автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Разработка метода прогноза пылевой обстановки в угольных шахтах на основе масштабных параметров

На правах рукописи ГОЛОСКОКОВ Сергей Иванович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗА ПЫЛЕВОЙ ОБСТАНОВКИ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ НА ОСНОВЕ МАСШТАБНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05.26.03 - «Пожарная и промышленная безопасность»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово2004

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Научный центр по безопасности работ в угольной промышленности ВостНИИ

(НЦВостНИИ)

Научный руководитель: доктор технических наук

Трубицын Анатолий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ищук Игорь Григорьевич

кандидат технических наук Ворошилов Сергей Петрович

Ведущая организация: Кузнецкое управление Ростехнадзора России

Защита состоится 24 декабря 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 222.007.01 в Федеральном государственном унитарном предприятии Научный центр по безопасности работ в угольной промышленности ВостНИИ (НЦ ВостНИИ) по адресу: 650002, г. Кемерово, ул. Институтская, 3, факс: 34-30-95. Электронный адрес НЦ ВостНИИ: vostnii@kemnet/гu

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦ ВостНИИ.

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время для угольных предприятий России характерны процессы, напрямую связанные с модернизацией парка технологического оборудования, разработкой новых шахтных полей и, как следствие, значительным ростом нагрузок на забои и производительности труда. Подобная ситуация обусловила возникновение целого комплекса проблем в области безопасности ведения горных работ, которые неизбежно приводят к росту травматизма и аварийности на угольных шахтах. Одной из таких задач, которая требует незамедлительного решения, является разработка методов прогноза пылевой обстановки при вводе в эксплуатацию новых забоев для оптимального выбора комплекса оборудования и мероприятий по борьбе с пылью.

Актуальность этой темы определена, в первую очередь, тем, что практически все последние крупные аварии были связаны с многочисленными случаями смертельного травматизма по причине участия во взрывах метана угольной пыли. Поэтому вопросы предупреждения и прогнозирования пылеобразования при ведении горных работ в настоящее время становятся наиболее актуальными.

В диссертационной работе приведены результаты исследований, выполненных автором в период с 2000 по 2004 гг. в рамках тематического плана НИР НЦ ВостНИИ, а также в рамках профессиональной деятельности в ООО «Вос-тЭКО» при выполнении комплекса научно-исследовательских и договорных работ с ФГУП ННЦ ИГД им. А.А. Скочинского и ИФПМ СО РАН.

Целью работы является разработка метода прогноза пылевой обстановки на основе масштабных параметров для выбора оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Идея работы заключается в прогнозировании количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники на основе моделирования процесса разрушения угля по данным оптического сканирования

| СИМ ПОТЕКА 1

! М

Задачи исследований:

1. Провести анализ состояния нормативной базы по пылевому фактору в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки.

2. Провести исследования по выбору методики и аппаратуры для оптического сканирования угольных образцов и определения критерия достоверности метода прогноза пылевой обстановки.

3. Разработать метод прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники.

4. Обосновать и разработать предложения в нормативные документы по порядку ведения контроля пылевого фактора при выемке угля и выбору оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Методы исследований включают анализ и обработку научно-технической информации, исследование угольных образцов методом оптического сканирования, компьютерное моделирование процессов разрушения угля, статистические методы обработки полученной информации, мониторинг атмосферы очистных забоев.

Научные положения, выносимые на защиту:

- распределение характерных размеров частиц продуктов разрушения угля периодично и характеризуется коэффициентом блочности для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0;

- метод прогноза количества и фракционного состава пыли заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием процессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля;

- выбор рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью осуществляется на основе прогноза количества и дисперсного состава образующейся пыли с уточнением его на основе результатов мониторинга пылевой обстановки

в забое, что обусловливает порядок ведения производственного контроля пылевого фактора в очистных забоях угольных шахт.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- представительным объемом полученных данных по статистическому анализу оптических и электронных изображений поверхностей скола угля (более 1000 изображений);

- использованием апробированных методов и приборов контроля запыленности рудничного воздуха;

- положительными результатами апробации разработанного метода прогноза количества и фракционного состава продуктов разрушения угля при использовании угледобывающей техники с заданными технологическими параметрами.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности распределения характерных размеров частиц продуктов разрушения угля и их периодичность, которая может определяться по результатам оптического сканирования образцов угля;

- определены характерные средние размеры неоднородностей поверхности скола образца угля с коэффициентом блочности для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0;

- разработан метод прогноза количества и фракционного состава пыли на основе масштабных параметров, который заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием процессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля.

Личный вклад автора состоит:

- в проведении анализа состояния нормативной базы по пылевому режиму в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки;

- в разработке метода прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники;

- в разработке и обосновании предложений в нормативные документы по порядку ведения контроля пылевого фактора при выемке угля и выбору оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Практическая ценность работы состоит в разработке метода прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники и обосновании предложений в нормативные документы по порядку ведения контроля пылевого фактора при выемке угля и выбору оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Реализация работы. Полученные результаты и выводы диссертационной работы использованы при разработке нормативных документов по ведению производственного контроля пылевого фактора в угольных шахтах и в практической работе с угольными предприятиями по выбору и уточнению комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Международных конференциях по физической мезомеханике (г. Томск, Россия, ИФПМ СО РАН, август 2003 г. и 2004 г.); V Международной научно-практической конференции «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (16-19 сентября 2003 г., г. Кемерово), техсоветах и семинарах Кузнецкого управления Госгортехнадзора России; научно-технических семинарах НЦ ВостНИИ.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 156 страницах машинописного текста, включая 46 рисунков, 15 таблиц, список использованных источников из 99 наименований, и двух приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ состояния нормативной базы по пылевому режиму в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки.

В решение проблемы борьбы с пылью в угольных шахтах и разрушения горных пород большой вклад внесли российские ученые И.Г. Ищук, Г.А. Поздняков, Б.Ф. Кирин, В.Н. Пузырев, В.И. Мурашев, В.В. Ткачев, В.В. Кудряшов, Л.Я. Лихачев, А.В. Трубицын, Е.З. Позин, С.Е. Чирков, Л.Б. Глатман, В.З. Ме-ламед и многие другие исследователи.

При ведении работ по добыче угля неизбежно образуется угольная пыль, которая переходит во взвешенное состояние и выделяется в атмосферу горных выработок. Витающая пыль оказывает многофакторное влияние как на производственную среду, так и на человека, осуществляющего производственную деятельность в этой среде. Эти проявления обусловлены в основном двумя на-правленностями ее влияния: как профессиональной вредности и производственной опасности. Коротко рассмотрим каждую из них.

Основной характеристикой, определяющей пылевую обстановку в горных выработках, является концентрация угольной пыли в воздухе рабочей зоны. При этом основными показателями опасности угольной пыли, с точки зрения риска возникновения заболеваний, являются содержание свободного диоксида кремния и дисперсный состав пылевого аэрозоля. Исследования же по влиянию дисперсного состава на возникновение заболевания пылевой этиологии в России достаточно разрозненны и противоречивы.

