автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Повышение пылевзрывобезопасности при разработке угольных пластов путем термовлажностной химреагентной обработки угольного массива

На правах рукописи УДК 622.4:622.807

ПРОКОПОВИЧ Алексей Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ ПЫЛЕВЗРЬШОБЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПУТЕМ ТЕРМОВЛАЖНОСТНОЙ ХИМРЕАГЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНОГО МАССИВА

Специальность 05.26.03 - «Пожарная и промышленная безопасность» (в горной промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03470800

Москва 2009

003470800

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный

университет»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

СКОПИНЦЕВА Ольга Васильевна

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор ТЕРЕНТЬЕВ Борис Дмитриевич

кандидат технических наук БЕ ЛИН Алексей Владимирович

Ведущая организация

ФГУП «ННЦ ГП - Институт горного дела им. А.А. Скочинского»

Защита диссертации состоится « / 2009 г. в ^/час.

мин. на заседании диссертационного совета Д-212.128.06 в Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский пр., 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан «.......» мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор технических наук

КОРОЛЕВА

Валентина

Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Интенсификация производственных процессов добычи угля и концентрация горных работ сопровождаются ростом пылёобразовалия и пылевыделения в шахтную атмосферу. В настоящее время Кузнецкий бассейн является основным поставщиком угля в России. Уровень травматизма и профессиональной заболеваемости в Кузбассе в течение последних нескольких десятков лет остается превышающим средний показатель по Российской Федерации более чем в 2 раза. В Кузбассе ежегодно происходит в среднем до 11 случаев вспышек газа и пыли, в том числе взрывов. По масштабам разрушений и числу жертв взрывы угольной пыли представляют большую опасность и нередко носят катастрофический характер.

Основное количество взрывов происходит при ведении очистных и подготовительных горных работ, а также при ведении монтажных работ с нарушениями вентиляционного режима. Для снижения запыленности воздуха в горных выработках осуществляется ряд мероприятий: вентиляция, предварительное увлажнение угольного массива, орошение на комбайне, водяные и туманообразующие завесы, тканевые лабиринты, обмывка выработок и др. Эти способы не обеспечивают снижения концентрации пыли в воздухе до предельно допустимых концентраций по санитарным нормам, используемые средства пылеподавления не обеспечивают на должном уровне пылевзрывобезопасность при разработке угольных пластов, поэтому необходимо воздействовать на источники пылеобразования с целью снижения интенсивности пылевыделения.

Снижение пылеобразующей способности угля может быть обеспечено за счет изменения свойств и состояния угольного массива путем нагнетания в массив смачивающе-связывающей пыль жидкости. В ряде случаев эффективность предварительного увлажнения угольного массива является недостаточной из-за низкой смачиваемости поверхности угля и неравномерности распределения нагнетаемой жидкости в пласте. Вопросы, связанные с процессами взаимодействия угля и жидкости, с выбором жидкостей, эффективно снижающих пылеобразующую способность угольного массива, недостаточно изучены. Все это обусловливает необходимость проведения исследований, направленных на повышение эффективности методов обработки угольного массива с целью снижения его пылеобразующей способности.

Таким образом, разработка методов повышения пылевзрывобезопасности угольных шахт на основе термовлажностной химреагентной обработки угольного массива, которые могут обеспечить эффективное снижение запыленности воздуха и интенсивности пылеотложения в горных выработках и тем самым повысить безопасность ведения горных работ, является актуальной научной задачей.

С\

"V !

Цель работы - установление зависимостей пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя в растворе и его температуры для повышения пылевзрывобезопасности при разработке угольных пластов путем термовлажностной химреагентной обработки угольного массива.

Идея работы состоит в том, что снижение удельного пылевыделения обеспечивается за счет повышения смачиваемости и равномерности увлажнения массива при одновременном воздействии температурного градиента и концентрации раствора смачивателя.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

• эффективность связывания пыли при термовлажностной химреагентной обработке угольного массива зависит от степени метаморфизма угля, удельного расхода и давления нагнетаемой жидкости, времени увлажнения, концентрации и температуры раствора смачивателя;

• рациональные параметры термовлажностной химреагентной обработки (концентрация и температура раствора, удельный расход жидкости, время смачивания) угольного массива получены на основе установленных в работе зависимостей пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя в растворе, температуры раствора и времени контакта угля с раствором;

• эффективность смачиваемости и равномерности увлажнения угольного массива определяется взаимодействием адсорбционно-связанной влага в угле с сорбированными углеводородами в системе «уголь-жидкостъ-газ»;

• применение разработанной методики термовлажностной химреагентной обработки угольного массива, включающей нагревание раствора смачивателя и использование оптимальных концентраций смачивателя, позволит обеспечить значительное снижение запыленности воздуха и интенсивности пылеотложения в горных выработках, что способствует повышению пылевзрывобезопасности шахт.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

• достаточным объемом шахтных и лабораторных исследований (более 500);

• высокими значениями показателей тесноты статистической связи в полученных уравнениях регрессии (коэффициент корреляции не ниже 0,8);

• удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных исследований и расчетных значений снижения запыленности воздуха с шахтными исследованиями и исследованиями других авторов (расхождение не превышает 15%);

• положительными результатами шахтных испытаний обеспыливающей термовлажностной химреагентной обработки угольного массива на шахте «Алардинская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь».

Научное значение работы заключается в обосновании рациональных параметров термовлажностной химреагентной обработки угольного массива, обеспечивающих снижение запыленности воздуха в очистных и подготовительных забоях в среднем в 2-2,5 раза по сравнению с применяемыми в шахтных условиях параметрами увлажнения.

Практическая значимость исследований состоит в разработке методики термовлажностной химреагентной обработки угольного массива с целью снижения интенсивности источников пылевыделения на основе установленных зависимостей пылеобразующей способности угольных пластов от температуры и концентрации смачивателя.

Реализация работы. Результаты научных исследований и рекомендации были использованы при шахтных испытаниях обеспыливающей химреагентной обработки угольного массива на шахте «Алардинская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка» в 2006 - 2009 гг. и научных семинарах кафедры «Аэрология и охрана труда».

Публикации. Основные положения диссертации и результаты исследований опубликованы в 8 научных статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения; содержит 19 таблиц, 27 рисунков, список литературы из 109 наименований и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ основных причин вспышек и взрывов метана и угольной пыли на шахтах Кузбасса; приведены основные факторы, влияющие на запыленность воздуха в очистных и проходческих забоях; дан анализ существующих методов борьбы с угольной пылью и ее взрывчатыми свойствами.

Большой вклад в решение проблемы борьбы с пылью в угольных шахтах внесли ученые: Скочинский A.A., Воронин В.Н., Ксенофонтова А.И., Бурчаков A.C., Кирин Б.Ф., Кудряшов В.В., Клебанов Ф.С., Поздняков Г.А., Ищук И.Г., Айруни А.Т., Гращенков Н.Ф., Гродель Г.С., Журавлев В.П., Забурдяев Г.С., Лихачев ля., Онтин Е.И., Панов Г.Е., Петрухин П.М., Нецепляев М.И., Подображин СЛ., Пережилов А.Е., Дремов В.И., Фролов М.А., Ерохин С.Ю., Трубицын A.A., Трубицын A.B., Феськов М.И., Шуринова М.К., Воронина Л.Д. и др.

Анализ обстоятельств и причин вспышек и взрывов метана и пыли, происшедших в угольной отрасли, за исключением горения метана, показывает, что если все взрывы, имевшие место за последние несколько десятилетий, принять за 100%, то взрывы метана составят 79%, взрывы метана с

последующим участием в них угольной пыли - 18% и взрывы только пыли -3%. Следует отметить, что взрывы угольной пыли имели место на шахтах, разрабатывающих пласты угля различной стадии метаморфизма. При этом в подавляющем большинстве случаев (88%) принимающая участие во взрыве угольная пыль имела выход летучих веществ более 20%, а в остальных - от 14 до 20%.

Наиболее опасным источником воспламенения взрывчатых пылегазовых смесей в шахтах до настоящего времени остаются взрывные работы, на долю которых в очистных забоях приходится 19,6% всех вспышек (взрывов), 42,4% -в забоях подготовительных выработок и 26,5% - во всех выработках шахты в целом. Второе место по опасности возникновения взрывов занимает фрикционное искрение при работе выемочных, проходческих и буровых машин. При этом необходимо отметить, что если в очистных забоях в развитые взрывы переходит всего до 1,5% локальных вспышек метана, инициированных фрикционными искрами при работе выемочных машин, то в подготовительных во взрывы метана и угольной пыли перерастает до 20% вспышек при работе проходческих комбайнов.

Приведенные общие данные указывают на следующее: наиболее часто взрывается метан; угольная пыль самостоятельно взрывается редко; чаще всего она повышает склонность метана к взрыву, принимает участие в нем вследствие воспламенения метана И этим значительно усиливает взрйв. Анализ статистических данных за последние годы в целом показывает, что в Кузбассе ежегодно происходит от 6 до 21 случая вспышек газа и пыли, в том числе взрывов.

Обеспечение надежной пылевзрывозащигы - сложная организационно-техническая задача, решение которой в значительной степени обусловлено эффективностью мероприятий по предупреждению и локализации взрывов метана и угольной пыли. Одним из основных способов, снижающих пылеобразование угольных пластов, является предварительное увлажнение.

