Науковий вісник НГУ

Спосіб боротьби із вибухами метану при розробці газонасичених вугільних пластів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2025

Останнє оновлення: 26 серпня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2258

Authors:

С. П. Мінєєв*, orcid.org/0000-0002-4594-0915, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. Я. Трохимець, orcid.org/0009-0006-6874-0365, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. Є. Мальцева, orcid.org/0009-0002-2860-3316, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. С. Янжула, orcid.org/0009-0000-8906-0656, ТОВ «МЕТІНВЕСТ ХОЛДІНГ» м. Покровськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. А. Боднар, orcid.org/0009-0004-5984-1020, ТОВ «МЕТІНВЕСТ ХОЛДІНГ» м. Покровськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Corresponding author e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (4): 021 - 029

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-4/021

Abstract:

Мета. Удосконалення способів боротьби із вибухами вугільного пилу й метану у процесі роботи видобувного комбайна при розробці вугільних пластів із газо-динамічними явищами.

Методика. При виконанні досліджень застосовувалися базові методики математичного й фізичного моделювання, стендового експериментування, а також прийоми обробки результатів лабораторних і промислових досліджень у середовищі EXCEL і МАТНСАD. Вимірювання динамічних параметрів кавітаційної течії рідини (частоти й розмаху автоколивань тиску) проводилося за допомогою датчика ДДІ-20. Сигнал через аналогово-цифровий перетворювач АЦП-12 надходив до апаратно-програмного комплексу на базі ПЕВМ Athlon-800 із програмним забезпеченням «DASYLAB» і «GEMIS WIN».

Результати. Розроблено спосіб боротьби із вибухами пилометанової суміші. Для автоматичного руйнування й видалення засмічення у каналах форсунок зрошуваної системи застосовується генератор кавітаційних автоколивань тиску шахтної промивної рідини. Одночасно із подачею водоповітряної суміші безпосередньо до зруйнованої маси вугілля, пилометанова суміш, що утворюється в застійних зонах біля вибою, засмоктується перфорованим трубопроводом і направляється по неперфорованому трубопроводу за межі видобувного комбайну в напрямку руху вентиляційного потоку гірничої виробки.

Наукова новизна. Науково обґрунтоване застосування кавітаційних генераторів у системі зрошення гірничих комбайнів у процесі руйнування гірських порід для боротьби із вибухами вугільного пилу й метану. Встановлена функціональна залежність періодично створених на виході із генератора кавітації амплітуди й частоти автоколивань промивної рідини від підпірного тиску, що періодично створюється у міру накопичення засмічення каналів форсунок продуктами руйнування шахтного водогону й гірських порід. Автоматичне руйнування й наступне видалення засмічення із каналів форсунок здійснюється високочастотними автоколиваннями промивної рідини, величина тиску якої за максимальних значень амплітуди й частоти перевищує межу міцності частинок сміття на стиск.

Практична значимість. Удосконалений комплексний спосіб може забезпечити безперебійну роботу форсунок зрошуваної системи та значно зменшити ймовірність вибуху пилометанової суміші у місцях накопичення зруйнованого газонасиченого вугілля в процесі роботи видобувного комбайна. Також він підвищує безпеку гірничих робіт при розробці вугільних пластів, схильних до газодинамічних явищ.

Ключові слова: видобувний комбайн, вугільний пил, метан, кавітаційний генератор

References.

1. Minieiev, S. P., Rubinsky, A. A., Vitushko, O. V., & Radchenko, A. V. (2010). Mining operations in difficult conditions in the outburst seams. Skhidny vidavnichiy Dim. ISBN 968-966-317-063-3.

2. Minieiev, S. P. (2016). Forecast and prevention of coal and gas emissions from Ukraine’s mines. Skhidny vidavnichiy Dim. Retrieved from https://znp.nmu.org.ua/index.php/uk/arkhiv-zhurnalu/28-60ua/253-60ua09

3. Bulat, A.F., Minieiev, S. P., Smolanov, S. N., & Belikov, I. B. (2021). Fires in mine workings. Isolation of emergency areas. V delye. ISBN 978-617-7305-74-2.

4. Zavyalova, O. L. (2021). Improvement of means of localization of coal dust explosions. Visti Donets’ko hirnychoho instytutu, 48(2), 110-118. https://doi.org/10.31474/1999-981x-2021-1-110-118

5. Pashkovskiy, P. S. (2013). Endogenous fires in coal mines. Knowling. ISBN 978-617-579-833-1.

6. Tregubov, D. G., Dadashov, I. V., Minskaya, N. V., Gapon, Yu. K., & Chirkina-Kharlamova, M. A. (2023). Physico-chemical foundations of development and extinguishing of fires of combustible liquids. NUZU. Retrieved from http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/19111

7. Minieiev, S., Prusova, A., Yanzhula, O., Minieiev, O., & Khorolskyi, A. (2024). The influence of great depths on the conditions activating the desorption of adsorbed methane. Journal of Engineering and Applied Sciences, 19(23), 1421-1427. https://doi.org/10.59018/122475

8. Safety rules in coal mines (2023). Fort. Retrieved from https://dsp.gov.ua/wp-content/uploads/2023/09/pb-u-vuh-shaht-3.pdf

