ВЛИЯНИЕ НАНОАЭРОЗОЛЬНОЙ ФРАКЦИИ ТЕХНОГЕННОЙ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ НА ГОРЕНИЕ МЕТАНОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
С.В. Валиулин1,2, А.М. Бакланов1, С.Н. Дубцов1, В.В. Замащиков1,3, В.И. Клишин4,5, А.Э. Конторович3,6, А.А. Коржавин1, А.А. Онищук1,2,3, Д.Ю. Палеев4, П.А. Пуртов1,3, Л.В. Куйбида1,3
1Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090 Новосибирск
onischuk@kinetics.nsc.ru
2Новосибирский государственный педагогический университет, 630126 Новосибирск
3Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
4Институт угля СО РАН, 650610 Кемерово
5Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева, 650000 Кемерово
6Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: угольный наноаэрозоль, горение метановоздушной смеси, образование аэрозоля в угольных шахтах, взрывы в угольных шахтах, coal nanoaerosol, methane-air combustion, aerosol formation in coal mines, explosions in coal mines
Страницы: 36-50
Аннотация
Исследован механизм образования наноразмерного аэрозоля при механическом разрушении угля из шахт Кузбасса. С помощью диффузионного аэрозольного спектрометра измерены концентрация и спектр размеров аэрозольных частиц в лаве при работающем очистном комбайне. Установлено, что 90 % частиц имеют размер менее 200 нм. При этом в наноразмерном диапазоне присутствуют два пика, соответствующие средним диаметрам 20 и 150 нм: первый из них обусловлен одиночными частицами, второй - агрегатами, состоящими из одиночных частиц. Исследовано образование аэрозоля при механическом дроблении угля в проточной мельнице. Установлено, что спектр и морфология частиц, образованных в лабораторной мельнице, качественно соответствуют таковым для наноаэрозоля, образованного в шахте. Исследовано влияние угольного аэрозоля на горение газовых смесей. Лабораторные эксперименты показали, что наличие наноаэрозоля в бедной метановоздушной среде существенно повышает ее взрывоопасность. Это проявляется как в росте максимального давления, так и в значительном увеличении скорости нарастания давления при взрыве. Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что источником наноаэрозоля являются органические компоненты, содержащиеся в угле и выделяющиеся в газовую фазу при локальном прогреве угля на зубцах выемочного комбайна.
DOI: 10.15372/FGV20160404 |