Изложенное выше определило следующие задачи исследований:

• анализ состояния вопроса;

• исследование запыленности воздуха и пылеотложения на вентиляционном штреке, примыкающем к очистному забою;

• теоретическое обоснование применения термовлажностной химреагентной обработки угольного массива с целью снижения пылеобразующей способности угля;

• исследование кинетики влагонасыщения угля, поверхностного натяжения и вязкости рабочей жидкости, пылеобразующей способности угля, десорбции сорбированных газов при увлажнении угля;

• определение зависимости пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя в растворе и температуры этого раствора;

• проверка основных положений работы в натурных условиях и разработка рекомендаций по практической реализации полученных результатов.

Во второй главе рассмотрены процессы пылеобразования при различных технологических процессах и дан анализ пылевой обстановки на примере шахты «Осинниковская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь».

Анализ пылевой обстановки производился по натурным измерениям в шахте «Осинниковская» на выемочном участке № 2, отрабатывающем пласт Kj (рис. 1). Шахта отнесена к опасной по взрывам угольной пыли, опасной по выбросам угля и газа, опасной по горным ударам. Горизонт отработки -160 м, глубина отработки - 550 м от поверхности. На шахте отрабатываются 15 угольных пластов марки «Ж», мощность которых колеблется в пределах от 0,8 до 3,2 м, влажность угля - от 1,8 до 3,4%, зольность - от 5,2 до 27,2%. Все пласты относятся к опасным по пыли. Выход летучих веществ изменяется от 29,5 до 36,2%, нижний предел взрывчатости угольной пыли составляет от 30 до 45 г/м3, удельное пьшевыделение — от 295 до 1300 г/т.

I - опережающая крепь; 2 - цожарно-оросительный трубопровод; 3- клеть; 4- перегружатель скребковый (ПТКЗ-01); 5 - водяная завеса; 6- дробильная установка; 7 - головка конвейера;

8 - ленточный конвейер (1Л-100); 9 - вентиляторы ВЦГ-7; 10 - смесительная камера;

II — трубопровод; 12 — кусты дегазации; 13 - пропиточные скважины

Технически достижимый уровень (ТДУ) запыленности воздуха на вентиляционном штреке в 10 м от лавы составляет около 220 мг/м3, пыпеотложеяийе в этом месте доходит до 390 г/м3-сут., что также превышает допустимый уровень. Отдельные значения запыленности воздуха могут доходить до 340 мг/м3, а в лаве в 10 м от комбайна - от 369 до 1070 мг/м3. Норма осланцевания выработки составляет 86%. Для поддержания уровня

пылеотложения во взрывобезопасном состоянии необходимо четырехкратное осланцевание выработки в смену, что технологически невыполнимо.

В диссертационной работе было определено изменение запыленности воздуха в вентиляционном штреке по его длине (рис. 2). Установлена фактическая запыленность воздуха в вентиляционном штреке и запыленность воздуха при технически достижимом уровне (ТДУ).

—— • • - фактическая концентрация пыли в воздухе с применяемыми средствам

пылеподавления;

———■ - расчетная концентрация по технически достижимому уровню (ТДУ); — — — — - расчетная концентрация пыли с применением рациональных параметров обеспыливающей термовлажностной химреагентной обработки угольного массива

Также были получены зависимости изменения интенсивности пылеотложения по длине вентиляционного штрека при фактической запыленности воздуха и с применением рациональных параметров термовлажностной химреагентной обработки угольного массива (рис. 3).

Расчет интенсивности пылеотложения (Р,) производился по изменению средней концентрации витающей в воздухе пыли:

где Су, с2 - запыленность воздуха соответственно в I и II сечениях, г/м3; ¡¡, 12 -расстояние от лавы до замерного сечения, м; 5 — площадь поперечного сечения выработки в свету, м2; - количество прошедшего за время замера воздуха, м3; / - продолжительность замера, сут.

В третьей главе рассмотрены теоретические основы термовлажностной химреагентной обработки угольного массива как метода борьбы с пылью и его параметры.

Рис. 3. Изменение интенсивности пылеотложения (р,) по длине вентиляционного штрека (X):

——- с применяемыми средствами пылеподавления; — — — - расчетные значения пылеотложения с применением рациональных параметров обеспыливающей термовлажностной химреагентной • обработки угольного массива

Основные технологические процессы по добыче угля подземным способом связаны с образованием большого количества пыли. Пылеобразующая способность угля зависит от его вещественного состава, степени метаморфизма, влажности, крепости, наличия минеральных включений и степени перемятости (в зоне геологических нарушений), что влияет на запыленность воздуха в очистных и проходческих забоях при разработке угольных пластов. При увеличении крепости угля возрастают удельные энергозатраты на его разрушение, что ведет к дополнительному переизмельчению угля и выделению тонкой пыли. При выемке угля комбайнами с увеличением коэффициента крепости с 0,6 до 1,4 запыленность воздуха увеличивается, например, в Кузбассе в 3 раза. С повышением содержания различного вида влаги значительно уменьшается склонность угля к пылеобразованию. С увеличением естественной влажности угля с 1,5% до 8% запыленность воздуха снижается в Кузбассе в 9 раз. По данным каталога шахтопластов Кузнецкого, Донецкого, Подмосковного бассейнов построен график зависимости пластовой влажности угля и удельного пылевыделения от выхода летучих веществ (рис. 4).

Из полученных данных следует, что на участке средней стадии метаморфизма (ос, к, ж, г) уровень удельного пылевыделения остается весьма высоким. При переходе к длщшопламенным (д) и бурым (б) углям (низкая стадия метаморфизма) удельное пылевыделение резко падает.

Марка угля .

А Т ОС К Ж Г Д Б

Рис. 4. Изменения удельного пылевыделения и, влажности угля в ряду метаморфизма Кузнецкого, Донецкого, Подмосковного бассейнов ' - удельное пылевыделение;

— — — — - влажность угля.

Изучение опыта применения предварительного увлажнения угля в массиве позволило установить, что основными причинами недостаточной эффективности метода являются: низкая смачиваемость поверхности угля, а также неравномерность распределения нагнетаемой жидкости в пласте.

Для связывания пыли в массиве и, следовательно, снижения пылеобразования необходимо повысить смачиваемость угля за счет введения в воду ПАВ, подать в массив достаточное количество воды на тонну угля, повысить равномерность увлажнения массива за счет переноса влаги от магистральных трещин к периферии. Последнее достигается за счет капиллярного впитывания жидкости в узкие трещины и поры, за счёт перемещения влаги в направлении температурного градиента и градиента концентрации смачивателя. Однако, если эффективность взаимодействия жидкости с углём будет высокой, а пласт будет увлажнен неравномерно, то остаточная запыленность воздуха будет оставаться высокой.

Исследования процесса увлажнения угольного пласта как способа пылеподавления показали, что удельный расход жидкости является основным параметром. Из анализа литературных источников следует, что при малых удельных расходах жидкости ц (от 0 до 5 л/т) кратность снижения запыленности воздуха относительно слабо растет с их увеличением. Затем идет интенсивное возрастание и, начиная с <7 = 30 л/т, изменение концентрации пыли с ростом удельного расхода замедляется, приближаясь к некоторой постоянной величине. Обычно эту величину принимают за остаточную запыленность воздуха, которая обусловлена неравномерностью увлажнения массива угля,

даже при очень больших удельных расходах жидкости и разрушении кусков угля, куда вода не могла проникнуть. Таким образом, рациональный удельный расход жидкости лежит в пределах 25 - 35 л/т.

Внутри влажного материала под действием температурного градиента влага перемещается от нагретой части к холодной. Перемещение влаги в материале под действием температурного градиента может происходить как в виде жидкости, так и в виде пара. Наиболее интенсивно процессы термовлагопереноса протекают, когда поры не полностью заполнены влагой и в достаточной мере развита поверхность раздела жидкость-газ. Капиллярное впитывание жидкости в узкие трещины происходит за счет поверхностного натяжения жидкости при смачивании стенок. При этом искривляется граница раздела жидкость-газ, создается отрицательное давление (ар) над вогнутой поверхностью. Это давление служит силой, перемещающей жидкость в щелях, трещинах и порах. Если жидкость, находящаяся в капилляре, на концах имеет разную температуру, то поверхностное натяжение на холодной стороне больше, чем на теплой. Соответственно давление на холодной стороне будет меньше, и жидкость будет перемещаться к холодному концу капилляра.

В работах проф. В.В. Кудряшова показано, что эффективность метода резко возрастает с повышением температуры жидкости (раствора) до 20°С, а затем при температуре 30°С и выше рост эффективности замедляется. Повышение температуры с +10°С до +20-г30°С позволило повысить эффективность ТВХО в 2-2,5 раза.

Вязкость жидкости очень сильно зависит от температуры. Вязкость воды например, уменьшается в 2 раза при нагреве с 10 до 40°С. Отсюда скорость и равномерность пропитки массива возрастут с повышением температуры жидкости.