Профессиональная вредность витающей угольной пыли определяется тем, что при ее вдыхании она частично остается в организме человека, вызывая различные заболевания пылевой этиологии. Анализ существующих в мире представлений о степени влияния пылевого аэрозоля на организм человека позволяет говорить о том, что вдыхаемая тонкодисперсная пыль (фракции до 10 мкм) практически полностью оседает в легких и не выводится из организма с помощью механизмов самоочистки, вызывая пневмокониозы. Пыль более крупных

фракций лишь частично выводится из верхних дыхательных путей и бронхов. Ее накопление приводит к развитию профессиональных трахеобронхиальных и производственно обусловленных заболеваний. Анализ данных по профессиональным заболеваниям показал, что в структуре хронических нозологических форм приоритетные места принадлежат заболеваниям, в этиологии которых основная роль отводится воздействию промышленных аэрозолей.

Основное свойство рудничной пыли как производственной опасности обусловлено ее взрывчатостью. Известно, что отложившаяся по сети горных выработок угольная пыль, переходя во взвешенное состояние при взрыве, способна участвовать в нем, многократно увеличивая разрушительные последствия.

Подобная ситуация, безусловно, должна определять пристальное внимание к решению вопросов предупреждения пылеобразования и нормализации атмосферы угольных забоев по пылевому фактору. Поэтому в России в нормативной документации по безопасности ведения горных работ обязательно предусматриваются требования к пылевому режиму и порядку ведения производственного контроля пылевого фактора.

Основные положения к организации ведения работ по пылевому фактору приведены в «Правилах безопасности в угольных шахтах» ПБ 05-618-03 и двух инструкциях, являющихся приложениями: «Инструкции по комплексному обеспыливанию воздуха» и «Инструкции по замеру концентрации пыли и учету пылевых нагрузок». В приведенных нормативных документах достаточно полно приведены основные требования к оборудованию и мероприятиям по борьбе с пылью. Однако методология ведения контроля пылевого фактора практически отсутствует.

Во второй главе на основании проведенного оптического сканирования образцов углей различных марок и шахтопластов Кузбасса установлены характерные средние размеры неоднородностей поверхности скола и коэффициенты блочности частиц продуктов разрушения угля.

Основными задачами, которые необходимо было решить на первом этапе исследований, являлись установление возможности использования изображе-

ний, получаемых в результате оптического сканирования угольных образцов, в дальнейшей численной обработке по определению количества и дисперсного состава угольной пыли, выделяющейся при заданных параметрах разрушения, и разработка критерия проверки достоверности разработанного метода.

Процесс разрушения угля, как и любого другого материала, является сложным многоуровневым явлением. Процесс фрагментации материалов (как гомогенных, так и гетерогенных) имеющих в том числе исходную фрактальную структуру, носит иерархический многоуровневый характер. Это позволяет использовать для характеристики фрагментации материалов фрактальную размерность. Важным приложением концепции фрактала для изучения процессов разрушения материалов является исследование распределения выделяемых фрагментов (блоков) по размерам и массе.

В этом ряду задача разрушения угля как естественного природного композита и сопутствующая проблема образования пылевых частиц размерами 1 100 мкм и определили выбор масштабов исследований данной работы, который составил 1 •'"2400 мкм. При этом определялся размер последовательности блоков в процессе разрушения. Для количественной характеристики поверхностей разрушения угля применялась непрямая методика определения фрактальной размерности, основанная на анализе их оптических изображений. Следует отметить, что все оптические исследования выполнялись совместно с ИФПМ СО РАН (г. Томск).

Оптические изображения поверхности образцов угля получали на измерительном комплексе высокого разрешения TOMSC. Размеры регистрируемых участков составляли 1070 х 1070 мкм и 550 х550 мкм. Кроме того, исследования проводились на оптическом микроскопе высокого разрешения АхктеЛ 25Л. Размеры регистрируемых участков при этом составляли 2400x1800 мкм. Место регистрации на поверхности образцов выбиралось случайным образом.

Поверхности разрушения реальных твердых тел могут характеризоваться как случайные самоафинные фракталы. Это означает, что существует статистическая характеристика поверхности, которая сохраняется на разных масштабах

наблюдения, и для изменения масштабов вдоль различных пространственных направлений необходимо использовать анизотропные преобразования. В данной работе в качестве статистического параметра использовали среднюю разность яркости, приходящуюся на пару пиксел изображения. Выбор такого параметра обусловлен тем, что средняя разность яркости, приходящаяся на пару пиксел изображения, в меньшей степени зависит от неконтролируемого наклона исследуемой поверхности относительно падающего светового потока по сравнению с яркостью в отдельном пикселе изображения, и выбранный параметр позволяет исследовать корреляцию между точками изображения, поскольку разность яркости, приходящаяся на пару пиксел изображения удовлетворяет условиям, предъявляемым к парной корреляционной функции. Таким образом, для определения фрактальной размерности изображений поверхности исследуемого материала необходимо подсчитать корреляционные суммы разностей яркости пар точек для различных расстояний между ними.

В результате произведенных исследований получено более 1000 оптических изображений в различных масштабах и для разных марок углей и шахто-пластов. В качестве примера на рис. 1 показаны изображения поверхностей разрушения угля марки Г (пласт Байкаимский, шахта им. 7 Ноября). Результаты фрактального анализа изображений (для различных марок углей) приведены в табл. 1 (здесь Н[ И Нг - показатели Гельдера вдоль и поперек поверхности, Ь1;, ь"*, - характерные масштабы поверхностей разрушения для направлений вдоль и поперек образца, - коэффициент формы блоков). Распределение характерных размеров частиц продуктов разрушения угля периодично, и величины коэффициентов формы блоков для угля разных марок изменяются в достаточно широком диапазоне значений от 1,18 до 5,16. Наиболее часто наблюдается значение коэффициента формы блоков в пределах 2,5 3,0 при среднем значении 2,65.

Рис.1. Оптическое изображение скола угля (а) и зависимость корреляционных сумм от логарифма расстояния между точками изображения (б) с размерами участка 2400x1800 мкм, 1070x1070 мкм, 550x550 мкм соответственно

Результаты фрактального анализа оптических изображений

Марка угля н, н2 ¿Li. МКМ шах 2 > МКМ МКМ МКМ /Ч> maxl > МКМ L'Li- МКМ к, к2

Т 1,592+ 0,022 1,789± 0,026 44,89± 10,23 179,40± 35,31 15,17± 2,82 121,55± 25,29 17,66+ 2,80 137,19± 38,03 2,96 1,48

Г 1,481± 0,073 1,779± 0,068 13,147 ±2,11 128,17± 50,12 8,96± 1,75 45,48± 8,06 10,37± 2,17 64,44± 26,86 1,47 2,82

г 1,636± 0,079 1,854± 0,060 31,52± 7,90 249,72± 67,67 10,46± 0,19 51,56± 5,42 17,58± 2,90 75,52± 19,66 3,01 4,84

дг 1,590± 0,015 1,868± 0,019 24,89± 4,34 252,28± 38,97 12,04± 2,50 52,74± 9,67 20,12± 3,57 257,45± 79,32 2,07 5,16

ж 1,568± 0,058 1,830± 0,065 24,51± 3,54 193,78± 44,33 18,87± 1,52 75,01± 6,25 21,76+ 1,95 137,52± 37,90 1,30 2,58

