Критерии опасности и уязвимости в структуре рангов аэрологических рисков угольных шахт

На основе риск-ориентированного подхода выстроена методология оценки аэрологических рисков по рангам, охватывающим как шахту в целом, так и отдельные ее части. Определены критерии опасности и уязвимости в структуре аэрологических рисков и распределены по рангам. К основным критериям для установления степени опасности горно-геологических условий отнесены величины: метаноносности пластов, относительной метанообильности шахт, пылеобразующей способности пластов, содержания тяжелых углеводородов в остаточных газах пластов, геотермической ступени в угольных месторождениях. К основным критериям для установления степени уязвимости вентиляции отнесены: величина депрессии шахты и магистральных штреков, резерв по воздуху главной вентиляционной установки, степень устойчивости проветривания и устойчивости совместной работы главных вентиляционных установок, степень разбавления вредностей по источникам поступления, степень влияния направления движения свежей и исходящей струй на утечки воздуха, степень влияния активности перемешивания газов в призабойной зоне, степень влияния зоны отброса газов на проветривание подготовительной выработки и др. Представленная методология позволяет осуществлять прогнозирование и снижение аэрологических рисков при проектировании, эксплуатации, ликвидации и консервации угольных шахт.

Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Критерии опасности и уязвимости в структуре рангов аэрологических рисков угольных шахт // Горный информационно-аналитическийбюллетень.–2022.–№10.–С.153–165.DOI:10.25018/0236_1493_2022_10_0_153.

Баловцев Сергей Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: balovcev@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-0961-6050,
Скопинцева Ольга Васильевна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: skopintseva54@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7257-8720,
¹ НИТУ «МИСиС».

Баловцев С.В., e-mail: balovcev@yandex.ru.

1. Архипов И. А., Филин А. Э. Анализ состояния аварийности на угольных предприятиях России // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 1. — С. 208—215. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-208-215.

2. Кабанов Е. И., Коршунов Г. И., Корнев А. В., Мяков В. В. Анализ причин взрывов, вспышек и воспламенений метана в угольных шахтах России в 2005-2019 гг. // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 18—29. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-18-29.

3. Smirnyakov V. V., Smirnyakova V. V., Pekarchuk D. S., Orlov F. A. Analysis of methane and dust explosions in modern coal mines in Russia // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019, vol. 10, no. 2, pp. 1917—1929.

4. Rodionov V., Tumanov M., Skripnik I., Kaverzneva T., Pshenichnaya C. Analysis of the fractional composition of coal dust and its effect on the explosion hazard of the air in coal mines // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022, vol. 981, no. 3, article 032024. DOI: 10.1088/1755-1315/981/3/032024.

5. Kabanov E. I., Korshunov G. I., Magomet R. D. Quantitative risk assessment of miners injury during explosions of methane-dust-air mixtures in underground workings // Journal of Applied Science and Engineering. 2020, vol. 24, no. 1, pp. 105—110. DOI: 10.6180/jase. 202102_24(1).0014.

6. Slastunov S., Kolikov K., Batugin A., Sadov A., Khautiev A. Improvement of intensive in-seam gas drainage technology at Kirova Mine in Kuznetsk Coal Basin // Energies. 2022, vol. 15, no. 3, article 1047. DOI: 10.3390/en15031047.

7. Сластунов С. В., Ютяев Е. П., Мазаник Е. В., Садов А. П., Понизов А. П. Обеспечение метанобезопасности шахт на основе глубокой дегазации угольных пластов при их подготовке к интенсивной разработке // Уголь. — 2019. — № 7. — С. 42—47. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-7-42-47.

8. Кубрин С. С., Решетняк С. Н., Закоршменный И. М., Карпенко С. М. Имитационное моделирование режимов работы оборудования комплексно-механизированного забоя угольной шахты // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. — Т. 14. — № 2. — С. 286–294. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-2-286-294.

9. Копылов К. Н., Кубрин С. С., Закоршменный И. М., Решетняк С. Н. Резервы повышения эффективности работы выемочных участков угольных шахт // Уголь. — 2019. — № 3. — С. 46—49. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-3-46-49.

10. Куликова Е. Ю. Методика интегральной оценки риска в шахтном и подземном строительстве // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 124—133. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-124-133.

11. Куликова Е. Ю., Виноградова О. В. Риски как причина снижения промышленной безопасности при строительстве подземных сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 7. — С. 146—154. DOI: 10.25018/0236-1493-20207-0-146-154.

12. Batugin A. A proposed classification of the earth’s crustal areas by the level of geodynamic threat // Geodesy and Geodynamics. 2021, vol. 12, no. 1, pp. 21—30. DOI: 10.1016/j. geog.2020.10.002.