Чтобы увеличить отрицательное давление над вогнутой поверхностью, перемещающей жидкость в трещинах, а также чтобы увеличить скорость движения воды в трещинах - скорость пропитки угольного пласта, необходимо уменьшить поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело-жидкость . Уменьшить огж можно введением смачивающих добавок — поверхностно-активных веществ (ПАВ). Использование ПАВ необходимо потому, что уголь по природе — вещество, плохо смачиваемое водой, особенно в области средней стадии метаморфизма. Добавление смачивателя к воде повышает эффективность увлажнения до 1,5 раз и снижает коэффициент крепости угля в 1,8 раз.

В четвертой главе произведен выбор методик и приведены результаты лабораторных исследований влагонасыщения угля, поверхностного натяжения и вязкости рабочей жидкости, пылеобразующей способности угля, десорбции сорбированных газов при увлажнении угля. В качестве рабочих жидкостей для

увлажнения образцов угля в режиме капиллярного насыщения использовали воду и водные растворы смачивателей «Неолас» и ДБ.

По результатам капиллярного насыщения углей пластов к], е5 были рассчитаны коэффициенты влагонасыщения к^ угля по формуле:

К^^^* юо, %, (2)

то

где то — масса исходного образца угля, г; т„ - масса увлажненного образца угля, г.

По результатам расчетов были построены графики зависимостей коэффициента влагонасыщения от времени увлажнения для различных концентраций смачивателей «Неолас» и температуры раствора. Из анализа расчетных данных следует, что процесс насыщения угля жидкостями можно разделить на три этапа. Первый этап наблюдается в течение первого часа увлажнения и характеризуется резким увеличением влажности вследствие движения раствора' по относительно крупным порам и трещинам образца (увеличение массы, процесс взаимодействия сдвинут в сторону насыщения). Среднее значение прироста влагосодержания угля при использовании смачивателя «Неолас» за первый час увлажнения составило 1,63%, для смачивателя ДБ -1,31%.

Второй этап характеризуется частичным размывом минеральных включений, в результате чего происходит уменьшение массы образцов (процесс взаимодействия сдвинут в сторону размыва). По времени продолжительность этапа достигает одного часа. За последующие 21 час среднее значение прироста влагосодержания не превышало 0,6% для всех концентраций смачивателей «Неолас» и ДБ.

Третий этап характеризуется плавным нарастанием влажности вследствие проникновения раствора в более мелкие поры и трещины образца угля (вторичное увеличение массы образца). Третий этап наступает после двух часов увлажнения. Прирост влагосодержания исследуемых образцов находился в пределах от 0,93 до 2,59% за 22 ч. Максимальное увлажнение произошло за первый час и составило 2,25%.

Из анализа данных следует, что для смачивателей «Неолас» и ДБ наблюдаются одинаковые тенденции влагонасыщения, состоящие в том, что коэффициент влагонасыщения больше для концентраций смачивателя 0,150,5%, чем для концентраций 1,0-3,0%. Максимальный Прирост влагосодержания при использовании смачивателя «Неолас» наблюдается при его концентрации 0,5% за первый час увлажнения; для «ДБ» - при 0,15% - за то же время.

Было проведено изучение влияния температуры рабочей жидкости на процессы влагонасыщения угля. При этом сравнивались значения влагосодержания угля при обработке его чистой водой и растворами

смачивателя «Неолас» разных концентраций (0,15%, 0,5%, 1,0%, 3%) и при разных температурах (20°С, 40°С, 60°С).

Исследования показали, что кинетика адсорбционного и капиллярного насыщения для одних и тех же углей пластов к1, е5 различна при разной температуре раствора смачивателя. Во всех трех случаях (20°С, 40°С, 60°С) влагосодержание в угле с увеличением температуры воды увеличивалось. Максимальное влагонасыщение исследуемых образцов угля наблюдается при температуре 40°С. При этом значение коэффициента влагонасыщения составило 4,1%, что в 1,5 раза больше значения этого же коэффициента при температуре 20°С и в 1,6 раза больше, чем при температуре 60°С.

Кроме этого, были проведены измерения поверхностного натяжения рабочей жидкости с различной концентрацией смачивателя «Неолас» методом отрыва капель. Поверхностное натяжение (а) рассчитывалось по формуле:

а ~ аопо/п, Н/м, (3)

где ер - поверхностное натяжение известной жидкости, Н/м; щ - количество капель известной жидкости; п - количество капель исследуемой жидкости.

Объем исследуемой жидкости во всех опытах был одинаков и равнялся 50 мл. По результатам расчетов построены графики зависимостей поверхностного натяжения растворов а от концентраций в них смачивателя «Неолас» и ДБ (рис. 5). Наибольший эффект снижения поверхностного натяжения наблюдался на интервале концентраций 0,05^0,2% (почти 2,1 раза по сравнению с поверхностным натяжением воды).

Кинематическую вязкость рабочей жидкости измеряли при помощи капиллярного вискозиметра ВПЖ-4м. Методика основана на определении времени истечения определенного объёма исследуемой жидкости через капилляр определенного диаметра из измерительного резервуара.

Кинематическая вязкость жидкости (V) рассчитывалась по формуле:

еТ к

.мм/* 9 (4)

где g - ускорение свободного падения в месте измерения, мм/с", К— постоянная вискозиметра, к -0,003736 мм2/с2, т-время истечения жидкости, с.

Исследовалась кинематическая вязкость чистой воды и рабочего раствора со следующими концентрациями смачивателя «Неолас», %: 0,05; 0,15; 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 1,0 при температурах этих растворов 20°С и 40°С. Коэффициент кинематической вязкости водного раствора «Неоласа» с концентрациями от 0,05 до 1,0% при температуре 20°С находился в пределах 0,788-^1,033 мм2/с; при температуре 40°С - 0,788-гО,833 мм2/с. Наибольшее снижение коэффициента кинематической вязкости наблюдалось для чистой воды при нагревании от 20 до 40°С и составило почти 20%.

Установлено, что при внедрении в уголь рабочих жидкостей происходит вытеснение метана и замещение части его в сорбциошюм объеме угля, что

определяется скоростью и временем движения жидкости по трещинам и порам угольного пласта. Введение в рабочую жидкость добавок поверхностно-активных веществ способствует увеличению скорости пропитки.

Рис. 5. Зависимости поверхностного натяжейия растворов а от концентрации в них смачивателя «Неолас» и ДБ

НЭ - раствор смачивателя «Неолас» до обработки угля;

Н-раствор смачивателя «Неолас» после взаимодействия с углем в течение суток;

ДЕЭ - раствор смачивателя ДБ до обработки угля;

ДБ - раствор смачивателя ДБ после взаимодействия с углем в течение суток

Для исследования взаимодействий в системе «уголь-жидкость-газ» был выполнен хроматографический анализ неувлажненных образцов угля пласта е5 и образцов угля этого же пласта, обработанных термовлажностным химреагентным способом.

Для проведения опытов выбирались навески угля массой 10 г пласта е5 размером фракций от 0,5 до 1,0 мм. Образцы смачивались чистой водой и раствором ПАВ «Неолас» следующих концентраций (%): 0,15; 0,5; 0,75; 1,0. Всего было подготовлено 10 образцов: пять из них увлажняли раствором при температуре 20°С, другие 5 - раствором при температуре 60°С. Время увлажнения составило 24 часа. Затем образцы угля подвергались хроматографическому анализу при температуре 150°С. Опыты проводились на хроматографе М-3700 с пламенно-ионизационным детектором, принцип действия которого основан на измерении электропроводности воздушно-водородного пламени. Состав и количество десорбированных углеводородов в исследуемых образцах угля отражены на рис. 6 и 7.

2,30

0 2,00 2 .

1 3

|| 1.70

1,10

0,80

• Исходный —•—01% —А 'С-0% —■ '00,75% —*—00.5% —•—00.15%

ч __ \ * ч \

ч к. Э __, - --— 1

1 к

Газ

Рис. 6. Десорбция газов угля, увлажненного при температуре 20°С Исходный — образец угля, не подвергавшийся увлажнению;

С - концентрация смачивателя «Неолас» в растворе, которым увлажнялись образцы угля

3

<9

а «о о

X

X I

о

ь-о ю

2. ю

2$

1.30 1,20 1,10 1,00

: г-

5 о 0,90 я) х

II

I ^ 0.80

0,70 0,60 0,50

• Исходный —■—01% 'С=0% -■ 'С=0,75% —■—00,5% —• '00,15%

1

У У х

к. "Ч. / /

^ 1 / У с .

С2Н5

СЗН8

Газ

Рис. 7. Десорбция газов угля, увлажненного при температуре 60°С Исходный - образец угля, не подвергавшийся увлажнению;

С - концентрация смачивателя «Неолас» в растворе, которым увлажнялись образцы угля

Результаты опытов показали, что при температуре 20°С для чистой воды и концентрации смачивателя 1% наблюдается блокирование метана рабочей жидкостью, в результате чего остаточная газоносность повысилась по отношению к необработанному углю; самая низкая остаточная газоносность у угля, обработанного рабочей жидкостью с концентрацией смачивателя 0,5%.

При температуре 60°С (при всех концентрациях) остаточная газоносность уменьшилась по сравнению с остаточной газоносностью в необработанном угле; по воздействию концентрации смачивателя 0,15% и 0,5% одинаковы. Лучше всего дегазирует чистая вода.