ОС 1,640± 0,010 1,887± 0,047 27,92± 1,65 245,87± 68,46 10,55± 0,28 92,19± 35,72 15,12± 0,68 179,7± 54,16 2,64 2,67

Для исследования рельефа поверхности сколов образцов в субмикронном масштабе измерений использовался атомный силовой микроскоп (ACM) SMM-2000Т. Прибор позволяет получать трехмерные топографические изображения площадок поверхности с максимальным линейным размером 40 х 40 мкм с на-нометровым разрешением. Максимально возможное перемещение иглы в направлении, перпендикулярном изучаемой поверхности, составляет 2 мкм с разрешением ~1нм. Результаты исследований (также для угля, отобранного с пласта Байкаимского) приведены на рис. 2. Для определения характерных средних размеров поверхностей скола на основе статистического анализа были построены гистограммы распределения характерных размеров поверхностей разрушения углей при анализе корреляционных сумм, подсчитанных вдоль, поперек и после усреднения по указанным направлениям. На рис. 3 приведена усредненная по направлениям гистограмма частотности повторения характерных масштабов разрушения угла при анализе изображений.

Рис. 2. Трехмерное ACM - изображение поверхности разрушения угля марки Г и профиль его поперечного сечения

Рис. 3. Усредненная гистограмма частотности повторения характерных масштабов разрушения угля при анализе корреляционных сумм

Из приведенной диаграммы видно, что наблюдается отчетливо выраженная удлиненная форма размеров фрагментов.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлены закономерности распределения характерных размеров частиц продуктов разрушения угля и их периодичность, которая может определяться по результатам оптического сканирования образцов угля на нано-, мезо- и микроуровнях, а также определены характерные средние размеры неоднородностей поверхности скола образца угля с коэффициентом блочности для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0, что может являться критерием оценки достоверности разрабатываемого метода прогноза. Кроме того, установлено, что качество изображений с точки зрения визуализации петрографического состава и трещиновато-сти образцов с размерами изображения 550 х 550 и 1070 х 1070 мкм соответствует требованиям компьютерного моделирования процессов разрушения.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований по изучению коэффициента блочности для макрообразцов угля, а также метод прогноза количества и фракционного состава пыли, основанный на масштабных параметрах, при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля.

Экспериментальные исследования проводились для углей разных марок и шахтопластов. Определялись характерные размеры каждого образца и суммарный вес образцов, коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконо-ва, дисперсный состав разрушенных образцов угля. После этого измерялись характерные размеры надрешетного продукта сита с сеткой 10 мм. Цикл повторяли до тех пор, пока не осталось кусков, не прошедших через это сито.

Результаты исследований по определению коэффициента блочности для образцов угля, отобранных с пласта Байкаимского (три цикла разрушения) приведены в табл. 2-4 и на рис. 4, ситового анализа - в табл.5 и на рис. 5.

Коэффициент формы блочности в первом цикле разрушения

№ пп. Характерные размеры, мм Ко>ф| 1ИПИСНТ формы

ь, и и и и и/и и и

1 41,2 27,2 26,4 1,8 2,4 4,2

2 41,2 35,5 30 1,9 1,2 2,4

3 53,1 28 22,5 1,2 1,2 1,4

4 57,2 32,2 13,5 1,5 1 1,6

Средаее 48,18 30,73 23,1 1,6 1,45 2,4

Таблица 3

Таблица 4

Коэффициент формы блочности в третьем цикле разрушения

№ пп. Характерные размеры, мм Ко>ф< 1нцнент формы

Ь, и и и! Ъг и и и/и

1 и 9,8 7,7 1,7 2 3,4

2 11,5 9,5 7 1,3 1 1,3

3 11,5 10,8 10,6 1,2 1,5 1,8

4 11,8 10 4,9 1,2 1,8 2,2

5 12 10,5 6,4 1,1 2 2,2

6 12,1 11,2 5,5 1,1 1,6 1,9

7 12,6 10,5 5,7 1,2 2 2,4

8 13,4 ИД 7,4 1Д 1 1,1

9 14,2 11,2 11 1,2 1,4 1,6

10 17,8 10,5 5,2 1,1 1,3 1,4

Среднее 12,79 10,52 7,14 1,22 1,56 1,93

40

1 2 3 4 б « 7 а 9 10 11 12 13 14 15 18 17 18 19 20 21 22 23 24 25 28 27 28 29 30

■и - и —•—1.3

Рис. 4. Характерные размеры образцов угля во втором цикле разрушения

Весовая доля фракций в трех циклах разрушения

Размер Масса навески, г Весовая доля фракций, %

фрак- 1-й 2-й 3-й 1-й цикл 2-й цикл 3-й цикл

ции, мм цикл цикл цикл

<0,05 0,3 0,4 0,4 0,6 12 2,1 1,4 1,7 2,9 5,5 6,3

0,05 1 0,9 0,7 2,0 4,0 7,1 3,1 3,9 6,5 9,6 10,9

0,063 1 1 0,7 2,0 4,0 7,1 3,4 4,3 7,2 9,6 10,9

0,1 1 1,1 0,7 2,0 4,0 7,1 3,8 4,8 7,9 9,6 10,9

0,16 0,9 0,9 0,5 1,8 3,6 6,4 3,1 3,9 6,5 6,8 7,8

0,2 1,9 1,9 0,9 3,8 7,6 13,5 6,5 8,2 13,7 12,3 14,1

0,315 15 1,7 0,7 3,0 6 10,6 5,8 7,4 12,2 9,6 10,9

0,4 3,4 3,3 1 6,7 13,7 24,1 11,3 14,3 23,7 13,7 15,7

0,63 3,1 2,7 0,8 6,1 12,5 22 9,2 11,7 19,4 11 12,5

1,0 4,9 4,5 0,6 9,7 19,7 15,4 19,5 8,2

1,6 5,9 4,7 0,3 11.7 23,7 16,1 20,3 4,1

2,5 8,6 6,1 17 20,9

5,0 5,9 11,7

7,0 6,7 13,3

>10,0 4,4 8,7

£

Размер частиц, мм

1 цикл - к >1 цикл • 3 цикл

Рис. 5. Изменение весовой доли фракций в трех циклах разрушения

Проведенные экспериментальные исследования подтверждают, что коэффициент блочности для различных марок угля и на макроуровне также находится в диапазоне 2,5-3. Таким образом, установлены исходные предпосылки для разработки метода прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники: оптические изображения образцов конкретного угля пригодны для компьютерного моделирования процесса разрушения, а распределение характерных размеров подчиняется коэффициенту блочности, находящемуся для углей разных марок в диапазоне 2,5-3, что может служить характеристикой достоверности получаемых в процессе моделирования результатов.

