Исследование процесса возникновения пожара на ленточном конвейере в угольной шахте

Широкое распространение ленточных конвейеров на объектах горного производства обусловлено их высокой пропускной способностью и относительной простотой эксплуатации. Вместе с тем горные выработки, оборудованные ленточными конвейерами, являются одними из наиболее пожароопасных участков шахт или рудников. Согласно статистическим данным, приводная станция и став ленточного конвейера относятся к местам с наиболее частым проявлениями пожароопасных явлений. Основную опасность возникновения пожара на протяженных участках ленточного конвейера представляет заклинивание поддерживающих роликов с последующим трением конвейерной ленты и образования участков повышенной температуры. Процесс возникновения пожара в данном случае можно описать посредством законов теплопередачи, однако, в исследованиях по данной теме не затрагивался вопрос влияния угольной пыли на ранних этапах развития загорания. Частички угольной пыли, скапливающиеся в шероховатостях нерабочей стороны ленты, образуют слой угольной пыли, который при нагревании, вызванном трением ленты о неисправный ролик ленточного конвейера, испытывает воздействие тепла распространяющегося от участка соприкосновения двух тел. Произведено исследование процесса образования тепла в результате фрикционного взаимодействия ролика и ленты с учетом слоя угольной пыли, составлено уравнение теплового баланса, описаны процессы теплообмена нагретой поверхности ролика с окружающей средой.

Малашкина В. А., Шапортов А. В. Исследование процесса возникновения пожара на ленточном конвейере в угольной шахте // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 12. – С. 166–174. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_ 12_0_166.

Малашкина Валентина Александровна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: promecolodgy@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-9270-4790,
Шапортов Андрей Владимирович¹ — аспирант, e-mail: shaportov.andrei@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-6931-6140,
¹ НИТУ «МИСиС».

Шапортов А.В., e-mail: shaportov.andrei@yandex.ru.

1. Шапортов А. В. Анализ промышленной безопасности и причин возникновения пожаров на ленточных конвейерах в рудниках и шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № S1. — С. 57—65. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-1-57-65.

2. Юрченко В. М. К вопросу пожарной безопасности ленточных конвейеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 2. — С. 134—144.

3. Barros-Daza M. J., Luxbacher K. D., Lattimer B. Y., Hodges J. L. Mine conveyor belt fire classification // Journal of Fire Sciences. 2021, vol. 40, no. 1, pp. 44—69. DOI: 10.1177/ 07349041211056343.

4. Furukawa O. Fire detection of belt conveyor using random forest // IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials. 2021, vol. 141, no. 9, pp. 508—513. DOI: 10.1541/IEEJFMS.141.508.

5. Азбель М. Д. Разработка многофункциональной автоматизированной системы аэрогазового контроля в угольных шахтах: автореферат дис. доктора технических наук. — Кемерово, 2002. — 42 с.

6. Ray S. K., Khan A. M., Mohalik N. K., Mishra D., Varma N. K., Pandey J. K., Singh P. K. Methodology in early detection of conveyor belt fire in coal transportation // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects. 2020. pp. 1—19 DOI: 10.1080/ 15567036.2020.1823527.

7. Грудачев А. Я., Мищенко Т. П. Исследование процесса нагрева поддерживающего ролика в аварийном режиме эксплуатации ленточного конвейера // Вестник Донецкого национального технического университета. — 2019. — № 1(15). — С. 26—31.

8. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Оценка надежности става ленточного конвейера при различных схемах резервирования роликоопор // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 7. — С. 85—95. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_7_0_85.

9. Mikhailenko S. A., Sheremet M. A. Convection in a differentially heated cubic cavity rolling about horizontal axis // International Journal of Thermal Sciences. 2022, vol. 179, pp. 3—15. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2022.107639.

10. Ушанова С. Е., Зиборова Е. Ю. Повышение долговечности узлов трения горного оборудования и конвейерного транспорта // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — СВ 15. — С. 3—8. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-5-15-3-8.

11. Труфанова И. С., Сержан С. Л. Повышение эффективности транспортирования ленточным конвейером с промежуточным приводом // Записки Горного института. — 2019. — Т. 237. — С. 331—335. DOI: 10.31897/PMI.2019.3.331.

12. Амосов А. П. Элементарные теплофизические модели трения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2011. — № 4-3 (13). — С. 656—662.

13. Толкачев О. Э., Клычков А. А., Дикенштейн И. Ф. Теплообмен приводного барабана и конвейерной ленты при ее полной пробуксовке // Вестник Института гражданской защиты Донбасса. — 2015. — № 1. — С. 62—66.

14. Xiao Y., Chen L., Zhang X., Ren S., Li D. Controlling fire of belt conveyor and ventilation network calculation in underground coal mines / Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018, vol. 189, no. 4, article 042028. DOI: 10.1088/1755-1315/189/4/042028.

15. Lisakov S., Sidorenko A., Sypin E. Research on adaptation of multi-criterial electrooptical system under object in the form of belt roadway of coal mine for fire control / XXII International conference of young specialists on micro/Nanotechnologies and electron devices. Aya, Altai Region, 2021, pp. 287—295. DOI: 10.1109/EDM52169.2021.9507631.

16. Новоселов С. В., Попов В. Б., Голик А. С. Оценка риска возникновения эндогенных пожаров в угольных шахтах // Уголь. — 2020. — № 5(1130). — С. 21—25. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-5-21-25.

17. Шапортов А. В. Противопожарные системы на конвейерном транспорте в рудниках и шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 7. — С. 68—78. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_7_0_68.

18. Игишев В. Г., Шлапаков П. А., Хаймин С. А., Син С. А. Выделение индикаторных пожарных газов при окислении угля на стадиях самонагревания и беспламенного горения // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2015. — № 4. — С. 55—59.

19. Жихарев С. Я., Пихконен Л. В., Родионов В. А. Исследование взрывопожароопасных свойств каменного угля Прокопьевского месторождения Кузнецкого угольного бассейна // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2017. — № 3. — С. 65—74.

20. Артамонов В. С., Поляков А. С., Иванов А. Н. Сверхраннее и раннее обнаружение загораний: понятия, границы применения и единство // Пожаровзрывобезопасность. — 2016. — Т. 25. — № 9. — С. 78—83. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.09.78-83.