Для оценки пылеобразующей способности угольных пластов необходимо знать закономерности образования гранулометрического состава разрушенного угля. За критерий оценки эффективности различных жидкостей в режиме капиллярного насыщения угля был принят выход тонкодисперсной пыли при постояшой энергоемкости процессов разрушения.

Образцы угля определенной массы разрушались и подвергались ситовому анализу с целью определения гранулометрического состава продуктов разрушения. Ситовый анализ заключался в просеивании пробы исследуемого угля через набор сит для определения процентного содержания остатка на каждом из них по отношению к массе исходной пробы.

Пылеобразующую способность (р) угольного пласта определяли по формуле:

/> = 0,367 -%-, кг/Дж, (5)

где к - высота сбрасывания груза, м; О^ ~ масса сбрасываемого груза, кг.

Навески угля подвергали толчению в копре методом сбрасывания груза. После каждых двух сбрасываний 1руза из продуктов разрушения удаляли частицы размером 0,07 мм. По полученным данным определяли средний выход пыли (Сср) за один удар

, МГ, (6)

п

где С7оЬ - общая масса частиц размером 0,07 мм, мг; п - число сбрасываний груза.

При исследовании гранулометрического состава угля определяли суммарное и пофракционное пылеобразование. Обобщенные результаты были представлены в табл. 1.

Из анализа данных табл. 1 следует, что выход пыли размером менее 0,07мм в образце угля, обработанном раствором с концентрацией смачивателя 0,2%, уменьшился в 2,19 раз по сравнению с образцом, обработанным чистой водой, и уменьшился в 1,96 раза по сравнению с образцом, обработанным раствором с концентрацией 0,05%. При этом выход пылевых фракций размером 0,07+0,25 мм уменьшился в 1,88 раза.

Таблица 1

Гранулометрический состав продуктов разрушения угля

Размер фракций . пыли, мм Концентрация смачивателя «Неолас», %, при увлажнении угля

Сухой уголь 0% 0,05 % 0,2% Сухой уголь 0% 0,05 % 0,2%

Масса фракций, г Содержание фракций, %

0,07 0,90 1,50 1,40 0,75 2,39 3,49 3,12 1,50

0,07-0,25 4,90 4,80 6,20 3,35 12,00 11,16 13,81 6,85 .

0,25 - 0,5 5,60 5,80 6,70 5,15 14,85 13,49 14,92 10,49

0,5-0,7 3,50 3,90 4,40 3,50 9,28 9,07 9,78 7,71

0,7 -1,0 4,10 4,70 4,80 3,95 10,88 10,93 10,69 8,78

>1 18,20 20,30 19,60 26,60 48,28 47,21 43,65 61,24

Всего (г, %) 37,20 41,00 43,10 43,30 97,68 95,35 95,97 96,57

После обработки данных по разрушению угля получены зависимости суммарного выхода продуктов разрушения от размеров фракций (от 0 до 1 мм). Для образцов угля, увлажненного раствором смачивателя с концентрацией смачивателя 0,2%, эта зависимость имеет вид:

у=2,178схр (0,3368х), (7)

где у - суммарный выход продуктов разрушения, %; х- размер фракции, мм.

Получены расчетные данные по формуле (5) пылеобразующей способности угля (р) при увлажнении чистой водой и раствором смачивателя с концентрациями: 0,05; 0,2; 0,5; 0,7; 1,0%. Эти данные хорошо аппроксимируются полиномом третьей степени

р(С) = 10"5 С3 + 0,001 С2 - 0,01 С + 0,0388, (8)

где с - концентрация смачивателя, %.

Для рекомендуемой концентрации смачивателя 0,2% при трех значениях температуры раствора смачивателя 20, 40 и 60°С рассчитаны по формуле (6) значения пылеобразующей способности угля. Основные расчетные данные представлены в табл. 2.

■ _ _ _ Таблица 2

Размер фракций пыли, мм Пылеобразующая способность р (10"ь кг/Дж) при концентрации смачивателя (%)

Сухой уголь 0% 0,05% 0,2%

20 "С 40 °С 60 "С

<0,07 0,0472 0,0287 0,0268 0,0143 0,0121 0,0134

0,07-0,25 0,0937 0,0918 0Д185 0,0640 0,0538 0,0495

Из анализа данных табл. 2 следует, что пылеобразующая способность углей при концентрации 0,05% уменьшилась в 1,07 раза, при концентрации 0,2% - в 2 раза по сравнению с неувлажненным углем.

В пятой главе изложены результаты промышленных испытаний пылесвязывающего действия химреагентной обработки угольного массива при

предварительном увлажнении и рекомендации по эффективному его применению.

Испытания проводились в проходческом забое пласта З-За шахты «Алардинская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь». Условия проведения испытаний: площадь поперечного сечения подготовительной выработки в свету — 16,1 м2; крепление выработки — анкерное; количество подаваемого воздуха -639 м3/мин; способ проходки выработки - комбайном избирательного действия КСП-32. Технологическая схема пропитки подготовительного забоя показана на рис. 8. В груди подготовительного забоя были пробурены две скважины длиной 4 м и диаметром 0,043 м ручными сверлами. Глубина герметизации скважин составляла 1 м от устья. Расстояние между скважинами выбиралось равным двойной глубине герметизации, т.е. - 2 м.

УАП-З

Условные обозначения:

|- -гидрозатвор; -расходомер; —1 ДС |— -дозаторсмачивателя; —— -манометр;

Гуудул - шланг гибкий, высоконапорный; —— - регулирующий вентиль; —^--фильтр штрековый;

—ф— - фильтр комбайновый, —" насосная установка; —1 /1/ I— - реле давления; —^--переходник

На основании ранее предложенных рекомендаций по зависимости пылеобразующей способности пластов от концентрации смачивателя в скважины подавался водный раствор смачивателя «Неолас» с концентрацией 0,2%. Раствор закачивался насосом УНР-02 под давлением 20 МПа (темп нагнетания раствора - 35 л/мин). Количество воды, закачиваемое в скважину, составило 1,67 м3, продолжительность времени нагнетания жидкости в скважину составила 0,8 ч.

Во время проведения отбойки части пласта, обработанной раствором с рекомендуемой концентрацией смачивателя при температуре раствора 20°С, проводились замеры запыленности воздуха. Технически достижимый уровень (ТДУ) запыленности воздуха в проходке составляет 185,8 мг/м3. Фактическая запыленность воздуха с использованием традиционных параметров увлажнения находилась в пределах 260-г300 мг/м3. При увеличении концентрации смачивателя «Неолас» в растворе с 0,05 до 0,2% уровень запыленности воздуха снизился до 135,4 мг/м . Эффективность метода составила около 2 раз по сравнению с применяемой технологией увлажнения массива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной для угольной отрасли задачи повышения пылевзрывобезопасности при разработке угольных пластов путем термовлажностной химреагеншой обработки угольного массива на основе установленных зависимостей пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя в растворе и его температуры с целью снижения интенсивности пылеотложения в горных выработках и тем самым обеспечения безопасных условий труда.

Основные выводы и рекомендации, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Проведенный анализ состояния пылевзрывобезопасности угольных шахт и обработка статистических данных по авариям, связанным со взрывами газа и угольной пыли, показали, что эффективность применяемых на сегодняшний день средств пылеподавления в горных выработках не обеспечивает снижения запыленности воздуха до требуемых нормативов, в связи с чем необходима разработка более эффективных способов и средств предупреждения пылеобразования.

2. На основе экспериментальных исследований в натурных условиях получены зависимости распределения запыленности воздуха по длине вентиляционного штрека в условиях использования применяемых в настоящее время способов и средств пылеподавления, а также зависимости распределения запыленности воздуха по длине вентиляционного штрека с применением рациональных параметров обеспыливающей ТВХО угольного массива. Для поддержания уровня пылеотложения во взрывобезопасном состоянии необходимо четырехкратное осланцевание выработки в смену, что технологически невыполнимо. При использовании термовлажностной химреагентной обработки угольного массива пылеотложения на стенах выработки достигают взрывоопасных значений только через 18-30 часов с начала работы лавы.

3. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что эффективность связывания пыли при термовлажностной химреагентной обработке угольного массива определяется пылеобразующей способностью угольного пласта, удельным расходом и давлением нагнетаемой жидкости, временем увлажнения, концентрацией и температурой раствора смачивателя.

4. На основании анализа литературных источников установлено, что пылеобразующая способность угля зависит от стадии его метаморфизма таким образом, что для углей высокой степени метаморфизма наблюдается относительно высокое одинаковое пылеобразование. Для углей средней стадии метаморфизма отмечается резкое увеличение пылеобразующей способности углей. При переходе к низкой степени метаморфизма пылеобразование резко падает.

5. Установлено, что коэффициент влагонасыщения угля при капиллярном и адсорбционном влагонасыщении зависит от времени увлажнения, концентрации ПАВ, температуры раствора смачивателя, обусловливающих величину поверхностного натяжения жидкости и ее вязкость; максимальное влагосодержание угля при капиллярном и адсорбционном влагонасыщении наблюдается при концентрациях смачивателей «Неолас» и ДБ от 0,2 до 0,5% (в диапазоне концентраций смачивателя О-т-3%) при температуре раствора от 20 до 40°С (в диапазоне температур 20-^60°С) в первые сутки увлажнения; при этом коэффициент влагонасыщения изменяется от 2,47 до 2,60%.

