Пудрик В. Ю. Розробка методу локального прогнозу пожежної небезпеки виїмкової дільниці в процесі ведення гірничих робіт

Дисертація присвячена питанням підвищення рівня протипожежного захисту гірничих виробок експлуатаційних дільниць шахт. У роботі запропонований новий підхід до розробки методу прогнозу ендогенних пожеж у межах виїмкових дільниць, в основу якого покладений принцип, який полягає у визначенні ступеня впливу на пожежонебезпеку гірничо-геологічних (товщина пласта, марка вугілля та ін.) і гірничотехнічних (порядок відпрацювання пласта, кількість повітря, що поступає на дільницю, повнота виїмки та ін.) чинників. Це дозволило розробити математичну модель процесу самонагрівання вугільного скупчення з урахуванням конкретних гірничо-геологічних умов і на їх основі розрахувати критичні значення величин скупчення і температури вугілля в них. Математичним моделюванням самонагрівання вугілля з використанням даних шахт (величин скупчень і швидкості фільтрації через них повітря, теплопроводності вміщаючих порід) і даних лабораторних досліджень (хімічної активності вугілля, теплоти реакції окислення, коефіцієнтів дифузіїкисню у вугіллі) отримані залежності для разрахунків динаміки температур вугілля в скупченні. Експериментальними дослідженнями вугілля 28 шахт Донбасу в діапазоні марок від Д до Т розкрита природа критичної температури самонагрівання вугілля. Доведено, що критична температура зв'язана зі структурою вугілля. Установлено, що значення критичних температур самозаймання вугіль Донбасу коливаються від 60 до 120 оС. При цьому низькі температури відповідають пластам вугілля, на яких були часті випадки самозаймання, а високі - пластам, на яких випадків самозаймання не було, або були поодинокі. Визначена теплота реакцій окислення вугілля, яка знаходиться в межах 12,0·106-18,9·106 Дж/м3, значення якої збільшуються з ростом температури. Визначені коефіцієнти дифузії для вугілля різних стадій метаморфізму, які знаходяться в межах 2,5·10-8?2·10-9 м2/с. Вивчена здатність вугілля до подрібнення в залежності від ступеня метаморфізму, де показано, що вона зростає від антрацитів до вугілля середніх стадій метаморфізму, а потім знижується для жирних і довгополуменевих. Знайдено величини критичних розмірів скупчень вугілля, що дозволяють для конкретних умов їх перебування в межах виїмкових ділянок визначити можливість самозаймання. Визначені пожежонебезпечні швидкості фільтрації повітря через скупчення вугілля, що складають 0,5·10-5?2·10-5 м/с у залежності від величини скупчення і властивостей вугілля. Складено алгоритм прогнозу небезпеки самозаймання вугілля під час ведення гірничих робіт. Основні результати роботи використані під час розроблення нормативного документу - "Руководство по предупреждению и тушению эндогенных пожаров на угольных шахтах Украины". Ключові слова: адсорбція, температура, дифузія, масовіддача, самонагрівання, теплопередача.