13. Trinh L. H., Nguyen V. N. Mapping coal fires using normalized difference coal fire index (NDCFI): case study at Khanh Hoa coal mine, Vietnam // Mining Science and Technology (Russia). 2021, vol. 6, no. 4, pp. 233–240. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-4-233-240.

14. Smirniakov V. V., Smirniakova V. V. Formation peculiarities of caving zones as aerodynamic active branches of mine ventilation systems in pillar mining of coal beds // Journal of Industrial Pollution Control. 2017, vol. 33, no. 1, pp. 864—872.

15. Nguyen Q. L., Nguyen Q. M., Tran D. T., Bui X. N. Prediction of ground subsidence due to underground mining through time using multilayer feed-forward artificial neural networks and back-propagation algorithm — case study at Mong Duong underground coal mine (Vietnam) // Mining Science and Technology (Russia). 2021, vol. 6, no. 4, pp. 241–251. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-4-241-251.

16. Баймухаметов С. К., Имашев А. Ж., Муллагалиев Ф. А., Муллагалиева Л. Ф., Коликов К. С. Проблемы отработки газоносных и опасных по внезапным выбросам угольных пластов с низкой проницаемостью в Карагандинском угольном бассейне // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 10-1. — С. 124—136. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2021_101_0_124.

17. Soloviov V. B., Magomet R. D. The ways of safety improvement during the outburstprone and gas-bearing coal seams development // Journal of Industrial Pollution Control. 2017, vol. 33, no. 1, pp. 1042—1047.

18. Lolon S. A., Brune J. F., Bogin G. E., Juganda A. Study of methane outgassing and mitigation in longwall coal mines // Mining, Metallurgy and Exploration. 2020, vol. 37, no. 5, pp. 1437—1449. DOI: 10.1007/s42461-020-00287-6.

19. Босиков И. И., Клюев Р. В., Аймбетова И. О., Махошева С. А. Оценка и анализ аэродинамических параметров воздушных потоков для эффективного выбора схем воздухообеспечения в угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. — 2021. — Т. 13. — № 3. — C. 397—405. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-3-397-405.

20. Yi H., Park J., Kim M. S. Characteristics of mine ventilation air flow using both blowing and exhaust ducts at the mining face // Journal of Mechanical Science and Technology. 2020, vol. 34, pp. 1167—1174. DOI: 10.1007/s12206-020-0218-0.

21. Kornev A. V., Korshunov G. I., Kudelas D. Reduction of dust in the longwall faces of coal mines: Problems and perspective solutions // Acta Montanistica Slovaca. 2021, vol. 26, no. 1, pp. 84—97. DOI: 10.46544/AMS.v26i1.07.

22. Забурдяев В. С. Прогноз и предотвращение рисков формирования взрывоопасных смесей в угольных шахтах // Безопасность труда в промышленности. — 2019. — № 6. — С. 65—69. DOI: 10.24000/0409-2961-2019-6-65-69.

23. Босиков И. И., Клюев Р. В., Майер А. В., Стась Г. В. Разработка метода анализа и оценки оптимального состояния аэрогазодинамических процессов на угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 97–106. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-97-106.

24. Li Y., Su H., Ji H., Cheng W. Numerical simulation to determine the gas explosion risk in longwall goaf areas. A case study of Xutuan Colliery // International Journal of Mining Science and Technology. 2020, vol. 30, no. 6, pp. 875—882. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.07.007.

25. Cheng L., Guo H., Lin H. Evolutionary model of coal mine safety system based on multiagent modeling // Process Safety and Environmental Protection. 2021, vol. 147, pp. 1193— 1200. DOI: 10.1016/j.psep.2021.01.046.

26. Романченко С. Б., Нагановский Ю. К., Корнев А. В. Инновационные способы контроля пылевзрывобезопасности горных выработок // Записки Горного института. — 2021. — Т. 252. — C. 927—936. DOI: 10.31897/PMI.2021.6.14.

27. Dmitrievich M. R., Alekseevich R. V., Borisovich S. V. Methodological approach to issue of researching dust-explosion protection of mine workings of coal mines // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019, vol. 10, no. 2, pp. 1154—1161.

28. Лебедев В. С., Скопинцева О. В. Остаточные газовые компоненты угольных пластов: состав, содержание, потенциальная опасность // Горный журнал. — 2017. — № 4. — С. 84—86. DOI: 10. 17580/gzh.2017.04.17.

29. Зиновьева О. М., Кузнецов Д. С., Меркулова А. М., Смирнова Н. А. Цифровизация систем управления промышленной безопасностью в горном деле // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. С. 113—123. DOI: 10.25018/02361493-2021-21-0-113-123.