6. На основании хроматографичёскош анализа сорбированных углеводородов в угле установлены взаимодействия в системе «уголь-жидкость-газ» при термовлажностной химреагентной обработке угля. При температуре рабочего раствора 20°С самая низкая остаточная газоносность угля наблюдается для концентраций смачивателя от 0,15 до 0,5%; для чистой воды и концентрации смачивателя более 1% наблюдается блокирование углеводородов в угле. При температуре рабочего раствора 60°С и концентрациях смачивателя от 0 до 1% блокирование углеводородов не наблюдается.

7. На основании лабораторных исследований установлено, что применение водных растворов смачивателя «Неолас» с концентрациями от 0 до 3% при температуре 20°С снижает поверхностное натяжение рабочей жидкости с 72,7 мНУм до 32,2 мНУм, причем максимальное снижение отмечается при концентрациях 0,05-г0,2%. Применение водных растворов смачивателя ДБ с концентрациями от 0 до 3% при температуре 20°С снижает поверхностное натяжение рабочей жидкости с 72,7 мН/м до 28,8 мН/м, максимальное снижение отмечается при тех же концентрациях 0,05*0,2%.

8. Установлено, что коэффициент кинематической вязкости водного раствора смачивателя «Неолас» с концентрациями от 0,05 до 1,0% при

температуре 20°С находится в пределах 0,788*1,033 мм2/с; при температуре 40°С - 0,788*0,833 мм2/с.

9. На основании лабораторных исследований установлено, что оптимальные, с точки зрения снижения пылеобразующей способности углей средней стадии метаморфизма, концентрации ПАВ составляют 0,2-0,5%. Выход пыли, размером менее 70 мкм, при разрушении угля, обработанного раствором смачивателя с концентрацией 0,2%, уменьшается в 2-3 раза по сравнению с углем, обработанным чистой водой, и уменьшается - в 1,5-2 раза по сравнению с углем, обработанным традиционной концентрацией 0,05%.

10. Для повышения эффективности связывания пыли при предварительном увлажнении угольного массива предлагается увлажнять массив подогретым раствором смачивателя от 30 до 40°С, обеспечивающим повышение равномерности увлажнения за счет перемещения влаги в направлении температурного градиента.

11. Разработана методика проведения термовлажностной химреагентной обработки угольного массива как основного источника пылеобразования при ведении горных работ, включающая нагревание раствора смачивателя и использование оптимальных концентраций смачивателя, позволяющая повысить пылевзрывобезопасность шахт за счет снижения запыленности воздуха и интенсивности пылеотложения в горных выработках.

12. Проведены промышленные испытания предварительного увлажнения угольного пласта проходческого забоя лавы 2 шахты «Алардинская» с рекомендуемой концентрацией смачивателя «Неолас» 0,2%. Замеры концентрации пыли показали снижение запыленности воздуха с 2604-300 мг/м3до 135,4 мг/м3, что составляет эффективность метода около 2 раз.

Основные положения диссертащш опубликованы в следующих работах:

1. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю., Гашенко АО., Савинский П.А. Научные основы влагохимреагентной тепловой обеспыливающей обработки угольного массива и горной массы. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ. - 2006. - Тем. пр. «Аэрология». - С. 210-218;

2. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю. Влияние температуры раствора смачивателя «Неолас» на влагоемкость угля. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ. - 2007. - Тем. пр. «Аэрология». -С. 231-234;

3. Прокопович А.Ю., Скопинцева О.В., Савельев Д.И. Влияние температуры и концентрации смачивателя «Неолас» на снижение поверхностного натяжения жидкости. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ. - 2007. - №12. - С. 44-46.

4. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю., Соловьёв Ю.В. Влияние химреагентной обработки угля на его пылеобразующую способность. //

Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ. - 2008.

- Тем. пр. «Аэролопш». - G. 185-194.

5. Прокопович Л.Ю., Скопинцева О.В., Соловьёв Ю.В. Гранулометрический состав продуктов разрушения увлажненного угля в режиме капиллярного насыщения. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ. - 2008. - Тем. пр. «Аэрология». - С. 195-202.

6. Скопинцева О.В., Лесникова Е.Б., Прокопович А.Ю. Исследование влияния смачивателя «Неолас» на содержание активных кислых групп в угле. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -М.: МГГУ.

- 2008. - Тем. пр. «Аэрология». - С. 203-205.

7. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю., Соловьев Ю.В. Исследование пылеобразующей способности углей при увлажнении их рабочей жидкостью в режиме капиллярного насыщения. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ. - 2008. - №9. -С. 68-70.

8. Лебедев B.C., Телешева С JO., Скопинцева О В., Прокопович А.Ю. Исследование сорбции углеводородов при увлажнении угля. - Горный журнал. - 2009. - № 2. - С.70-71.

Подписано в печать 14.05.09.

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Формат 60x90/16 Заказ №

Отдел печати МГТУ, Москва, Ленинский проспект, д. 6

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ КУЗБАССА

1.1. Состояние аварийности и травматизма в угольной отрасли Кузбасса

1.2. Пыль как фактор производственной опасности

1.3. Характеристика поражающих факторов при взрывах пылеметановоздушных смесей

1.4. Анализ существующих способов и средств по борьбе со взрывами угольной пыли

1.5. Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ И ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

2.1. Источники пылеобразования в угольных шахтах

2.1.1. Источники пылеобразования при работе комбайнов

2.1.2. Пылеобразование при буровзрывных работах

2.1.3. Пылеобразование при транспортировке угля и вспомогательных процессах

2.2. Исследование процессов пылеобразования выемочных участков

2.2.1. Влияние микрокомпонентов и свойств угля на пылеобразование и запыленность воздуха при работе комбайнов

2.2.2. Влияние горнотехнических факторов на запыленность воздуха при работе комбайнов

2.3. Процессы накопления угольной пыли и переход её во взвешенное состояние

2.4. Пылеобразование на очистном участке №2 шахты

Осинниковская»

Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УВЛАЖНЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

3.1. Сущность метода

3.2. Проницаемость угольных пластов

3.3. Основные закономерности процесса нагнетания воды в угольный пласт

3.3.1. Параметры увлажнения угольных пластов

3.3.2. Взаимодействие нагнетаемой жидкости с угольным пластом

3.3.3. Смачиваемость углей и использование поверхностно- 90 активных веществ при увлажнении угля

Выводы

4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ ПАВ В РАСТВОРЕ СМАЧИВАТЕЛЯ НА ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЕ УГЛЯ

4.1. Исследование влияния температуры и концентрации ПАВ в растворе смачивателя на влагонасыщение угля

4.2. Определение оптимальной концентрации смачивателя для угольных пластов

4.3. Исследование влияния температуры и концентрации ПАВ в растворе смачивателя на кинематическую вязкость рабочей жидкости

4.4. Исследование взаимодействий в системе «уголь-жидкость-газ»

4.5. Исследование влияния температуры и концентрации ПАВ в растворе смачивателя на пылеобразующую способность угля 115 Выводы

5. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОВЛАЖНОСТНОЙ ХИМРЕАГЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

5.1. Разработка методики промышленных испытаний обеспыливающей термовлажностной химреагентной обработки (ТВХО) угольного массива

5.2. Расчет рабочих параметров ТВХО и оборудования

5.3. Натурные испытания ТВХО в проходческом забое шахты «Алардинская» ОАО ОУК «Южкузбассуголь» и обработка 134 результатов

5.4. Рекомендации по использованию обеспыливающей ТВХО угольного массива 137 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 139 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 143 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 154 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 171 ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность работы. Интенсификация производственных процессов добычи угля и концентрация горных работ сопровождаются ростом пылеобразования и пылевыделения в шахтную атмосферу. В настоящее время Кузнецкий бассейн является основным поставщиком угля в России. Уровень травматизма и профессиональной заболеваемости в Кузбассе в течение последних нескольких десятков лет остается превышающим средний показатель по Российской Федерации более чем в 2 раза. В Кузбассе ежегодно происходит в среднем до 1Г случаев вспышек газа и пыли, в том числе взрывов. По масштабам разрушений и числу жертв взрывы угольной пыли представляют большую опасность и нередко носят катастрофический характер.

Основное количество взрывов происходит при ведении очистных и подготовительных горных работ, а также при ведении монтажных работ с нарушениями вентиляционного режима. Для снижения запыленности воздуха в горных выработках осуществляется ряд мероприятий: вентиляция, предварительное увлажнение угольного массива, орошение на комбайне, водяные и ту мано образующие завесы, тканевые лабиринты, обмывка выработок и др. Эти способы не обеспечивают снижения концентрации пыли в воздухе до предельно допустимых концентраций по санитарным нормам, используемые средства пылеподавления не обеспечивают на должном уровне пылевзрывобезопасность при разработке угольных пластов, поэтому необходимо воздействовать на источники пылеобразования с целью снижения интенсивности пылевыделения.