Для реализации метода прогноза совместно с лабораторией механики структурно-неоднородных сред ИФПМ СО РАН (г. Томск) был разработан программный комплекс для моделирования деформации и разрушения угля на макро- и мезоуровнях. Комплекс предназначен для оценки фракционного состава пылевых частиц, образующихся при разрушении углей разного состава для заданных технологических параметров. Главными входными данными являются «карта» мезообъема выбранного типа угля, определяемая на основе оптической микроскопии, и физико-механические характеристики его основных составляющих (литотипов). Проведение численного моделирования осуществляется в четыре этапа: подготовка данных (получение оптического изображения угля, определение характерных литотипов на изображении и выделение границ литотипов и неоднородностей образца, тонирование неоднородностей по специально разработанной шкале, определение физико-механических свойств неоднородностей), определение вида деформации и количественных показателей во времени и пространстве по заданным параметрам горного комбайна, моделирование механического поведения (деформации и разрушения) выбранного мезообъема угля, анализ и обработка полученных данных. Таким образом, метод прогноза количества и фракционного состава пыли заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием про-

цессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля.

В четвертой главе приведены результаты апробации разработанного метода прогноза количества и фракционного состава образующейся при разрушении массива угля горными комбайнами угольной пыли, а также разработанные предложения в нормативный документ по выбору рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Для апробации разработанного метода прогноза фракционного состава угля был проведен комплекс работ, который заключается в следующем. На первом этапе (проектирования очистного забоя) отбирались образцы угля, на поверхности разломов которых проводилось оптическое сканирование. Одновременно определялись коэффициенты блочности и характерные фрактальные размеры угля. Далее по стандартным методикам определялся комплекс физико-механических свойств характерных литотипов данного угля. Полученное оптическое изображение вводилось в программный комплекс, и по заданным технологическим параметрам для данного типа горного комбайна (скорость резания, суточная добыча, скорость подвигания забоя) моделировался процесс разрушения угля с определением количества и фракционного состава продуктов разрушения. При этом критерием достоверности полученных в результате моделирования результатов определения фракционного состава являлся установленный на первом этапе исследований коэффициент блочности для данного угля. По полученным данным определялся комплекс мероприятий, способов, средств и параметров систем пылеподавления. По известной эффективности применяемых систем пылеподавления рассчитывалась остаточная запыленность воздуха в забое. Для определения фракционного состава пылевых частиц размером 2100 мкм были проведены расчеты деформации и разрушения выбранного мезо-объема угля в условиях комбинации трехстороннего сжатия и сдвига по модели, учитывающей накопление повреждений в угле. С целью автоматического определения распределения весовых долей фракций была разработана методика

расчета, основанная на анализе распределения поврежденности (модель Драго-на-Мруза). Коротко приведем полученные результаты.

Континуальная модель среды, учитывающая эффекты накопления повреждений в материале, допускает следующую интерпретацию результатов расчета напряженно-деформированного состояния, на основе которой можно получить и приближенную оценку фракционного состава угля при разрушении. Параметр модели

О)

определяет степень поврежденности материала, который, как видно из этой формулы, однозначно связан с объемной пластической деформацией, а - константа материала, - объемная пластическая деформация. При деформации относительно хрупких материалов объемная пластическая деформация определяет степень разрыхления материала при нагружении. Распределение объемной пластической деформации в мезообъеме угля считаем известным, оно определяется в результате расчета напряженно-деформированного состояния мезообъ-ема угля при данном виде нагружения. Деформация изменения объема в случае плоской деформации по определению есть

(2)

где - элементарная площадка.

Пусть при накоплении повреждений вся объемная пластическая деформация связана с раскрытием микро- и мезотрещин, которые в процессе разрушения покрывают всю рассматриваемую элементарную площадку 5 и ориентированы хаотически. Примем, что характерный размер частиц Б для N трещин,

образовавшихся в результате растрескивания элементарной площадки равен

Предполагаем, что образуются сквозные трещины, то есть их длина равна Ь. Допустим также, что площадь N элементарных трещин равна

где 5 - среднее раскрытие берегов трещины, её «ширина». Тогда из формул (2) и (4) следует, что

■кк

(5)

или

(6)

Но тогда из выражений (3) и (6) следует формула вида

для оценки распределения по размерам частиц угля, которые будут образовываться в элементах мезообъема с разным уровнем поврежденности, то есть с

разной объемной пластической деформацией . Здесь дополнительно введен некоторый поправочный коэффициент К (порядка единицы). По результатам моделирования механического поведения (деформации и разрушения) образца угля получены картины поля скоростей деформаций, накопления повреждений и распределения фракционного состава на различных этапах деформирования (рис. 6), автоматически рассчитанного по приведенной выше методике

На следующем этапе проводился мониторинг пылевой обстановки в очистном забое. Данные мониторинга сравнивались с прогнозными характеристиками и корректировались мероприятия по борьбе с пылью и их параметры. Подобные исследования проведены более чем на 30 шахтах Кузбасса. Выборочные результаты мониторинга пылевой обстановки приведены в табл. 6. По результатам мониторинга пылевого фактора было установлено, что существовавший ранее порядок установления технически достижимых уровней запыленности воздуха (ТДУ), ведения производственного контроля и оценки эффективности средств пылеподавления нуждается в пересмотре вследствие изменившихся в последнее десятилетие нагрузок на очистные забои и модернизации парка угледобывающей техники. В связи с этим были разработаны предложе-

(1)-(7).

ния в нормативный документ, обосновывающий процедуру определения и согласования ТДУ запыленности воздуха, методы измерения концентрации пыли в атмосфере горных выработок и выбор рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью, который осуществляется на основе прогноза количества и дисперсного состава образующейся пыли с уточнением его на основе результатов мониторинга пылевой обстановки в забое, что обусловливает порядок ведения производственного контроля пылевого режима в очистных забоях угольных шахт. ТДУ запыленности воздуха определяются при вводе в эксплуатацию забоя, и по их результатам производится корректировка комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

в)

Рис. 6. Картины поля скоростей деформаций (а), накопления повреждений (б) и распределение фракционного состава (в) при деформации сдвига

Результаты измерения запыленности воздуха в очистных забоях угольных шахт_

Шахта, пласт, марка Наименование вы- Добыча, т/сут Тип ком- Тип ороси- Давление, МПа/ расход Место отбора проб Запыленность воздуха по фракциям, мг/м3 Весовая доля фракций, %

угля работки (т/мес) байна телей воды, л/мин 0-4 мкм 4-10 мкм 10-100 мкм 0-100 мкм 0-4 мкм 4-10 мкм 0-10 мкм

Машинист ком- 34,37 58,67 83,2 176,24 19,5 33,3 52,8

байна

10-15 м от ком- 18,46 32,85 63,27 114,58 16,1 28,7 44,8

КФ 1,4/120 байна

Полосу-хинская, 26а, Ж 1,6-75 Машинист крепи 28,44 39,7 80,77 148,91 19,1 26,7 45,8

Лава 26312 3200 (90000) К-500Ю Сопряжение лавы и конвейерного штрека 34,98 51,14 86,32 172,44 20,3 29,7 50

Перед водяной 46,59 49,21 78,57 174,37 26,7 28,2 54,9

ПФ 1,4/25 завесой

За водяной завесой 21,98 22,73 35,56 80,27 28,3 28,3 56,6

Машинист ком- 3,6 59,8 71,9 135,5 2,7 44,1 46,8

байна

О- 10-15 м от ком- 20,7 123,1 30,4 174,2 11,9 70,7 82,6

243.0 1,5/190 байна

3/04* Машинист крепи 82,7 94,6 99,5 276,8 29,9 34,2 64,1

Абашев-ская, 67,Г Лава 6734 5600 (17500 0) ЕЗ^'-500 60 Сопряжение лавы и вентиляционного штрека 127,8 59,5 71 258,3 49,5 23 72,5

