CC BY
269
-------^
^--------
------------------------------------ © С.Е. Федорова, 2005
УДК 622.4.012 С.Е. Федорова
ТЕХНОЛОГИИ СКЛАДИРОВАНИЯ УГЛЯ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ
щ и ожары, возникающие вследствие самовозгорания угля,
И создают опасные условия для человека, обусловливают потери полезного ископаемого, приводят к большим материальным затратам на тушение пожара и перемещение, охлаждение и изоляцию разогретых масс угля. Развивающиеся при самонагревании и самовозгорании угля окислительные процессы сопровождаются выделением большого количества вредных газов - СО, СО2 и др., которые ухудшают атмосферу рабочих мест. Вследствие горения породных отвалов содержание окиси углерода, сернистого ангидрида и сероводорода на расстоянии до 2 км от отвалов превышает допустимые санитарные нормы. В результате самовозгорания безвозвратно теряется большое количество добытого угля, как на угольном складе разреза, так и у потребителей.
На основе выполненных нами теоретических, лабораторных и натурных исследований влияния физико-химических факторов на процесс самовозгорания углей при знакопеременных температурах получено научное обоснование выбора эффективных способов и средств предупреждения самовозгорания углей в условиях криоли-тозоны, что вносит значительный вклад в повышение пожарной и промышленной безопасности на перспективных угольных предприятиях Севера страны.
В нашей стране и за рубежом наряду с применением различных средств торможения процесса окисления угля для профилактики эндогенных пожаров имеет весьма важное значение правильно выбранная технология складирования угля. Складирование угля целесообразно производить в холодное время года, когда уголь находится в мерзлом состоянии, в таком случае отрицательная температура внутри склада сохранится на длительное время и будет
тормозить протекание окислительных процессов. Как показали лабораторные опыты, при низких температурах химическая активность углей весьма незначительна.
Общая высота штабеля, по опыту центральных областей страны, не должна превышать 10-15 м. Более рационально ориентировать штабеля длинной стороной в сторону господствующих ветров и обеспечить наименьший угол откоса для улучшения аэродинамических параметров штабеля. Уменьшение угла откоса от 37 до 25о снижает пожароопасность в 1,42 раза. Уплотнение складируемого угля катками или бульдозером снижает воздухопроницаемость и пористость скопления, что удлиняет инкубационный период за счет сохранения первоначальной низкой температуры угля. При длительном хранении целесообразно применение ингибирующих растворов, применения различных изолирующих покрытий (пена, теплоизоляционные и воздухонепроницаемые пленки, послойная изоляция льдом и другими материалами).
Нами испытано влияние антипирогенных составов на химическую активность бурых углей кангаласского месторождения по сорбционному методу ИГД им. А.А.Скочинского. Исследование заключалось в том, что в уголь добавлялось определенное количество антипирогенов и проводился опыт по изменению сорбционной активности угля. Проведено около 80 испытаний. Пробы угля доставлялись в специальной упаковке, сохраняющей качество. Выбор составов был определен в основном из наличия их в Якутии, т.к. специальный завоз извне экономически не всегда оправдан. Из исследованных составов наибольший эффект снижения (на 27 %) показателя химической активности имеет состав диаммоний фосфата (ЫН4)2НРО4, в концентрации 20 % с добавкой пенообразователя ПО-1 в концентрации 1 %. Данный состав имеется в наличии в организациях г. Якутска и районах республики - потребителях угля и может быть рекомендован для профилактики самовозгорания углей.
Использование антипирогенов обычно практикуется для небольших скоплений угля объемом до 1000 м3. В связи с этим данный метод наиболее целесообразно рекомендовать для потребителей угля в районах республики при длительном хранении. Нагнетание антипирогенного состава осуществляется насосом с помощью перфорированных труб длиной 1-2 м и внедряемых через 2-3 м. Расход антипирогена - 10-20 л/м3. При необходимости (вымыва-
ние дождем раствора, длительный срок хранения и др.) производится повторная обработка.
С целью исключения самовозгорания углей при длительном хранении предлагается способ хранения в специально сооружаемых траншеях (рис. 1).
Предлагаемый способ профилактики может быть рекомендован для применения, как на территории угольного разреза, так и потребителями в районах республики. Для условий многолетней мерзлоты способ имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что уголь в траншее будет сохранять первоначальную отрицательную температуру в течение длительного времени в результате его контакта с мерзлыми бортами и подошвой траншеи и из-за отсутствия доступа воздуха и солнечной радиации. Складирование угля в траншею целесообразно производить в холодное время, что позволит значительно удлинить срок хранения, который может достигать нескольких лет. Размеры и форма траншей зависят от местных условий, объемов и сроков хранения угля,
средств погрузки и т.д. При этом важно, чтобы высота угольного скопления не превышала верхнюю бровку траншеи для уменьшения разогрева угля солнечными лучами. Размеры траншей определяются соображениями удобства их сооружения и эксплуатации. Более эффективны траншеи, глубина которых превышает глубину максимального сезонного протаивания (более 2 м).