Снижение пылеобразующей способности угля может быть обеспечено за счет изменения свойств и состояния угольного массива путем нагнетания в массив' смачивающе-связывающей пыль жидкости. В ряде случаев эффективность предварительного увлажнения угольного массива является недостаточной из-за низкой смачиваемости поверхности угля и неравномерности распределения нагнетаемой жидкости в пласте. Вопросы, связанные с процессами взаимодействия угля и жидкости, с выбором жидкостей, эффективно снижающих пылеобразующую способность угольного массива, недостаточно изучены. Все это обусловливает необходимость проведения исследований, направленных на повышение эффективности методов обработки угольного массива с целью снижения его пылеобразующей способности.

Таким образом, разработка методов повышения пылевзрывобезопасности угольных шахт на основе термовлажностной химреагентной обработки угольного массива, которые могут обеспечить эффективное снижение запыленности воздуха и интенсивности пылеотложения в горных выработках и тем самым повысить безопасность ведения горных работ, является актуальной научной задачей.

Цель работы — установление зависимостей пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя в растворе и его температуры для повышения пылевзрывобезопасности при разработке угольных пластов путем термовлажностной химреагентной обработки угольного массива.

Идея работы состоит в том, что снижение удельного пылевыделения обеспечивается за счет повышения смачиваемости и равномерности увлажнения массива при одновременном воздействии температурного градиента и концентрации раствора смачивателя.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

• эффективность связывания пыли при термовлажностной химреагентной обработке угольного массива зависит от степени метаморфизма угля, удельного расхода и давления нагнетаемой жидкости, времени увлажнения, концентрации и температуры раствора смачивателя;

• рациональные параметры термовлажностной химреагентной обработки (концентрация и температура раствора, удельный5 расход жидкости, время смачивания) угольного массива получены на основе установленных в работе зависимостей пылеобразующей способности угля от концентрации смачивателя в растворе, температуры раствора и времени контакта угля с раствором;

• эффективность смачиваемости и равномерности увлажнения угольного массива определяется взаимодействием адсорбционно-связанной влаги в угле с сорбированными углеводородами в системе «уголь-жидкость-газ»; I

• применение разработанной методики термовлажностной* химреагентной обработки угольного, массива, включающей нагревание раствора смачивателя и использование оптимальных концентраций смачивателя, позволит обеспечить значительное снижение запыленности воздуха и интенсивности пылеотложения в горных выработках, что способствует повышению пылевзрывобезопасности шахт.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

• достаточным объемом шахтных и лабораторных исследований (более 500);

• высокими значениями показателей тесноты статистической связи в полученных уравнениях регрессии (коэффициент корреляции не ниже 0,8);

• удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных исследований и расчетных значений снижения запыленности воздуха с шахтными исследованиями и исследованиями других авторов (расхождение не превышает 15%);

• положительными результатами шахтных испытаний обеспыливающей, У термовлажностной химреагентной обработки угольного массива на шахте «Алардинская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь».

Научное значение работы заключается в обосновании рациональных параметров термовлажностной химреагентной обработки угольного массива, обеспечивающих снижение запыленности воздуха в очистных и подготовительных забоях в среднем в 2-2,5 раза по сравнению с применяемыми в шахтных условиях параметрами увлажнения.

Практическая значимость исследований состоит в разработке методики термовлажностной химреагентной обработки угольного массива с целью снижения интенсивности источников пылевыделения на основе установленных зависимостей пылеобразующей способности угольных пластов от температуры и концентрации смачивателя.

Реализация работы. Результаты научных исследований и рекомендации были использованы при шахтных испытаниях обеспыливающей химреагентной обработки угольного массива на шахте «Алардинская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка» в 2006 - 2009 гг. и научных семинарах кафедры «Аэрология и охрана труда».

Публикации. Основные положения диссертации и результаты исследований опубликованы в 8 научных статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения; содержит 19 таблиц, 27 рисунков, список использованных источников из 109 наименований и 3 приложения.

Основные выводы и рекомендации, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Проведенный анализ состояния пылевзрывобезопасности угольных шахт и обработка- статистических данных по авариям, связанным со взрывами, газа и угольной пыли, показали, что эффективность применяемых на сегодняшний день средств пылеподавления в горных выработках не обеспечивает снижения запыленности воздуха до требуемых нормативов, в связи с чем необходима разработка более эффективных способов и средств предупреждения пылеобразования.

2. На основе экспериментальных исследований в натурных условиях получены зависимости распределения запыленности воздуха по длине вентиляционного штрека в условиях использования применяемых в настоящее время способов и средств пылеподавления, а также зависимости распределения запыленности воздуха по длине вентиляционного штрека с применением рациональных параметров обеспыливающей ТВХО угольного массива. Для поддержания уровня пылеотложения во взрывобезопасном состоянии необходимо четырехкратное осланцевание выработки в смену, что технологически невыполнимо. При использовании термовлажностной химреагентной обработки угольного массива пылеотложения на стенах выработки достигают взрывоопасных значений только через 18-30 часов с начала работы лавы.

На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что: эффективность связывания пыли при термовлажностной химреагентной обработке угольного массива определяется пылеобразующей способностью угольного пласта, удельным расходом и давлением нагнетаемой жидкости, временем увлажнения, концентрацией и температурой раствора смачивателя. На, основании анализа литературных источников установлено, что пылеобразующая способность угля зависит от стадии его метаморфизма таким образом, что для. углей высокой степени метаморфизма наблюдается относительно высокое одинаковое пылеобразование. Для углей средней стадии метаморфизма, отмечается резкое: увеличение пылеобразующей способности углей! При переходе к, низкой степени метаморфизма пылеобразование резко падает.

Установлено, что коэффициент влагонасьпцения угля при капиллярном и адсорбционном влагонасыщении зависит от времени увлажнения, концентрации ПАВ, температуры раствора смачивателя, обусловливающих величину поверхностного натяжения жидкости и ее вязкость; максимальное влагосодержание угля при капиллярном и адсорбционном влагонасыщении наблюдается при концентрациях смачивателей «Неолас» и ДБ от 0,2 до 0,5% (в диапазоне концентраций смачивателя О-т-3%) при температуре раствора от 20 до 40°С (в диапазоне температур 20т-60°С) в первые сутки увлажнения; при этом коэффициент влагонасьпцения изменяется от 2,47 до 2,60%. На основании хроматографического анализа, сорбированных углеводородов в угле установлены- взаимодействия в системе «уголь-жидкость-газ» при термовлажностной химреагентной обработке угля.

При температуре рабочего раствора 20°С самая низкая остаточная газоносность угля наблюдается для концентраций смачивателя от 0,15 до 0,5%; для^ чистой воды и концентрации смачивателя более 1% наблюдается блокирование углеводородов в угле. При температуре рабочего раствора 60°С и концентрациях смачивателя от 0 до 1% блокирование углеводородов не наблюдается.

7. На основании лабораторных исследований установлено, что применение водных растворов смачивателя «Неолас» с концентрациями от 0 до 3% при температуре 20°С снижает поверхностное натяжение рабочей жидкости с 72,7 мНУм до 32,2 мН/м, причем максимальное снижение отмечается при концентрациях 0,05-^-0,2%. Применение водных растворов смачивателя ДБ с концентрациями от 0 до 3% при температуре 20°С снижает поверхностное натяжение рабочей жидкости с 72,7 мНУм до 28,8 мН/м, максимальное снижение отмечается при тех же концентрациях 0,05^0,2%.

8. Установлено,- что коэффициент кинематической вязкости водного раствора смачивателя «Неолас» с концентрациями от 0,05 до 1,0% при температуре 20°С находится в пределах 0,788-^1,033 мм~/с; при температуре 40°С- 0,788-гО,833 мм2/с.

9. На основании лабораторных исследований установлено, что оптимальные, с точки зрения снижения пылеобразующей способности углей средней стадии метаморфизма, концентрации ПАВ составляют 0,2-0,5%. Выход пыли, размером менее 70 мкм, при разрушении угля, обработанного раствором смачивателя с концентрацией 0,2%, уменьшается в 2-3 раза по сравнению с углем, обработанным чистой водой, и уменьшается - в 1,5-2 раза по сравнению с углем, обработанным традиционной концентрацией 0,05%.

10. Для повышения эффективности связывания пыли при предварительном увлажнении угольного массива предлагается увлажнять массив подогретым раствором смачивателя от 30 до 40°С, обеспечивающим повышение равномерности увлажнения за счет перемещения влаги в направлении температурного градиента.

11. Разработана методика проведения термовлажностной химреагентной обработки угольного массива как основного источника пылеобразования при ведении горных работ, включающая нагревание раствора смачивателя и использование оптимальных концентраций смачивателя, позволяющая повысить пылевзрывобезопасность шахт за счет снижения запыленности воздуха и интенсивности пылеотложения в горных выработках.

12. Проведены промышленные испытания предварительного увлажнения угольного пласта проходческого забоя лавы 2 шахты «Алардинская» с рекомендуемой концентрацией смачивателя «Неолас» 0,2%. Замеры концентрации пыли показали снижение запыленности воздуха с

•7 о

260+300 мг/м до 135,4 мг/м , что составляет эффективность метода около 2 раз.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной для угольной отрасли задачи повышения пылевзрывобезопасности при разработке угольных пластов путем термовлажностной химреагентной обработки угольного массива на основе установленных зависимостей пылеобразующей способности угля> от концентрации смачивателя в растворе и его температуры с целью снижения интенсивности пылеотложения в- горных выработках и тем самым обеспечения безопасных условий труда.