Перед лабиринт- 124,6 60,3 73,4 258,3 48,2 23,4 71,6

ПФ (5) 1,2/42 но-тканевой завесой

За лабиринтно-тканевой завесой 62 8,6 33 101,6 61 8,5 69,5

Полученные в результате проведенных исследований выводы вошли в отраслевой стандарт ОСТ 153-12.0-004-01 «Методы контроля запыленности» и разработанный нормативный документ «Порядок ведения производственного контроля пылевого фактора в угольных шахтах».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи по созданию метода прогноза пылевой обстановки в очистных забоях угольных шахт, имеющей существенное значение в области промышленной безопасности.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведен анализ состояния нормативной базы по пылевому фактору в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки. Установлено, что существовавший ранее порядок определения технически достижимых уровней и ведения производственного контроля нуждается в пересмотре вследствие изменившихся в последнее десятилетие нагрузок на очистные забои и модернизации парка угледобывающей техники.

2. По результатам оптического сканирования образцов угля на оптическом комплексе и атомно-силовом микроскопе установлено, что распределение характерных размеров частиц продуктов разрушения угля периодично. При этом характерные средние размеры неоднородностей поверхности скола образца угля определяются коэффициентом блочности, находящимся для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0.

3. В результате проведенного комплекса экспериментальных исследований разработан метод прогноза количества и фракционного состава пыли на основе масштабных параметров, который заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием процессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом

трещиноватости и физико-механических свойств угля на разработанном программном комплексе.

4. Мониторинг атмосферы по пылевому фактору показал хорошую сходимость результатов апробации разработанного метода и реальной пылевой обстановки в очистных забоях.

5. По результатам проведенных исследований разработаны предложения в нормативный документ, обосновывающий процедуру определения и согласования технически достижимых уровней запыленности и выбор рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью, который осуществляется на основе прогноза количества и дисперсного состава образующейся пыли с уточнением его по результатам мониторинга пылевой обстановки в забое, что обусловливает порядок ведения производственного контроля пылевого режима в очистных забоях угольных шахт.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кузнецов, П.В. Исследование масштабных уровней поверхностей разрушения угля / П.В. Кузнецов, П.В. Макаров, Н.В. Трубицына, СИ. Голоскоков // Пылевзрывобезопасность и рудничная аэрология: научные сообщения / ННЦ горного производства ИГД им. А.А. Скочинского. - М., 2004.- Вып. №327. - С. 170-177.

2. Трубицын, А.А. Исследование иерархии масштабов разрушения для прогноза пылевыделения при выемке угля в угольных шахтах / А.А. Трубицын, П.В. Макаров, М.С. Попов, СИ. Голоскоков, Д.В. Ботвенко // Безопасность угольных предприятий: сборник научных трудов / НЦ ВостНИИ. - Кемерово, 2002. -С. 110-119.

3. Трубицына, Н.В. Изучение степени опасности горных пород по фрикционному воспламенению метановоздушной смеси / Н.В. Трубицына, П.В. Макаров, Д.В. Ботвенко, М.С. Попов, СИ. Голоскоков // Безопасность угольных предприятий: сборник научных трудов / НЦ ВостНИИ. - Кемерово, 2002. -С.120-135.

4. Трубицын, А.А. Исследование поверхностной топографии образцов угля для определения характерных размеров пылевых частиц при разрушении / А.А. Трубицын, П.В. Макаров, СИ. Голоскоков // Сборник научных трудов Международной Академии Экологии и Безопасности Жизнедеятельности. -Кемерово, 2004. - Том 9. - №9. - С. 124-130.

5. Трубицына, Н.В. Разработка методического обеспечения оценки горных пород по степени фрикционной опасности / Н.В. Трубицына, СИ. Голоскоков, Д.В. Ботвенко // Сборник научных трудов Международной Академии Экологии и Безопасности Жизнедеятельности. - Кемерово, 2004. - Том 9. - №9. - С. 62-68.

Подписано в печать 14.11.2004 г. Тираж 100 экз. Формат 60x90 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л. Заказ № 434 2004.г. Кемерово. Ротапринт НЦ ВостНИИ, ул. Институтская, 3.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Состояние рудничной атмосферы в угольных шахтах.

1.2. Способы и средства борьбы с пылью в угольных шахтах.

1.3. Анализ теорий прогноза пылевой обстановки.

1.4. Состояние нормативно-методической базы контроля пылевой об- 23 становки.

1.5. Выводы, цель и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЕРАРХИИ МАСШТАБОВ РАЗРУШЕНИЯ ДЛЯ ПРОГНОЗА ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ ВЫЕМКЕ УГЛЯ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

2.1. Исследование процессов разрушения материалов.

2.2. Методика определения фрактальной размерности.

2.3. Результаты определения фрактальной размерности.

2.4. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗА ПЫЛЕВОЙ ОБСТАНОВКИ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ НА ОСНОВЕ МАСШТАБНЫХ ПАРАМЕТРОВ

3.1. Методика экспериментальных исследований.

3.2. Результаты экспериментальных исследований блочности фрагментов при разрушении угля.

3.3. Разработка метода прогноза пылевой обстановки в угольных шахтах на основе масштабных параметров.

3.4. Выводы.

4. АПРОБАЦИЯ МЕТОДА ПРОГНОЗА ПЫЛЕВОЙ ОБСТАНОВКИ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ НА ОСНОВЕ МАСШТАБНЫХ ПАРАМЕТРОВ

4.1. Прогноз пылевой обстановки в угольных шахтах на основе масштабных параметров.

4.2. Результаты мониторинга пылевой обстановки в очистных забоях угольных шахт Кузбасса.

4.3. Выводы.

Актуальность работы. В настоящее время для угольных предприятий России характерны процессы, напрямую связанные с модернизацией парка технологического оборудования, разработкой новых шахтных полей и, как следствие, значительным ростом нагрузок на забои и производительности труда. Подобная ситуация обусловила возникновение целого комплекса проблем в области безопасности ведения горных работ, которые неизбежно приводят к росту травматизма и аварийности на угольных шахтах. Одной из таких задач, которая требует незамедлительного решения, является разработка методов прогноза пылевой обстановки при вводе в эксплуатацию новых забоев для оптимального выбора комплекса оборудования и мероприятий по борьбе с пылью.

Актуальность этой темы определена, в первую очередь, тем, что практически все последние крупные аварии были связаны с многочисленными случаями смертельного травматизма по причине участия во взрывах метана угольной пыли. Поэтому вопросы предупреждения и прогнозирования пылеобразования при ведении горных работ в настоящее время становятся наиболее актуальными.

Целью работы является разработка метода прогноза пылевой обстановки на основе масштабных параметров для выбора оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Идея работы заключается в прогнозировании количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники на основе моделирования процесса разрушения угля по данным оптического сканирования угольных образцов.

