Оценка геотехнических факторов самовозгорания углей, термомониторинг штабелей и отвалов на месторождениях Казахстана

Рассмотрены закономерности самонагревания и самовозгорания углей Шубаркольского месторождения в Казахстане при их хранении, транспортировке и переработке. Угли данного месторождения характеризуются склонностью к самовозгоранию и низкой стойкостью при хранении, причем термическая опасность возрастает с увеличением сорбционной активности и длительности хранения окисляющегося материала. Проведен анализ влияния гранулометрического состава, влажности и условий складирования на интенсивность окислительных процессов и развитие очагов самовозгорания. Цель исследования – определение геотехнических факторов самовозгорания углей для последующей разработки технологии сохранения их потребительских свойств и продуктов переработки в период добычи и хранения. Представлены результаты тепловизионных и лабораторных исследований, подтверждающих наличие критических температурных порогов перехода от стадии медленного окисления к активному горению. Визуальный материал включает схемы стадий самовозгорания, примеры тепловых аномалий штабелей. Полученные результаты могут быть применены при проектировании систем хранения и транспортировки углей, а также в системах промышленной безопасности угольных предприятий Казахстана.

Ахматнуров Д. Р., Мусин Р. А., Немова Н. А., Замалиев Н. М., Резник А. В. Оценка геотехнических факторов самовозгорания углей, термомониторинг штабелей и отвалов на месторождениях Казахстана // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 8. – С. 140–156. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_8_0_140.

Исследование профинансировано Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан в рамках программно-целевого финансирования по реализации научной, научно-технической программы ИРН № BR24993009.

Ахматнуров Денис Рамильевич¹ — доктор PhD, руководитель лаборатории, e-mail: d.akhmatnurov@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-9485-3669,
Мусин Равиль Альтавович¹ — доктор PhD, ассоциированный профессор, e-mail R.A.Mussin@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-1206-6889,
Немова Наталья Анатольевна² — канд. техн. наук, старший научный сотрудник; доцент, Сибирский государственный университет геосистем и технологий, e-mail nemova-nataly@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-5050-611X, 
Замалиев Наиль Мансурович¹ — доктор PhD, ассоциированный профессор, e-mail zamaliyevnail@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-0628-2654, 
Резник Александр Владиславович² — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail a-reznik@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0077-3404,
¹ Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, Караганда, Республика Казахстан,
² Институт горного дела имени Н.А. Чинакала СО РАН.

Мусин Р.А., e-mail: R.A.Mussin@mail.ru.

1. Гендлер С. Г., Степанцова А. Ю., Попов М. М. Обоснование безопасной эксплуатации закрытого угольного склада по газовому фактору // Записки Горного института. — 2025. — Т. 272. — С. 72—82. 

2. Суксова С. А., Тимофеева Ю. В., Долкан А. А., Попов Е. В. Обзор методов идентификации процессов самовозгорания углей // Вестник евразийской науки. — 2021. — Т. 13. — № 1. — С. 19.

3. Onifade M., Genc B. A review of research on spontaneous combustion of coal // International Journal of Mining Science and Technology. 2020, vol. 30, no. 3, pp. 303—311. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.03.001.

4. Дрижд Н. А., Даулетжанов А. Ж., Замалиев Н. М., Даулетжанова Ж. Т. Профилактика самовозгорания в горных выработках при подземной угледобыче // Горный журнал Казахстана. — 2020. — № 8. — С. 47—52.

5. Anghelescu L., Diaconu B. M. Advances in detection and monitoring of coal spontaneous combustion: Techniques, challenges, and future directions // Fire. 2024, vol. 7, no. 10, article 354. DOI: 10.3390/fire7100354.

6. Лабинский К. Н., Головченко Е. А., Мамаев В. В., Калякин С. А. Зависимость температуры самовоспламенения угольного аэрозоля от химической активности поверхности пыли // Научный вестник НИИГД Респиратор. — 2023. — № 4 (60). — С. 7—16.

7. Rui Wu, Xiangyu Liu, Shi Wang, Xuepeng Song, Haigen Yu, Zhiguo Guo Study on the fire prevention and extinguishing performance of ammonium polyphosphate-reinforced coal gangue slurry for goaf grouting and filling // Fire. 2025, vol. 8, no. 6, article 213. DOI: 10.3390/fire8060213.

8. Protasov S. I., Portola V. A., Seregin E. A. Effect of seasonal variations in air temperature on spontaneous combustion of waste dumps // Journal of Mining Science. 2025, vol. 61, no. 2. DOI: 10.1134/S1062739125020012.

9. Родионов В. А., Скрипник И. Л., Ивахнюк С. Г. Исследование характеристик самовозгорания каменного угля // Безопасность труда в промышленности. — 2025. — № 4. — С. 7—13.

10. Докучаева А. И., Малинникова О. Н., Палкин А. Б. Усовершенствованный метод оценки химической активности углей при определении их склонности к самовозгоранию // Химия в интересах устойчивого развития. — 2022. — № 30. — С. 483—487.

11. Вогман Л. П., Ильичев А. В. Обеспечение пожаровзрывобезопасности при рекультивации отработанных угольных месторождений // Актуальные вопросы пожарной безопасности. — 2020. — № 1(3). — С. 12—25.

12. Голынская Ф. А. Применение метода многомерной классификации по эталонным точкам для определения степени самовозгораемости бурых углей // Новые идеи в геологии нефти и газа. — 2017. — № 1. — С. 67—70.

13. Jin Y., Shang H., Guo J., Wang K., Cai G., Li S. Research status and prospect of coal spontaneous combustion source location determination technology // Processes. 2025, vol. 13, no. 7, article 2305. DOI: 10.3390/pr13072305.

14. Xuebin Wu, Jinming Dong, Runzhe Hu, Boxue Pang CFD modelling of prevention and mitigation of coal spontaneous combustion in longwall goaf — A comprehensive review and future outlook // Archives of Computational Methods in Engineering. 2025. DOI: 10.1007/s11831-025-10420-7.

15. Калайгорода В. В., Простов С. М., Шабанов Е. А. Инструментальный мониторинг при локации очагов эндогенных пожаров в борту угольного разреза // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2023. — № 2. — С. 124—135.

16. Ерастов А. Ю. Опыт применения геофизической съемки и тепловизионного контроля для выявления очагов самонагревания на угольных складах и выбора способа их тушения // Вестник. — 2012. — № 2. — С. 152—156.

17. Portola V. A., Cherskikh O. I., Protasov S. I., Seregin E. A., Shvakov I. A. Specific features of thermal imaging surveys for detecting spontaneous combustion sources in coal strip mines // Mining Industry. 2023, no. 1, pp. 95—100. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-1-95-100.

18. Коршунов Н. А., Савченкова В. А., Перминов А. В., Конюшенков М. Е. Перспективные направления применения беспилотных авиационных систем в лесном комплексе // Лесохозяйственная информация. — 2022. — № 2. — С. 34—46. DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2022.2.03.

19. Xiao W., Ren H., Zhao Y., Wang Q., Hu Z. Monitoring and early warning the spontaneous combustion of coal waste dumps supported by unmanned aerial vehicle remote sensing // Coal Science and Technology. 2023, vol. 51, no. 2, pp. 412—421. DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-1901.

20. Guo J., Wen H., Zheng X., Liu Y., Cheng X. A method for evaluating the spontaneous combustion of coal by monitoring various gases // Process Safety and Environmental Protection. 2019, vol. 126, pp. 223—231. DOI: 10.1016/j.psep.2019.04.014.