1. Алексеев Ф.А., Войтов Г.И., Лебедев B.C., Несмелова Э.Н. Метан. М., «Недра», 1978, 310 с.

2. Аналитические методы исследования и математическое моделирование горных процессов. Под ред. Ржевского B.B. М.: Госгортехиздат, 1963, 126 с.

3. Армбрустер Л. Измерения и оценка концентрации пыли в различных странах. Ж. «Глюкауф» (Gluckauf), 1994, №2, с. 19-23.

4. Батурин В.В. Основы промышленной вентиляции. М.: Профиздат, 1965.

5. Белин В.А., Кирин Б.Ф., Белин A.B. Пылеобразование при взрывной проходке горных выработок. М.: Взрывное дело, 2001, №93/50.-С.173-175.

6. Белин A.B. Процесс формирования пылевидных частиц при взрывном разрушении горных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень, 2002, № 5. С.93-95.

7. Бурчаков A.C. Научные основы обеспыливания атмосферы в очистных и подготовительных забоях шахт. Дисс. на соискание уч. ст. докт. техн. наук. Рукописный фонд МИРГЭМ, 1963.

8. Бурчаков A.C., Москаленко Э.М. Динамика аэрозолей в горных выработках. М.: Наука, 1965.

9. Бурчаков A.C., Пержылов А.Е. Законы распределения пылевых аэрозолей в очистных забоях при предварительной обработке массива. -Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1992, № 1, с. 98-105.

10. Быков A.M., Лихачев Л.Я., Онтин Е.И., Петров И.П. Способы борьбы с пылью на угольных шахтах. М.: Недра, 1968.

11. Васючков Ю.Ф. Физико-химические способы дегазации угольных пластов. М.: Недра, 1986. - 255 с.

12. Витъко А.Д. Разработка способа и средств пылевзрывозащиты с использованием жалюзийных решеток для угольных шахт. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М:, МГГУ. - 2005. -147 с.

13. Воронин В.Н. Борьба с силикозом, т.1.

14. Воронков Г.Я. Разработка методов физико-химического разупрочнения горного массива- для повышения эффективности открытых работ. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва. ИГД им. A.A. Скочинского. 1997.

15. Воронков Г.Я. Роль сорбции в процессах взаимодействия жидких сред с углем. М.: 1983, Научные сообщения ИГД им. Скочинского, вып. 215, с. 14.

16. Вронский А.И. Методика определения запыленности воздуха с использованием фильтров АФА-В-1- и материала ФПП-15. Ин-т гигиены труда и проф. заб. АМН СССР. М., 1962.

17. Галь Э.М., Фроже К. Влияние при пылеподавлении. 9-й всемирн. горн, конгр. ФРГ, 1976, Сб. сообщ. конгр. ессен, 1976, II-24/I-II24/10.

18. Гельфанд Ф.М., Журавлев В.П., Поелуев А.П., Рыжих Л.И. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах. М.: Недра, 1975.

19. Гладыръ В.В. Оптимизация параметров проветривания при организации обеспыливающей вентиляции тупиковых выработок. Деп. рукопись в ин-те «Черметинформация», 1981, № 1208.

20. Глузберг В.Е. Исследование физических механизмов пылеподавления диспергированной жидкостью и совершенствование параметров и средств орошения для борьбы с пылью при работе горных комбайнов. Автореферат канд. дисс., КПТИ.

21. Гидрогеология: Учеб. для геол.-развед. техникумов / П.В. 'Гордеев, В.А. Шемелина, O.K. Шулякова.-М.: Высш. шк., 1990. 448 е.: ил.

22. Гончаров Б.А., Журавлев В.П. и др. Предварительное увлажнение угольных пластов. М.: Недра, 1974.-83с.

23. Гращенков Н.Ф. Обеспыливание воздуха в глухих забоях угольных шахт. Сб.: Безопасность труда в промышленности, 1960, №1.

24. Грин X., Лейн В. Аэрозоли — пыли, дымы, туманы. Изд-во «Химия», Ленинградское отделение, 1969.

25. Гроделъ Г.С. Предварительное увлажнение и орошение как способы борьбы с пылью в очистных забоях, шахт Центрального района Донбасса. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. — Макеевка-Донбасс, 1962.

26. Гроделъ Г.С., Червинский М.С., Смолякова С.И. Борьба с пылеобразованием в угольных шахтах. Раздел 1. Совершенствование способов борьбы с пылью в очистных забоях. МакНИИ, 1955.

27. Дремов-В.И. Обоснование и выбор комплекса противопылевых мероприятий в угольных шахтах для снижения риска заболевания шахтеров пневмокониозом. Дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. — М., 2000.

28. Духин С.С., Каганер В.М. Влияние эффекта обтекания-капель на пылеулавливание при орошении. / Горный журнал, 1954, №11.

29. Дьяков В.В., Воронов Е.Т. Расчет обеспыливающего проветривания горных выработок в условиях вечной мерзлоты. / Изв. вузов. Горный журнал, 1968, №2.

30. Дьяков В.В., Голузин Н.И. К расчету обеспыливающего проветривания механизированных лав. / Изв. вузов. Горный журнал, 1966, №4.

31. Ерохш С.Ю., Карпов В.М., Карпова Т.В., Витъко АД. Научные основы технических решений предупреждения пылевой опасности в шахтах. Деп. рукопись № 27/9-280 (М., МГГУ: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2003, вып. 3). - 8 с.

32. Ерохин С.Ю., Говша В.А., Дремов В.И. Аэродинамическая очистка потоков запыленного воздуха. В сб.: «Проблемы, охраны производственной и окружающей среды». — Волгоград: Госкомитет по охране окружающей среды Волгограда, 1997.

33. Ерохин С.Ю:, Дремов В.И. Способ аэрогидродинамического обеспыливания очистного забоя. Каталог научно-технических разработок. -М.: МГГУ, 1999.

34. Журавлев В. П. Совершенствование гидрообеспыливания очистных и подготовительных забоев (на' примере Карагандинского; бассейна). Автор, дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. Mí, 1974.

35. Зимаи А.Д: Адгезия пыли и порошков. •

36. Зырянов Е.Г., Колеватов П.А. Исследование эффективности подавления пыли водными аэрозолями, полученными при?, высоких давлениях. Борьба с силикозом, т. VIII. М.: Наука, 1970, с.41-46.

37. Инструкция по борьбе с пылью и пылевзрывозащите. Липецкое изд-во Роскомпечати, 1997.

38. Информационный листок. Караганда, 1965. Угольная промышленность.

39. Ищук И.Г. Нагнетание воды в пласт как средство ослабления угольного массива. М.: ИГД, 1962, с. 62.

40. Ищук ИГ., Поздняков Г.А. Средства комплексного обеспыливания горных предприятий. М.: Недра, 1991.

41. Инструкция по борьбе с пылью и пылевзрывозащите к Правилам безопасности в угольных шахтах. — М., 1999. —108 с.

42. Кирин Б:Ф. Исследование некоторых физико-химических методов осаждения тонкодисперсных аэрозолей в лавах и подготовительных забоях угольных шахт. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. — М., 1964.

43. Кирин Б. Ф. О возможной эффективности осаждения частиц пыли из потока аэрозоля. / Научные труды МИРГЭМ, сб. 50, 1964.

44. Кирин Б.Ф., Журавлев В.П., Рыжих И.И. Борьба с пылевыделением в шахтах. М.: Недра, 1983. - 213 с.

45. Крешков А.П., Ярославцев A.A. Курс аналитической химии. Количественный анализ. Под ред. А.П. Крешкова, - 5-е изд., испр., М.: Химия, 1987. 312 с., ил.

46. Ксенофонтова А.И., Бурчаков A.C., Панов Г.Е. Снижение запыленности воздуха путем нагнетания воды в угольный пласт, орошения и вентиляции. «Уголь», 1961, №6.

47. Ксенофонтова А.И., Бурчаков A.C. Теория и практика борьба с пылью в угольных шахтах. М.: Недра, 1965.

48. Кудряшов В. В. Влияние смачиваемости угля на эффективность связывания пыли при пропитке горной массы водой. Горный информационно-аналитический бюллетень №7, 2000г. Москва, с 74 76.

49. Кудряшов В.В. Научные основы гидрообеспыливания шахт Севера. -М.: Изд-во «Наука», 1984.1

50. Кудряшов В.В., Воронина Л.Д., Шуринова М.К, Ворониниа Ю.В., Большаков В.А. Смачивание пыли и контроль запылённости воздуха в шахтах. М.: Наука, 1979 - 196 с.

51. Кудряшов В.В., Мозолькова A.C. Исследование сорбционной емкости ПАВ. Научные сообщения ИГД. им A.A. Скочинского.

52. Кудряшов В.В., Уманцев Р.Ф., Шуринова М.К. Термовлажностная обеспыливающая обработка многолетнемерзлого разрушенного угольного массива. -М.: Академия наук СССР, 1991.

53. Лебедев B.C., Телешева С.Ю., Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю. Исследование сорбции углеводородов при увлажнении угля. Горный журнал. - ЗАО «Издательский дом «Руда и металлы», 2009, № 2.-С.70-71.

54. Левин Л.М. Исследование по физике грубодисперсных аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1961, 433 с.