9. Minieiev, S. P. (2017). Enemy or Friend of Mine Methane? This is decided by the people. Ohorona pratsi, 12, 49-53. Retrieved from http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/

10.      Kostenko, V., Liashok, Y., Zavialova, O., Pozdieiev, S., & Kostenko, T. (2020). The deformation dynamics of the experimental adit’s material during a coal dust explosion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7(106), 54-62. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209409

11.      Baranov, V., Antypovich, Ya., & Stefanko, S. (2013). Frictional phenomena in coal mines: causes, consequences and impact on gas-dynamic phenomena. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 3(102), 5-9. https://doi.org/10.17721/1728-2713.102.01

12.      Minieiev, S. P. (2018). On the prevention of accidents related to methane explosions in coal mines. Geotechnichna mechanica, 138, 115-136.

13.      Lin, S., Liu, Z., Wang, Z., Qian, J., & Gu, Z. (2022). Flame Characteristics in a Coal Dust Explosion Induced by a Methane Explosion in a Horizontal Pipeline. Combustion Science and Technology, 194(3), 622-635. https://doi.org/10.1080/00102202.2020.1777548

14.      Zavyalova, O. L., & Kostenko, V. K. (2017). Mechanism of development of coal dust explosions in the network of mine workings. Geotechnichna mechanica, 135, 52-63.

15.      Pivnyak, G. G., Tabachenko, M. M., Dychkovsky, R. O., & Falshtynsky, V. S. (2015). Risk Management in Mining Activities. NGU. ISBN 978-966-350-534-3.

16.      Bulat, A. F., Smolanov, S. M., Belikov, I. B., & Samopalenko, P. M. (2019). A way to deal with explosions of coal dust and methane (Patent Ukraine No 135487). Natsional’nyy orhan intelectual’noyi vlasnosti (UKRNOIWI).

17.      Hlebov, A. F. (2013). Wetting Agent for Coal Dust Suppression (­Author’s certificate No 2495250 SU). Natsional’nyy orhan intelectual’noyi vlasnosti (UKRNOIWI).

18.      Goncharov, M. S., Sobolev, V. V., & Khristoforov, A. A. (2019). System of pneumohydraulic irrigation. Vestnik, 1, 12.

19.      Novak, A. I., Kalinichenko, O. V., Zayats, V. V., Vasylchuk, O. Y., & Semenyuk, V. V. (2019). Tekhnologiya pidzemnoyi rozrobky korysnykh kopalyn. NUVGP, ISBN 978-966-327-423-2.

20.      State Emergency Service of Ukraine (2015). Directory of the head of fire extinguishing. Retrieved from http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/9477/2/Persha_redakciya_dovidnika_KGP_2.pdf

21.      Zavyalova, O. L., & Kostenko, V. K. (2017). The mechanism of development of coal dust explosions in the network of mine workings. Geotechnichna mechanica, 135, 125-136.

22.      Golinko, V. I., Yavorsky, A. V., Lebedev, E. Ya., & Yavorskaya, O. A. (2013). Evaluation of the influence of frictional sparking on the ignition of a methane-air mixture during the destruction of a gas-saturated massif. Scientific Bulletin of the National Mining University, (6), 31-37.

23.      Usov, O. O., & Gorodkov, E. V. (2024). Methods of erosion of local methane accumulations near the mining combine (Patent Ukraine No 155265). Natsional’nyy orhan intelectual’noyi vlasnosti (­UKRNOIWI).

24.      Dmitrievich, M. R., Alekseevich, R. V., & Borisovich, S. V. (2019). Methodological approach to issue of researching dust-explosion protection of mine workings of coal mines. International Journal of Civil Engineering and Technology, 10(2), 1154-1161.

25.      Bulat, A. F., Dyshlovyi, G. I., & Usov, O. O. (2013). A way to deal with coal dust and methane explosions (Patent Ukraine No 153422). Natsional’nyy orhan intelectual’noyi vlasnosti (UKRNOIWI).

26.      International Labour Office (2018). Set of established ILO practices: Occupational safety and health during underground coal mining. ISBN 978-92-2-420162.

27.      Golubkov, V. A., Gorenkova, G. A., Vorozhtsov, E. P., Bespalova, M. A., & Bortnikov, S. V. (2023). Additive based on sodium oleate and linseed oil for carbon and dust suppression solutions. Technological safety in the mineral resource complex and environmental protection, 341-349. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-02-79

28.      Burynska, N. M., & Velychko, L. P. (2017). Chemistry. Sam Publishing House. ISBN 966-8714- 40-7.

29.      Zberovskyi, V., Zhulai, Y., & Mirnyi, S. (2019, July 09). Evaluation of the cavitation generator efficiency in the hydro impulsive loosening of a coal-bed. Е3S Web of Conferences, Essays of Mining Science and Practice. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900123

30.      Charriere, B., Decaix, J., & Goncalves, E. (2015). A comparative study of cavitation models in a Venturi flow. European Journal of Mechanics – B/Fluids, 49(Part A), 287-297. https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2014.10.003

• < Попередня
• Наступна >