-containing pyrite ores / Gospromatomnadzor of the USSR, 1991
17. Gorinov S.A., Maslov I.Yu. Ignition of dust-air mixtures under the action of shock air waves during underground mining of pyrite ores // GIAB. 2017. No. 12. (Spec. Issue 33). 24 p.