55. Лихачев Л.Я. Исследование влияния геологических и горнотехнических факторов на пылеобразование и комплекса обеспыливающих мероприятий в угольных забоях подготовительных выработок шахт Кузбасса. Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. М., 1964.

56. Лихачев Л.Я., Белоногое И.П. Изыскание способов уменьшения расхода воды на пылеподавление. / Тез. докл., изд. ИГД им. A.A. Скочинского, 1971.

57. Лихачев Л.Я., Белоногое И.П., Трубицын A.B. Борьба с пылью при работе проходческих комбайнов. Сб.: Вопросы безопасности в угольных шахтах. Тр. ВостНИИ, т.1Х, 1969.

58. Лихачев Л.Я., Трубицын A.B., Горбунов М.М. Исследование параметров орошения при работе горных комбайнов. / Вопросы безопасности в угольных шахтах. Тр. ВостНИИ, том IX, 1969.

59. Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н., Айруни А.Т. Фундаментально прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов. — М.: Издательство Академии горных наук, 2000 — 519 е.: ил.

60. Нецепляев М.И. Исследование пылеобразования и пылеотложения и разработка средств борьбы с пылью в выработках с конвейерной доставкой Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. — М.: МГИ, 1966.

61. Нецепляев М.И., Любимова А.И., Петрухин П.М. Борьба со взрывами угольной пыли в шахтах. — М., Недра, 1992.

62. Ножкин Н.В., Прежшов А.Е., Давиденко В. А. Снижение пылеобразования угля путём гидрорасчленения угольных пластов. М., ЦНИЭИуголь, 1979.

63. Никитина СЛ., Константинов В.В., Закиева С.Х., Таубман А.Б. Смачивающая способность поверхностно-активных веществ и скорость адсорбции их из водных растворов. Журнал «Прикладная химия», 1961, т. 34, № 2, с.2658-2664.

64. Онтин Е.И. Совершенствование способов обеспыливания производственных процессов на угольных шахтах. / В кн.: Вопросы рудничной вентиляции. М.: Недра, 1964, с.68-74.

65. Панов Г.Е. Гидродинамическое воздействие на угольные и породные массивы в связи с решением некоторых вопросов, безопасности горных разработок. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. — Ухта, 1969.

66. Пержшов А.Е., Диколенко Е.Я., Харьковский В. С., Давиденко В.А. Способы заблаговременного снижения пылеобразования угольных пластов. — М.: Недра, 1995.

67. Петрухин П.М. Увлажнение угольного массива при помощи длинных скважин. Сб. работ МакНИИ «Вопросы безопасности в горном деле», т.4, 1952.

68. Поелуев А.П., Журавлев В.П. Влияние орошения на дисперсный состав пыли, образующейся при работе добычных комбайнов. / Научн. труды КНИУИ, 1964, вып. 16, с. 19-21.

69. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05. Выпуск 11 / Колл. авт. М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004.

70. Прандтлъ Л. Гидроаэромеханика. М.: ИЛ, 1949.

71. Подображин С.Н., Забурдяев Г.С., Викулова И.К. Результаты определения физико-химических свойств поверхностно-активных веществ,применяемых для борьбы с пылью на угольных шахтах. — Научн. сообщ. ИГД им. A.A. Скочинского, 1978, № 170, с.44-49.

72. Ребиндер П.А. Избранные труды. Т.1, 2. - М.: Наука, 1978-1979.

73. Ржевский В.В., Братченко Б.Ф., Бурчаков A.C., Ножкин Н.В. Управление свойствами и состоянием угольных пластов с целью борьбы с основными опасностями в шахтах. Под общей ред. Ржевского B.B. — М.: Недра, 1984.-327с.

74. Руденко К.Г., Калмыков A.B. Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Недра, 1987.-352 с.

75. Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах. М.: Недра, 1979.

76. Рудничная вентиляция: Справочник / Н.Ф.Гращенков, А.Э. Петросян, М.А. Фролов и др.; Под ред. К.З. Ушакова. М.: Недра, 1988.

77. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле. М.: ВШ, 1973.

78. Середняков П.Я., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. Борьба с пылью на зарубежных шахтах. М.: ЦНИЭИУголь, 1974.

79. Савинский П.А. Оценка влияния сорбции ПАВ углем на его прочность при предварительном увлажнении. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. М., 2008.

80. Скопинцева О.В., Витъко А.Д., Копылов КН. Исследование аэродинамических параметров пылеподавляющих жалюзийных решеток методом лабораторного моделирования. М., ГИАБ, 2005. Тематическое приложение «Метан». С. 138-142.

81. Скопинцева О.В., Лесникова Е.Б., Прокопович А.Ю. Исследование влияния смачивателя «Неолас» на содержание активных кислых групп в угле. — М.; Горный информационно-аналитический бюллетень, 2008. Тематическое приложение «Аэрология». С. 203-205.

82. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю. Влияние температуры раствора смачивателя «Неолас» на влагоемкость угля. — М.; Горный информационно-аналитический бюллетень, 2007. Тематическое приложение «Аэрология». С. 231-234.

83. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю., Савельев Д.И. Влияние температуры и концентрации смачивателя «Неолас» на снижение поверхностного натяжения жидкости. М.; Горный информационно-аналитический бюллетень, 2007. - С. 44-46.

84. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю., Соловьёв Ю.В. Влияние химреагентной обработки угля на его пылеобразующую способность. — М.; Горный информационно-аналитический бюллетень, 2008. Тематическое приложение «Аэрология». С. 185-194.

85. Скопинцева О.В., Прокопович А.Ю., Соловьев Ю.В. Исследование пылеобразующей способности углей при увлажнении их рабочей жидкостью в режиме капиллярного насыщения. — М.; Горный информационно-аналитический бюллетень №9, 2008. С. 68-70.

86. Современные проблемы шахтного метана. Сборник научных трудов к 70-летию Ножкина Н.В. — МГГУ, 1999.

87. Справочник по борьбе с пылью в горнорудной промышленности. Под редакцией А.С.Кузьмича. М.: Недра, 1982.

88. Справочник по рудничной вентиляции под ред. Ушакова К.З. -М.: Недра, 1977.

89. Справочное руководство гидрогеолога. 3-е изд., перераб. и доп. Т.1./ В.М. Максимов, В.Д. Бабушкин, H.H. Веригин и др. Под ред. В.М. Максимова. JL, Недра, 1979. 512 с.

90. Теплотехника: Учеб. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. 5-е изд. стер. - М.: Высш. шк. ,2006. - 617 е.: ил.

91. Терентъев Б.Д., Костин В.А. Исследование влияния кинетики смачивания на пылеобразование в очистном забое. Научные труды, Сб. № 73.,М.:МГИ, 1969.

92. Терентъев Б.Д., Ножкин Н.В., Савенко Л.В., Леонов М.Д., Конарев В.В., Севастьянов Б.С. Опыт гидрорасчленения угольного пласта на глубоком горизонте. Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. № 8., 1973.

93. Терентъев БД., Буханцов А.И. Исследование крепости антрацитов в зонах гидрорасчленения угольного пласта. Научные труды. Сб. № 106, вып. IX, М.: МГИ, 1976.

94. Трубицын A.B., Прозоров А.Н. Предупреждение взрывов угольной пыли. / Обзорная информация. М.: ЦНИЭИуголь, вып. 4.

95. Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Пучков Л.А., Медведев И.А. Аэрология горных предприятий: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987, 421 с.

96. Ушаков К.З., Ушаков В.К., Скопинцева О.В. Надежность шахтных вентиляционных систем. /23-я международ, конф. научно-исследов. институтов по горной безопасности: Докл. — Вашингтон, 1989. -С.373-383.

97. Фесъков М.И. Комбинированный способ борьбы с витающей пылью в лаве. / Уголь, 1978, №10. -С.22-24.

98. Физическая химия: Конспект лекций / Х.М. Ярославская; Казан, гос. технолог, ун-т. Казань, 2003. 112 с.

99. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учебник для вузов. 3-е изд., стереотипное, испр. перепеч. с изд. 1989 г. - М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. - 464 с.

100. Фукс H.A. Механика аэрозолей. Академиздат, 1955.

101. Храмцое В.И., Рычковский В.М., Старков С.П., Зелендинов P.A. Проблемы осуществления борьбы с пылью и пылевого режима на угольных шахтах (учебно-методическое пособие). Кемерово, 2005. -70.

102. Чигрин В.Д. Состояние шахтного фонда и выполнение требований ПБ на перспективных шахтах / Безопасность труда в промышленности, 1995, №5. -С.8-10.

103. Чирков С.Е., Норелъ Б.К., Мохвачев М.Л., Макаров Ю.С. Методика прогнозирования прочности углей. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 29 с.

104. Шуринова М.К., Ручинская Т.Л., Сурков А.И. Смачиваемость пыли некоторых месторождений Якутии. Москва, ИПКОН РАН.

105. Challenor W., Hotenkiss A. High pressure water infusion in coal seams. «Colliery Guardian», 1967, № 5013.

106. Korte R. Staubbekämpfung in abbaubeterieben durch tieftranken des kohlenstosses. «Glukauf», 1970, No.4/6.

107. Hetzer. Fextilhilfsmittel tabellen, 2 Aprl., Springer, Berlin, 1938, 2389-2393.