Энергохимическое обоснование концентрационного предела воспламенения и взрыва угольной пыли и метана

И.Е. Колесниченко, д.т.н., проф., зав. кафедрой ФГБОУ ВПО «ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова»

В.Б. Артемьев, д.т.н., зам. генерального директора директор по производственным операциям ОАО «СУЭК»

Е.А. Колесниченко, д.т.н., проф., проф., ФГБОУ ВПО «ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова»

В.Г. Черечукин, заместитель главного инженера ВГУП «ВГСЧ»

Е.И. Любомищенко, к.т.н., доцент ФГБОУ ВПО «ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова»

Авторы полагают, что методика научного обоснования значения нижнего массового концентрационного предела воспламенения (НКПВ) горючего вещества должна учитывать энергетические характеристики взаимодействия горючих химических элементов, вступающих в химические реакции. Приведены новые определения горючего вещества и горючих химических элементов в угле. Авторы обосновывают метод количественного определения затрат энергии при разложении молекул горючего веществ угольной пыли и метана на горючие элементы и выделяемой энергии при экзотермических реакциях. Введено понятие воспроизводство энергии горючими веществами. На основании молекулярно-кинетической теории получены зависимости получаемой температуры и избыточного давления в результате выделения тепловой энергии горючим веществом. Приведён механизм распространения химических реакций в горючей среде в результате воспроизводства энергии горючим веществом. Приведена методика определения НКПВ угольной пыли и графический пример расчёта для условий пласта «Бреевский». Приведена методика обоснования наиболее взрывоопасных фракций угольной пыли, которые составляют до 40–50 мкм. Приведены результаты расчёта, которые показывают, что в горючей среде горных выработках распространяется горение с большой скоростью, а для возникновения детонационной волны из-за низкого избыточного давления нет условий.

№4 (128) 2016

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:
1. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах: Пер. с англ. М.: Мир, 1968. 592 c. 2. Семенов Н.Н. Теория горения // Наука и жизнь.- 1940. 8–9. С. 3-12. 3. Зельдович Я.Б. Теория ударных волн и введение в газодинамику. Изд-во АН СССР. М. Л., 1946. 187 с. 4. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. Теория детонации. Допущено Министерством высшего образования СССР в качестве учебного пособия для высших учебных заведений. Государственное издательство технико-теоретической литературы. М.: 1955. 268 с. 5. Зеленкин В.Г. Теория горения и взрыва: конспект лекций / В.Г. Зеленкин, С.И. Боровик, М.Ю. Бабкин. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. 166 с. 6. Карауш С.А. Теория горения и взрыва : учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / С. А. Карауш. М. : Издательский центр «Академия», 2013. - 208 с. 7. Torrent Javier Garcia, Fuchs Juan Cantalapiedra, Borrajo Juan Llamas Механизм воспламенения угольной пыли в присутствии метана. On the Combustion Mech-anism of Coal Dust in the Presence of Firedamp. Combust. and Flame. 1991. 87, N3-4, с. 371-374. Англ. 8. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: учеб. пособие. 4-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2010. 368 с.
Ключевые слова: угольная пыль, метан, взрывоопасность, молекуляр. но.кинетическая теория, горючие химические элементы, воспроизвод. ство энергии

Журнал "Горная Промышленность"№4 (128) 2016, стр.61