Наталья Викторовна Пронская, ассистент кафедры маркшейдерии, геодезии и геологии
294204, г. Алчевск, пр. Ленина, 16
Natalya V. Pronskaya, Assistant of the Mine Surveying, Geodesy and Geology Department
16, Lenin Ave., Alchevsk, 294204
Эльвира Николаевна Филатьева, кандидат технических наук, доцент кафедры пожарной безопасности
291034, г. Луганск, квартал Молодежный, 20а
Elvira N. Filatieva, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Fire Safety Department
20a, Molodezhny Block, Lugansk, 291034
Михаил Владимирович Филатьев, доктор технических наук, профессор кафедры техносферной безопасности
291034, г. Луганск, квартал Молодежный, 20а
Mikhail V. Filatiev, Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Technosphere Safety Department
20a, Molodezhny Block, Lugansk, 291034
Нина Владимировна Шашло, кандидат экономических наук, начальник отдела ядерной программы управления трансформации образования, доцент кафедры медиатехнологии
Scopus ID 57191963488 ResearcherID C-7360-2016
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Nina V. Shashlo, Cand. Sci. (Economics), Head of the Nuclear Program Department, Education Transformation Department, Associate Professor of the Media Technology Department, Media Communications and Multimedia Technologies Faculty
Scopus ID 57191963488 ResearcherID C-7360-2016
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Введение. Сера присутствует в органической и минеральной части всех видов твердого топлива, причем от ее содержания зависит проявление опасных свойств шахтопластов. В связи с этим не теряют актуальность научные изыскания, связанные с определением количества серы в ископаемом топливе. Содержание общей серы и ее разновидностей изучалось в большинстве случаев с позиций эффективности процессов переработки топлива, качества и экологической безопасности угольной продукции. Меньше внимания уделяли проявлению опасных свойств шахтопластов, прогнозированию и разработке профилактических мероприятий по предотвращению эндогенных пожаров в угольных шахтах. Цель представленной работы — создание инженерного метода расчетного определения элементного содержания серы в минеральной массе углей для прогноза опасных свойств шахтопластов.
Материалы и методы. По результатам корреляционного анализа установили, каким образом содержание серы в горючей части топлива зависит от общей серы. Рассмотрели данные по углям практически всех шахтопластов Донецкого и Львовско-Волынского бассейнов. Представили соотношения зольности пластовых и обогащенных проб, а также сведения о содержании общей серы и серы в горючей части. Это позволило расчетным путем оценить содержание серы в минеральных примесях. Исходные данные для разработки метода взяли из справочно-нормативных документов.
Результаты исследования. Рассмотрены семь совокупностей, которые включали от 149 до 1827 шахтопластов. По каждой обобщили справочные и расчетные данные:
- содержание серы — общей (Std) и в горючей части топлива (Sг);
- условные точки для корректировки показателей во избежание получения отрицательных усредненных значений; - эмпирические уравнения, которые описывают расчетные и скорректированные зависимости по соотношению Std и Sг;
- корреляцию этих показателей;
- диапазоны изменения выхода золы.
Все эти сведения представлены для обогащенных и не обогащенных углей, для выхода золы более и менее 10 %. В одном случае отмечены удовлетворительные результаты определения расчетного содержания серы в условно негорючей массе. Это совокупность из 149 шахтопластов. Для 13 из них разность показателей (Std – Sг) больше или равна нулю. Для 136 — меньше нуля. Для 81 содержание серы в условно негорючей части топлива Sн меньше нуля. При этом отмечается достаточный уровень корреляции (0,79) и ограниченный диапазон изменения выхода золы (2,4–10). Соответствующее этой совокупности эмпирическое уравнение рекомендуется для прогноза опасных свойств шахтопластов с выходом золы менее 10 %.
Обсуждение и заключение. Полученные результаты можно использовать для совершенствования нормативных документов по безопасному ведению горных работ с учетом содержания серы, как в органической массе, так и в минеральных примесях ископаемого угля.
Introduction. Sulfur is found in the organic and mineral parts of all types of solid fuels, and its concentration determines the extent of the hazardous characteristics of mine seams. Therefore, research on the determination of sulfur content in fossil fuels has not lost its relevance. The total sulfur content and its varieties has been studied in most cases in terms of the efficiency of fuel processing processes, the quality and environmental safety of coal products. Less attention was paid to the hazardous properties of mine seams, forecasting and developing preventive measures for endogenous fires in coal mines. This work aims to develop an engineering method to calculate the elemental sulfur content in the mineral mass of coal to predict the hazardous properties of mine seams.
Materials and Methods. According to the results of the correlation analysis, we established how the sulfur content in the combustible part of the fuel depended on the total sulfur. We analyzed data on coals from almost all mine seams of the Donetsk and Lviv-Volyn coal basins. We presented the ash ratios for the formation and basin samples, as well as the information about the total sulfur and sulfur content in the combustible part. This allowed us to estimate the sulfur content in mineral impurities by calculation. The initial data for developing the method were taken from reference and regulatory documents.
Results. Seven sets were considered, which included from 149 to 1827 mine seams. For each, reference and calculation data were summarized:- sulfur content — total (Std) and in the combustible part of the fuel (Sг);- conditional points for adjusting the indicators to avoid obtaining negative average values;- empirical equations that describe the calculated and corrected dependencies based on the ratio of Std and Sг;- correlation of these indicators;- ranges of change in ash yield.All this information was presented for clean and raw coals, for ash yields of more and less than 10%. In one case, satisfactory results were noted for determining the calculated sulfur content in a conditionally non-combustible mass. This was a set of 149 mine layers. For 13 of them, the difference in indicators (Std – Sг) was greater than or equal to zero. For 136 — less than zero. For 81, the sulfur content in the conditionally non-combustible part of the fuel Sн was less than zero. At the same time, there was a sufficient level of correlation (0.79) and a limited range of changes in ash yield (2.4–10). The empirical equation corresponding to this set was recommended for predicting the hazardous properties of mine seams with an ash yield of less than 10%.
Discussion and Conclusion. The results of this study can be used to improve regulations for the safe conduct of mining activities, taking into account sulfur content in organic matter and in mineral impurities of fossil coal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.