Наряду с практически полным исключением потерь угля, обусловленных окислением, траншейный метод хранения имеет и другие преимущества:
1) упрощение и удешевление складирования угля;
2) возможность загрузки свежего угля на выровненный слой угля;
3) возможность смешения разных марок и классов угля без самовозгорания;
4) за счет неограниченного периода хранения и, учитывая изложенное в пунктах 1-3, возможность использования объема траншеи главным образом в качестве резерва при работе котлоагрега-тов в основном «с колес». Это может дать существенную экономию за счет уменьшения затрат на переработку угля на складе;
5) уменьшение потерь хранящегося угля за счет уноса ветром;
6) улучшение санитарно-гигиенического состояния угольного склада;
7) автоматичность мер, обеспечивающих сохранность угля, что имеет преимущество по сравнению с методами нанесения изолирующих покрытий на штабели, применения ингибиторов и др.
Из изложенного следует, что широкое использование траншейного метода может явиться радикальным решением проблемы борьбы с самовозгоранием углей при хранении их на складах.
На рис. 2 нами предлагается как разновидность траншейного способа размещение угольного склада на территории разреза в контакте с породным отвалом со стороны господствующего ветра. Такое расположение склада предотвратит поступление воздуха в скопление с наиболее опасного направления, что замедлит развитие окислительного процесса. Для сохранения мерзлого состояния угля складирование целесообразно проводить в холодное время года. Данная схема предлагается для экскаваторного способа погрузки угля потребителям.
Рис. 2. Схема хранения угля на разрезе
Преимущество данного варианта заключается в том, что используются уже имеющиеся площади без сооружения специальных траншей для хранения угля, что экономически более выгодно. При формировании внешних породных отвалов можно заранее им придать необходимые формы и размеры для после-
Для использования в течение длительного времени борта и днище траншей могут быть укреплены известными способами (бетон, дерево, металлические листы и др.). В траншеях уголь может сохраняться в течение нескольких лет без потери качества. В качестве дополнительной меры может быть использовано покрытие поверхности угля изолирующими составами.
Известен способ защиты штабелей твердых полезных ископаемых от самонагревания и самовозгорания, включающий размещение полезного ископаемого на основании штабеля последовательно слоями, между которыми размещают защитную прослойку. Недостатком способа является невозможность сохранения целостности защитной прослойки при складировании кусковатого, с острыми гранями кусков, полезного ископаемого, особенно в зимнее время.
дующего размещения угольного склада.
Рис 3. Способ изоляции штабеля: 1 - основание штабеля; 2 - угольный слой; 3 -автосамосвал; 4 - дождевая установка; 5 - защитная прослойка.
С учетом специфики Севера нами предлагается способ хранения штабеля угля путем создания защитной прослойки толщиной 10-15 см изо льда посредством распыления воды через среду холодного атмосферного воздуха.
Мощность верхнего охватывающего слоя полезного ископаемого, принимаемая не менее глубины максимального сезонного протаивания в данном регионе, дает возможность хранить полезное
ископаемое в штабеле более одного года, исключая самовозгорание полезного ископаемого внутри слоев.
Способ формирования штабеля показан на рис. 3, а - процесс формирования первого слоя, б - создание защитной прослойки из пористого льда, в - формирование второго угольного слоя, г - поперечный разрез штабеля угля.
Преимуществами данного способа являются простота формирования штабеля угля, минимальные физические и материальные затраты на создание защитной прослойки, исключение самонагревания и самовозгорания угля, снижение запыленности при отгрузке угля, отсутствие сноса угольной пыли с поверхности штабеля.
— Коротко об авторах -------------------------------
Федорова С.Е. - Якутский государственный университет.
---------------------------------------------------- НОВИНКИ
ИЗДАТЕЛЬСТВА МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
Квагинидзе В. С., Петров В. Ф., Сулейманова Т.А Безопасность труда на горно-рудных предприятиях Южной Якутии. — М: Издательство Московского государственного горного университета, 2003. — 358 с.: ил. 13ВН 5-7418-0272-9 (в жр.)
Дан анализ состояния производственного травматизма, рассмотрены условия работы горно-добывающих предприятий в условиях Крайнего Севера, особенности соблюдения требований и правил техники безопасности. Приведены результаты исследования производственного травматизма непосредственно в старательских артелях Южной Якутии и разработанный на их базе классификатор коренных причин возникновения несчастных случаев. Представленная методика анализа производственного травматизма позволяет организовать целевой поиск рациональных решений по соблюдению условий безопасного труда, снижению производственного травматизма и повышению эффективности производства.
Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся безопасностью труда на горно-добывающих предприятиях.
Табл. 15, ил. 12, список лит. — 61 назв.
УДК 621.3 ББК ЗЗн
