НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

Эпштейн С. А., зав. научно-учебной испытательной лабораторией физико-химии углей, д-р техн. наук, apshtein@yandex.ru
Коссович Е. Л., старший научный сотрудник, канд. физ.-мат. наук
Просина В. А., студент, лаборант
Добрякова Н. Н., ведущий инженер, канд. техн. наук

Изучены особенности структуры и механических свойств углей, отобранных из одного пласта, но из пачек, отличающихся по потенциальной выбросоопасности. Установлено, что витринит угля из потенциально выбросоопасной пачки не является однородным и представлен обломочным органическим веществом с четко выраженными границами. Витринит угля из неопасной пачки характеризуется однородной (гомогенной) структурой, при этом в его составе отсутствуют признаки неразложившегося растительного материала. Сорбция диметилформамида углем из потенциально выбросоопасной пачки приводит к активной дезинтеграции поверхности частиц и образованию большого количества мелких классов. Полученные данные свидетельствуют, что структурные характеристики углей оказывают значительное влияние на их прочность и могут обусловливать их способность образовывать при разрушении мелкие частицы, в том числе формирующие тонкодисперсную пыль.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант №16-17-10217).

1. Yuan L. Control of coal and gas outbursts in Huainan mines in China: A review // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8. No. 4. P. 559–567.
2. Шадрин А. В., Егоров П. В., Трусов С. Е. Критерии выбросоопасности, применяемые и разрабатываемые для угольных шахт Кузбасса // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2003. № 4. С. 14–21.
3. Зыков В. С. Внезапные выбросы угля и газа и другие газодинамические явления в шахтах. – Кемерово : Институт угля и углехимии СО РАН, 2010. – 333 с.
4. Трофимов В. А. Внезапный выброс угля и газа. Вынос угля и газа в выработанное пространство // ГИАБ. 2011. № S1. С. 391–405.
5. Shi X., Song D., Qian Z. Classification of coal seam outburst hazards and evaluation of the importance of influencing factors // Open Geosciences. 2017. Vol. 9. No. 1. P. 295–301.
6. Chen L., Wang E., Ou J., Fu J. Coal and gas outburst hazards and factors of the No. B-1 Coalbed, Henan, China // Geosciences Journal. 2018. Vol. 22. No. 1. P. 171–182.

7. Бобин В. А., Малинникова О. Н., Одинцев В. Н., Трофимов В. А. Исследование связи микроструктуры угля и его предрасположенности к газодинамическому разрушению // Горный журнал, 2017. № 11. С. 22–27. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.04.
8. Захаров В. Н., Малинникова О. Н. Исследование структурных особенностей углей выбросоопасных пластов // Записки Горного института. 2014. Т. 210. С. 43–52.
9. Канин В. А., Волкова Т. П., Камбурова Л. А., Радченко А. Г., Ашихмин В. Д., Радченко А. А. Минимальная глубина проявления внезапных выбросов на пологих угольных пластах Донбасса // Труды РАНИМИ. 2016. № 2(17). С. 101–116.
10. Антипов И. В., Радченко А. Г., Радченко А. А. Проявление выбросоопасности углей в ряду метаморфизма // Безопасность труда в промышленности. 2015. № 5. С. 59–65.
11. Малинникова О. Н., Фейт Г. Н. Особенности изменения напряженного состояния и разрушения призабойной зоны угольных пластов // Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках : материалы XXIV Международной научной школы им. академика С. А. Христиановича. 2014. С. 71–74.
12. Esen O., Ezer S. C., Fisne A. Classification of Coal Seams for Coal and Gas Outburst Proneness in the Zonguldak Coal Basın, Turkey // Coal Operators’ Conference. 2014. P. 285–292.
13. Эпштейн С. А. Физико-механические свойства витринитов углей разных генотипов // ГИАБ. 2009. № 8. С. 58–69.
14. Эпштейн С. А., Супруненко О. И. Барабанова О. В. Вещественный состав и реакционная способность витринитов каменных углей разной степени восстановленности // Химия твердого топлива. 2005. № 1. С. 22–35.
15. Боголюбова Л. И., Яблоков В. С. Генетические типы углей среднего карбона юго-западной части Донбасса // Известия АН СССР. Серия геологическая. 1951. № 6. С. 110–119.
16. Тимофеев П. П. Эволюция угленосных формаций в истории Земли. – М. : Наука, 2006. – 206 с.
17. Epshtein S. A., Gagarin S. G., Minaev V. I., Barabanova O. V. Effect of thermal treatment of hard coals of various degree of reduction on sorption of dimethylformamide // Solid Fuel Chemistry. 2005. No. 5. P. 9–19.
18. Epshtein S. A., Barabanova O. V, Minaev V. I., Weber J., Shirochin D. L. Effect of dimethylformamide treatment of coals on their thermal degradation and elastic-plastic properties // Solid Fuel Chemistry. 2007. Vol. 41. No. 4. P. 210–215. DOI: 10.3103/S0361521907040052
19. Neill P. H., Maciel G., Given P. H., Weldon D. Aromaticity of some high sulphur coals: surprising degree of heterogeneity // Fuel. 1987. Vol. 66. No. 1. P. 96–98.
20. Given P. H., Cronauer D. C., Spackman W., Lovell H. L., Davis A., Biswas B. Dependence of coal liquefaction behaviour on coal characteristics. 2. Role of petrographic composition // Fuel. 1975. Vol. 54, No. 1. P. 40–49.
21. Sobkowiak M., Reisser E., Given P., Painter P. Determination of aromatic and aliphatic CH groups in coal by FT-i.r.: 1. Studies of coal extracts // Fuel. 1984. Vol. 63. No. 9. P. 1245–1252.
22. Еремин И. В., Арцер А. С., Броновец Т. М. Петрология и химико-технологические параметры углей Кузбасса. – Кемерово : Притомское, 2001. – 400 с.
23. Eremin I. V, Bronovets T. M., Suprunenko O. I., Golubarzh V., Bella M. Parameters of the degree of reduction of the medium-metamorphosed humic coals of the CMEA member countries // Solid Fuel Chemistry. 1983. Vol. 17. No. 4. P. 1–7.