Задачи исследований:

- анализ состояния нормативной базы по пылевому фактору в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки;

- исследования по выбору методики и аппаратуры для оптического сканирования угольных образцов и определения критерия достоверности метода прогноза пылевой обстановки;

- разработка метода прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники.

- обоснование и разработка предложений в нормативные документы по порядку ведения контроля пылевого фактора при выемке угля и выбору оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Методы исследований включают анализ и обработку научно-технической информации, исследование угольных образцов методом оптического сканирования, компьютерное моделирование процессов разрушения угля, статистические методы обработки полученной информации, мониторинг атмосферы очистных забоев.

Научные положения, выносимые на защиту:

- распределение характерных размеров частиц продуктов разрушения угля периодично и характеризуется коэффициентом блочности для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0;

- метод прогноза количества и фракционного состава пыли заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием процессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля;

- выбор рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью осуществляется на основе прогноза количества и дисперсного состава образующейся пыли с уточнением его на основе результатов мониторинга пылевой обстановки в забое, что обусловливает порядок ведения производственного контроля пылевого фактора в очистных забоях угольных шахт.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- представительным объемом полученных данных по статистическому анализу оптических и электронных изображений поверхностей скола угля (более 1000 изображений);

- использованием апробированных методов и приборов контроля запыленности рудничного воздуха;

- положительными результатами апробации разработанного метода прогноза количества и фракционного состава продуктов разрушения угля при использовании угледобывающей техники с заданными технологическими параметрами.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности распределения характерных размеров частиц продуктов разрушения угля и их периодичность, которая может определяться по результатам оптического сканирования образцов угля;

- определены характерные средние размеры неоднородностей поверхности скола образца угля с коэффициентом блочности для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0;

- разработан метод прогноза количества и фракционного состава пыли на основе масштабных параметров, который заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием процессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля.

Личный вклад автора состоит:

- в проведении анализа состояния нормативной базы по пылевому режиму в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки;

- в разработке метода прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники;

- в разработке и обосновании предложений в нормативные документы по порядку ведения контроля пылевого фактора при выемке угля и выбору оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Практическая ценность работы состоит в разработке метода прогноза количества и фракционного состава образующейся угольной пыли при заданных технологических параметрах угледобывающей техники и обосновании предложений в нормативные документы по порядку ведения контроля пылевого фактора при выемке угля и выбору оптимального комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Реализация работы. Полученные результаты и выводы диссертационной работы использованы при разработке нормативных документов по ведению производственного контроля пылевого фактора в угольных шахтах и в практической работе с угольными предприятиями по выбору и уточнению комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на Международных конференциях по физической мезомехани-ке (г. Томск, Россия, ИФПМ СО РАН, август 2003 г. и 2004 г.); V Международной научно-практической конференции «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (16-19 сентября 2003 г., г. Кемерово), техсоветах и семинарах Кузнецкого управления Госгортехнад-зора России; научно-технических семинарах НЦ ВостНИИ.

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю доктору технических наук А.А. Трубицыну, доктору технических наук Н.В. Трубицыной, а также всем сотрудникам ООО «ВостЭКО» за помощь при выполнении работы.

4.3. Выводы

В результате проведенных работ по апробации разработанного метода прогноза пылевой обстановки в угольных шахтах на основе масштабных показателей установлено следующее.

1. По результатам расчетов с учетом рассчитанного выхода пыли, минутной производительности комбайна 7 т/мин, расхода воздуха по лаве 1200 м3/мин и эффективности заложенных в техническую характеристику средств пылеподавления ожидаемая запыленность воздуха в лаве должна составлять 150-200 мг/м3. При этом фракций до 10 мкм в воздухе должно быть не менее 50 % при давлении в системе орошения 1,5 МПа, что будет определять правильность выбора комплекса мероприятий, способов, средств и параметров систем пылеподавления.

2. По результатам мониторинга пылевой обстановки в лаве 26-312 по пласту 26а шахты Полосухинская установлено, что запыленность воздуха в лаве в различных точках находилась в пределах 80-177 мг/м3 при расчетной о

150-200 мг/м , что свидетельствует о хорошей сходимости разработанного метода.

3. Давление в системе орошения комбайна К-500составляло 1,4 МПа, а весовая доля фракций до 10 мкм находилась в пределах 44,8-56,6 %. В связи с этим были скорректированы параметры системы орошения: рекомендовано повышение давления в системе орошения комбайна до 1,8 МПа.

4. Разработаны предложения в нормативный документ, обосновывающий процедуру определения и согласования ТДУ запыленности воздуха, методы измерения концентрации пыли в атмосфере горных выработок и выбор рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью. ТДУ запыленности воздуха определяются при вводе в эксплуатацию забоя, и по их результатам производится корректировка комплекса мероприятий по борьбе с пылью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи по созданию метода прогноза пылевой обстановки в очистных забоях угольных шахт, имеющей существенное значение в области промышленной безопасности.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведен анализ состояния нормативной базы по пылевому фактору в угольных шахтах и методов прогноза пылевой обстановки. Установлено, что существовавший ранее порядок определения технически достижимых уровней и ведения производственного контроля нуждается в пересмотре вследствие изменившихся в последнее десятилетие нагрузок на очистные забои и модернизации парка угледобывающей техники.

2. По результатам оптического сканирования образцов угля на оптическом комплексе и атомно-силовом микроскопе установлено, что распределение характерных размеров частиц продуктов разрушения угля периодично. При этом характерные средние размеры неоднородностей поверхности скола образца угля определяются коэффициентом блочности, находящимся для различных марок углей в диапазоне 2,5-3,0.

3. В результате проведенного комплекса экспериментальных исследований разработан метод прогноза количества и фракционного состава пыли на основе масштабных параметров, который заключается в оптическом сканировании образцов с последующим моделированием процессов разрушения при заданных технологических параметрах угледобывающей техники с учетом трещиноватости и физико-механических свойств угля на разработанном программном комплексе.

4. Мониторинг атмосферы по пылевому фактору показал хорошую сходимость результатов апробации разработанного метода и реальной пылевой обстановки в очистных забоях.

5. По результатам проведенных исследований разработаны предложения в нормативный документ, обосновывающий процедуру определения и согласования технически достижимых уровней запыленности и выбор рационального комплекса мероприятий по борьбе с пылью, который осуществляется на основе прогноза количества и дисперсного состава образующейся пыли с уточнением его по результатам мониторинга пылевой обстановки в забое, что обусловливает порядок ведения производственного контроля пылевого режима в очистных забоях угольных шахт.

1. Саламатин А.Г. Угольная промышленность России: проблемы и возможности устойчивого развития // Энергетическая политика 1999.-№3.-С. 16-20.

2. Зайденварг В.Е. Структурные преобразования в угольной промышленности в России // Энергетическая политика 1999.-№3.-С.25-31.

3. Patrick Sebastien, Reymond Begin. Этиопатогенез пневмокониозов // Энциклопедия по безопасности и гигиене труда,- М., 2001.- Т.З.- С. 190.

4. Фомин А.И. Разработка метода оценки условий труда при расследовании и регистрации случаев профзаболеваний в угольной отрасли // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кемерово-2004. — С. 156.

