научный журнал «Актуальные исследования» #45 (72), ноябрь '21

Исследование коллоидных процессов дисперсных систем при пожарах в угольных шахтах

В статье рассматриваются тесные взаимосвязи современного трактования основ коллоидной химии с пожарной профилактикой и пожарной опасностью во время работы угольных шахт, схемы получения, а также значение дисперсных размеров частиц на организм человека. Показаны статистические данные по истинным значениям дисперсных частиц – пыли; наглядно представлены вредные производственные факторы в угольной промышленности.

Аннотация статьи
безопасность
шахта
фаза
дисперсная система
частица
пожар
аэрозоль
уголь
травматизм
смесь
размер
Ключевые слова

Введение. Известно, что пожары на угольных шахтах характеризуются высокой скоростью распространения пламени, достижением высоких значений температур внутри объема с первых минут и возможностью взрывов, как газопаровоздушных смесей, так и оборудования под давлением испытывающего тепловое воздействие. Уголь, как один из энергетических видов топлива для сектора нашего производства, несет с собой и много вопросов, касающихся, в первую очередь, пожарной опасности, регулярно возникающей в забоях шахт во время непрерывной добычи полезного ископаемого.

Угольные шахты – это очень травмоопасная отрасль, в которой даже одна небольшая ошибка или халатность должностного лица по несоблюдению правил пожарной безопасности влечет за собой большие потери, в первую очередь, и человеческие жертвы. На рис. 1 приведены статистические данные вредных производственных факторов в угольной промышленности за 2017 – 2019 годы [1, 2].

Рис. 1. Удельный вес работников, занятых под воздействием вредных производственных факторов в угольной промышленности за 2017-2019 гг. [1]

Основная часть. В наше современное время наука и практика во многих отраслях промышленности шагнула довольно далеко вперед, уверенно шагая в ногу со временем и всевозможные приборы и оборудование, позволяющее своевременно выявлять и предотвращать опасные и особо опасные случаи нарушения правил пожарной безопасности.

Угольная промышленность затрагивает самые важные и самые точные

моменты разработки направлений техники безопасности, и тесно связанные точные предметы, одним из которых и является коллоидная химия. Она дает точное представление, как с помощью приборов и методов возможно качественно и количественно определить различные концентрации газовых, газовоздушных и других веществ, находящимся в воздухе во время выработки шахты. На рис. 2 и 3 показана общая схема получения и классификация дисперсных систем с указанием истинных размеров исследуемых частиц [3].

Рис. 2. Схема получения дисперсных систем [3]

Рис. 3. Классификация способов получения дисперсных систем, где: Ж – жидкая фаза, Г – газообразная фаза, Т – твердая фаза [2]

Под землей, в угольных шахтах чаще всего встречаются смешанные виды коллоидных процессов – дисперсных систем – в виде смешанных аэрозолей (рис. 4). При этом дисперсная фаза последних содержит частицы, образующиеся как в результате измельчения, так и в процессе конденсации.

Рис. 4. Этапы жизни дисперсной системы: где А – аэрозоль; 1,6 – перемещение аэрозольных частиц; 2,5 – образование аэрозольных частиц путем диспергирования и конденсацией; 3,4 – агрегирование (коагуляция) и дезагрегирование частиц дисперсной фазы; 7,8 – отток и приток частиц [4]

Стоит отметить, что для разных стран существуют свои определенные нормы и пределы сравнения концентраций химических веществ. Для более удобного способа сравнения в виде таблицы представлены следующие данные, разбитые на 3 вида характеристик стран и организаций, а именно: Российской Федерации, Евросоюза и Всемирной организации здравоохранения (см. табл. 1).

Таблица 1

Сопоставление нормируемых параметров воздуха для взвешенных веществ для России, Евросоюза и Всемирной организации здравоохранения

Типичные размеры частиц некоторых аэрозолей приведены в табл. 2

Таблица 2

Истинные размеры частиц коллоидных частиц – аэрозолей

Соответственно, развитие пожаров под землей, во время выработки угля и нахождения там большого количества горняков, уже с первых минут достигает максимальных показателей и поддерживается во времени соответственно на этом уровне. Начинаются такие пожары как правило со взрыва, или взрыв происходит в процессе пожара [5].

Заключение. Таким образом, можно сделать вывод о том, что эффективность борьбы с пожарами на угольных шахтах в значительной степени зависит от соблюдения правил пожарной безопасности, своевременного реагирования на превышающие концентрации вредных веществ в воздухе, а также качества огнетушащих веществ и эффективности технологий их применения. Каждое из огнетушащих веществ имеет определенные, присущие ей, физико-химические. свойства, обусловливающие соответствующий механизм прекращения горения газа или газовоздушной смеси, а следовательно, область применения. При этом конечный результат применения огнетушащего вещества определяют такие факторы как:

  • охлаждение,
  • ингибирование реакций горения,
  • изолирование, разведение окислительной газовой среды или их комбинация [1].
Текст статьи
  1. Болбат И.Е., Лебедев В.И., Трофимов В.А. Аварийные вентиляционные режимы в угольных шахтах. – М.: Недра, 2019. – 208 с.
  2. Зарецкий А.Д. Менеджмент пожарной безопасности технологических процессов: учебное пособие. Краснодар: КСЭИ, 2018. – 278 с.
  3. Король А.А. Расходно-временные параметры дистанционного тушения подземных пожаров огнетушащим порошком // Сб. науч. тр. - Кемерово, 2017. - С. 30-39.
  4. Методика оценки экономической эффективности внедрения на шахтах и в подразделениях ВГСЧ новой горноспасательной техники и нормативно-методической документации - М., 2016. - 27 с.
  5. Ликвидация аварий в угольных шахтах. Теория и практика / В.В. Радченко, С.Н. Смоланов, Г.Н. Алейникова и др.; Под общ.ред. Г.Н. Алейниковой. – К: «Техника»,2016. – 320 с.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 04 декабря по 10 декабря
Осталось 2 дня до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
14 декабря
Загрузка в eLibrary
14 декабря
Рассылка печатных экземпляров
22 декабря