5. П.В. Макаров, Н.В. Трубицына, Д.В. Ботвенко. Оценка температуры поверхности динамического контакта горных пород и режущего инструмента для определения степени опасности пород по фрикционному воспламенению метановоздушной смеси. Том 9 №9, стр. 97-102.

6. Петрухин П.М., Гродель Г.С., Жиляев Н.И. и др. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах. — М.:Недра, 1981.- 271 С.

7. Предварительное увлажнение угольных пластов./Под ред. П.Н. Торско-го и др. М.: Недра, 1974.- 208с.

8. Журавлев В.П., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С. Пылеподавление путем нагнетания растворов и эмульсий в угольные пласты. М.,1973.- 73 с. - (ЦНИЭИ-уголь).

9. Легкодух И.Г., Буймов К.К. Опыт применения низконапорного нагнетания воды в пласты Кузбасса // Вентиляция шахт и предупреждение эндогенных пожаров: Сборник научных трудов ВостНИИ.- Кемерово, 1975,- С.130-133.

10. Пережилов А.Е., Ямщиков B.C., Диколенко Е.Я. Оценка качества гидродинамического воздействия на угольные пласты через скважины // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 1995.-№6.-С.24-29.

11. Ищук И.Г. Совершенствование способов и средств гидрообеспыливания очистных забоев // Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского. Вып. 236.-М., 1985.- С.15-21.

12. Забурдяев Г.С. Пылеподавление диспергированной жидкостью // Уголь. 1995.-№ 12.-С.48-49.

13. Никифорова О.И. Сравнение эффективности действия различных механизмов пылевого захвата водным аэрозолем // Горный журнал.-1995.- № 5.-С.64-67.

14. Кудряшов В.В. Смачивание пыли и контроль запыленности воздуха в шахтах. М.: Наука, 1979. - 200 с.

15. Глузберг В.Е. О влиянии распределения радиусов капель на эффективность пылеулавливания с помощью орошения // Горный журнал. 1977.- № 9.-С.70-74.

16. Журавлев В.П. Параметры и эффективность ПГО при работе очистных комбайнов // Борьба с силикозом. Т.9.- М.: Наука, 1974,- С.62-66.

17. Лихачев Л.Я., Белоногов И.П., Трубицын А.В., Василов Г.Г., Додонов И.П. Применение водо-воздушных эжекторов для борьбы с пылью при работе выемочных и проходческих комбайнов // Труды ВостНИИ. Т.21.- Прокопьевск, 1974.-С.7-18.

18. Бобров А.И., Коренев А.П. Пути улучшения пылевой обстановки в горных выработках на основе управления пылевоздушными потоками // Безопасность труда в промышленности. -1996.-№1.-С.18-22.

19. Бурчаков А.С. Научные основы обеспыливания атмосферы в очистных и подготовительных забоях угольных шахт: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. / МГИ. -М., 1963.

20. Бекирбаев Б.Д., Гродель Г.С. и др. Борьба с угольной и породной пылью в шахтах / -М.: Госгортехиздат, 1959. —500 с.

21. Быков A.M., Лихачев Л.Я., Онтин Е.И., Петров И.П. Способы борьбы с пылью на угольных шахтах. -М.: Недра, 1968. -188 с.

22. Гродель Г.С., Яремаченко П.П., Медведев Э.Н. Влияние горногеологических факторов на пылевыделение в очистных забоях шахт Донбасса. -Уголь, 1965, № 11, с. 58-59.

23. Журавлев В.П. Совершенствование гидрообеспыливания очистных и подготовительных угольных забоев// Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук/ Карагандинское отделение ВостНИИ. Караганда, -1974.-412 с.

24. Правила безопасности в угольных шахтах: ПБ 05-618-03. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. - 296 с.

25. Инструкция по комплексному обеспыливанию воздуха. -М., 1999.- С.3.21.

26. Инструкция по замеру концентрации пыли в шахтах и учету пылевых нагрузок. -М., 1999.- С. 22-33.

27. СанПиН 2.2.3.570-96. Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организации работ. -М., 1998.- 84 с.

28. СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. М., 1997. - 37 с.

29. Измеров Н.Ф., Денисов Э.И., Молодкина Н.Н. Основы управления риском ущерба здоровью в медицине труда // Медицина труда и промышленная экология.-1998.- № 3.- С. 1-9.

30. Баранов С.М. и др. Разработка системы управления пылевой безопасностью на предприятиях угольной промышленности/ Н.В. Трубицына, С.М. Баранов, В.В. Соболев// Безопасность угольных предприятий: Научные труды НЦ ВостНИИ. Кемерово, 2001. - С. 42-49.

31. Онищенко В.Я. Классификация и сравнительная оценка факторов риска // Безопасность труда в промышленности. 1995. - № 7. - С. 23-27.

32. ОСТ 153-12.0-004-01. Рудничная атмосфера. Методы контроля запыленности.

33. Садовский М.А. Естественная кусковатость горной породы// Докл. АН СССР. 1979. - Т. 247. -№ 4 - С. 829-831.

34. Садовский М.А., Болховптинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М: Наука, 1987. 100 с.

35. Кочарян Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2003,423 с.

36. Адушкин В.В., СпивакА.А, Гарное В.В., Спунгин ВТ. Движение структурных блоков массива горных пород при динамическом воздействии //

37. Взрывное дело.№90./47.Действие взрыва в неоднородной среде. М.: Недра-, 1990. С. 25-30.

38. Уломов В.И. Глобальная упорядоченность сейсмических структур и некоторые аспекты сейсмического районирования и долгосрочного прогноза землетресений // Сейсмичнось и сейсмическое районирование Северной Евразии. Вып. 1 . М.: ИФЗ РАН, 1993, С. 24-44.

39. Шарфановский И.И. Симметрия в природе. JL: Недра, 1983. 185с.

40. Гольдгт СВ. Деструкция литосферы и физическая мезомеханика // Физ. Мезомех.-2002. Т. 5.-№5.-С.5-22.

41. Lung С W., Mu Z.Q. //Phys. Rev. В. 1988. Vol. 38, № 16. 11781-11784.

42. Садовский М.А., Кочарян Г. Г., Родионов В. Я. О механике блочного горного массива // Докл.АН СССР. 1988.Т. 302, №2. С. 306-307

43. Шерман СИ., Семинский К.Ж., Борняков С.А. и др. Разломообразова-ние в литосфере: Зоны сдвига. Новосибирск: Наука, 1991. 523 с.

44. Шерман СИ., Горемных А.В., Борняков С.А., Гладков А.С., Шишкина Л.П. Динамика формирования генеральных разломов в зонах растяжения литосферы (результаты физического моделирования)// Физ. Мезомех. 2002. - Т.5. - №2. - С. 79 - 86.

45. Разломообразование в литосфере. Зоны растяжения. Под ред. Логачева Н.А. Новосибирск: Наука, 1992, 225с.

46. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства угля. Киев: Наукова Думка. -1988. - 191 с.

47. Ставрогин А.Н., Просеня А.Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. -М.: Недра.-1992.-225с.

48. Макаров П.В., Смолин И.Ю., Черепанов О.И., Трубицына Н.В., Ворошилов Я.С. Упруго-вязкопластическая деформация и разрушение угля на мезоскопическом уровне// Физ. Мезомех. 2002. - Т.5. - №3. - С.63-87.

49. Трубицын А.А., Макаров П.В., Черепанов О.И. и др. Адаптация методов мезомеханики к исследованию процессов деформации и разрушения угля.

50. Кемерово: Кузбасс Цот, 2002.115с.

51. Рац М.В., Чернышев СИ. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра,-1970.- 160с.

52. В.Е.Панин, П.В.Макаров, С.Г.Псахье и др. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: в 2-х т. Под ред. Панина В.Е. Новосибирск: Наука, 1995, Т.1. 298 с.

53. Макаров П. В. Моделирование процессов деформации и разрушения на мезоуровне // Известия АН. Механика твердого тела. 1999. - № 5. - С. 109131.

54. Пиотровский В.В. Использование морфометрии для изучения рельефа и строения 3емли//3емля во Вселенной. М.: Мысль, 1964. С. 278-297.

55. Журков СИ., Куксенко B.C., Петров В.А. Можно ли прогнозировать разрушение? В сб.:Будущее науки -М.: Знание, 1983, С. 99-107.

56. Костюченко В.Н., Кочарян ГГ., Павлов В.Д. Деформационные характеристики межблоковых промежутков различного масштаба // Физ. Мезомех. -2002. Т.5. - С.23-42.

57. Mandelbrot В.В., Passoja D.E., Paullay A J. Fractal Character of Fracture Surfaces of Metals// Nature. 1984, 308, p. 721-722.

58. Mandelbrot В. В., Rassoja D.E., Rnllax AJ.I/ШЪяе, 1984. Vol. 308. P.721-722.

59. Sit Hui, Zhang Yugui, Yan Zhengill Scr. Met. 1991. Vol. 25, № 3. P. 651654.

60. Mu Z.Q., Lung С W. II Theor. And Appl. Fract. Mech. 1992. Vol 17. P. 157-161.

61. LongQ.Y., Chen Jim., Chen Jizhi et al. II Scr. met. et mater. 1992. Vol. 27. P. 1319-1324.

62. Pande C.S., Richards I.E., Louat N. et al. // Acta met. 1987. Vol. 35, № 7. P. 1933-1637.

63. Davidson D.L. II Eng. Fract. Mech. 1989. Vol. 33, № 6. P. 965-977.

64. Шемякин Е.И. О свободном разрушении твердых тел ДАН, 1988, т.300, С. 1090-1094.

65. Кузнецов П.В., Оксогоев А.А., Петракова И.В. <1>рактальный анализ изображений поверхности обработанных дробью поликристаллов алюминиевого сплава при активном растяжении и их усталостная прочность // Физ. Мезомех. — 2004.- Т. 7. -№ 2. С. 49-57.

66. Кузнецов П.В., Панин В.Е., Левин КВ., Литщкий А.Г, Шрайбер Ю. Стадии и масштабы формирования фрактальной мезоструктуры при активном растяжении аустенитной нержавеющей стали.// Физ. мезомех. - 2000. - Т.З. -№4. - С. 89-95.

67. Гулидов А.И., Шабалин И.И Численная реализация граничных условий в динамических контактных задачах Новосибирск—И111М СО РАН — 1987.1.- 3 8 с.

68. Кузнецов П.В., Панин В.Е. Прямое наблюдение потоков дефектов и субмикронной локализации деформации на поверхности дуралюмина при помощи сканирующего туннельного и атомного силового микроскопов // Физ. мезомех. 2000. - Т.З. - №2. - С. 91-97.

69. Mandelbrot, В.В. The Fractal Geometry of Nature //Freeman, 1982. С 90-105.

70. Стефанов Ю.П. Локализация деформации и разрушение в геоматериалах. Численное моделирование// Физ. мезомех. 2002. -Т. 5. -№5.-С. 107-118.

71. Николаевский В.И. Механические свойства грунтов и теория пластичности // Механика твердых деформируемых тел. Т. 6. Итоги науки и техники. М: ВИНИТИ АН СССР. 1972. - С. 5-85.

72. Гарагаш И.А., Николаевский В.Н. Не ассоциированные законы течения и локализации пластической деформации //Успехи механики, 1989, -Т- 12, -№ i.-c 131-183.

73. Chen Y.M., Witlkins M.L. Stress analysis of crack problems: a three-dimensional, time-depement pendent computer program // Int. J. Fracture. -1976,- 12(4).- P. 607-617.

74. Немирович-Данченко M.M., Модель гипоупругой хрупкой среды: применение и расчету деформирования и разрушения горных по род//Физ. мезомех. 1998.-Т. 1.-№2.-С. 107-114.

75. ГОСТ 21153.0-75. Породы горные. Отбор проб и общие требования к методам физических испытаний.

76. ГОСТ 21153.1-75. Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову.

77. Садовский М.А., Кочарян Г. Г., Родионов В. Я. О механике блочного горного массива // Докл.АН СССР. 1988.Т. 302, №2. С. 306-307.

78. Панин В.Е. Основы физической мезомеханики// Физ. мезомех. — 1998. — Т. 1 .-№ 1. -С.5-22.

79. Панин В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердыхтел// Физ. мезомех. 1999. - Т.2.- № 6. - С.5-23.

80. Соболев В.В. Установление закономерностей процессов пылеобразования при работе высокопроизводительной угледобывающей техники отрасли // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Кеме-рово-2002. - С. 230.

81. Киселев В.В. Разработка метода определения области применения предварительного увлажнения угольных пластов для предупреждения пылеобразования // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кемерово-2002. - С. 129.

82. Грюнинг С. Исследование особенностей пылеобразования при высокопроизводительной струговой выемке угля // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кемерово-2004. — С. 156.

83. Панин В.Е. Методология физической мезомеханики как основа построения моделей в компьютерном конструировании материалов// Изв. вузов. Физика. 1995.-№ 11.-С.5-22.

84. Гриднева В.А., Немирович-Данченко М.М. Метод раздвоения точек сети для численного расчета разрушения твердых тел. Томск. - 1983. - С. 12.

85. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Под ред. Н.Б. Дортман// М. Недра. - 1976. - С. 527.

86. Веселовский B.C. Химическая природа горючих ископаемых// М. 1955. — С. 423.

87. Батуев Г.С., Голубков Ю.В., Ефремов А.К., Федосов А.А. Инженерные методы исследования ударных процессов// М. -Машиностроение. 1977.- С 240.

88. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия // М. — Мир. — 1989.- С.506.

89. Павлова Н.Н. Деформационные и коллекторские свойства горных пород // М. Недра. - 1975. - С.240.

90. ГОСТ 9414-74 Угли каменные. Метод определения петрографического состава.

91. Ксенофонтова А.И., Бурчаков А.С. Теория и практика борьбы с пылью в угольных шахтах// М.: Недра -1965. С. 230.

92. Поелуев А.П., Ищук И.Г., Забурдяев Г.С., Журавлев В.П. Подавление пыли различного дисперсного состава в угольных шахтах// М.: ЦНИЭИуголь 1975. — С 53.