Scientific and technical journal

Industrial Safety N 3-2015 Content

 

СЛОВО РЕДАКТОРА // EDITORIAL

Трубицына Н. Trubitsyna N.

АКТУАЛЬНО //URGENT

1

УДК 622; 613.62

А. Р. Литвинов - канд. техн. наук, Директор московского представительства «Научного центра промышленной безопасности», Россия, 127055, г.Москва, ул. Лесная, 43, 436

К. С. Коликов - докт. техн. наук, заведующий кафедрой «Безопасность и экология горного производства» Горного института НИТУ «МИСиС», Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

О. Г. Ишхнели - канд. техн. наук, Заместитель генерального директора «Нацио- нальный научный центр горного производства – Институт горного дела им. А.А. Скочинского», Россия, 140004, Люберцы, Октябрьскийпр-т, 411

АВАРИЙНОСТЬ И ТРАВМАТИЗМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В 2010-2015 ГОДАХ

В статье приведены результаты анализа статистической информации по формам 2-ТБ уголь за 2010-2015 гг и основных тенденций развития наиболее значимых факторов, определяющих производственные опасности техногенного и природного происхождения, аварийности и травматизма на предприятиях угольной отрасли. В статье отмечено, что основными причинами аварийности являются: нарушения требований норм безопасности и документации на ведение работ, неисполнение должностных инструкций, низкая производственная дисциплина, недостаточная квалификация работников предприятий, неудовлетворительные содержание рабочих мест и организация работ. Анализ типологии несчастных случаев и заболеваемости на производстве так же свидетельствует о постоянстве их основных причин на протяжении многих лет. Принимаемые меры если и привели к определенным положительным результатам по снижению травматизма, то при этом они не оказали такого же воздействия на профзаболеваемость и ее последствия. Недостаточными они оказались и в области оздоровления персонала. Таким образом, показана необходимость перехода угольных компаний на новые современные модели снижения возможных рисков при разработке месторождений, базирующихся на принципах социальной ответственности ведения бизнеса и научном сопровождении развитияпроизводства.

Ключевые слова: УГОЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, СПОСОБ ДОБЫЧИ, АВАРИЙНОСТЬ, ТРАВМАТИЗМ, АНАЛИЗ

A. R. Litvinov – candidate of technical sciences Director of the Moscow of ce «Scienti c Industrial Safety Center», 436, 43, ul. Lesnaja Moscow, 127055, Russia

K. S. Kolikov - doctor of engineering sciences, Department of Mining safety and ecology NUST MISIS MMI, Head of Department, 4, Leninsky Prospekt, Moscow, 119049, Russia

O. G. Ishkhneli - candidate of technical sciences, Deputy General Director Skochinsky Institute of Mining, 411, October prospect, Lyubertsy, 140004, Russia

ACCIDENT AND TRAUMATISM AT COAL INDUSTRY ENTERPRISES IN 2010-2015

The article presents the results of the analysis of statistical information on the forms of 2-TB coal for 2010-2015 and the main trends in the development of the most signi cant factors that determine the industrial hazards of man-made and natural origin, accidents and injuries at coal industry enterprises. The article notes that the main causes of accidents are: violation of the requirements of safety standards and documentation for the conduct of work, failure to perform job descriptions, low production discipline, inadequate quali cation of enterprise employees, unsatisfactory job content and organization of work. The analysis of the typology of accidents and morbidity in the workplace also indicates the permanence of their main causes for many years. The measures taken, if they led to certain positive results in reducing injuries, did not have the same effect on occupational morbidity and its consequences. Inadequate, they were in the eld of health improvement of personnel. Thus, the necessity of transferring coal companies to new modern models for reducing possible risks in the development of deposits based on the principles of social responsibility of doing business and scienti c accompaniment of production development is shown.

Key words: COAL MINING INDASTRY, METOD MINING, EMERGENCY, TRAUMATISM, ANALYSIS

 

I ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ГЕОМЕХАНИКА // INDUSTRIAL SAFETY AND GEOMECHANICS

2

УДК 622.121

Г. Я. Полевщиков - доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ФГБНУ «ФИЦ УУХ СО РАН», Россия, 650065, г. Кемерово, пр-т Ленинградский, 10

Е. Н. Козырева - канд. техн. наук, заведующий лабораторией, ИУ ФИЦ УУХ СО РАН, Россия, 650065, г. Кемерово, пр-т Ленинградский, 10

Е. С. Непеина - ведущий инженер, ИУ ФИЦ УУХ СО РАН, Россия, 650065, г. Кемерово, пр-т Ленинградский, 10

А. А. Рябцев - ведущий инженер, ИУ ФИЦ УУХ СО РАН, 650000, Россия, 650065, г. Кемерово, пр-т Ленинградский, 10

Р. И. Родин - младший научный сотрудник, ИУ ФИЦ УУХ СО РАН, Россия, 650065, г. Кемерово, пр-т Ленинградский, 10

ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОКИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ КУЗБАССА

Представлены результаты разработки методов и изучения газокинетических характеристик угольных пластов. Доказано, что наиболее приемлемой моделью состояния метана в угле являются представления о существовании твердых углеметановых растворов. Газоносность блоков угля в приконтурной части выработки зависит от действующих напряжений и при их снижении пропорционально снижается, формируя давление свободного газа в фильтрующих трещинах и активизируя поверхностную сорбцию. Приведены данные о газоносности приконтурной части пласта, удельной энергии и начальной мощности газовыделения из проб газоносного угля, механизме и значимости влияния сорбционных свойств угля на возникновения динамических газопроявлений

Ключевые слова: УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ, ГАЗОНОСНОСТЬ, ТВЕРДЫЙ УГЛЕГАЗОВЫЙ РАСТВОР, ГАЗОВЫДЕЛЕНЕНИЕ ПРИ РАЗРУШЕНИИ, УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ И НАЧАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, МЕТАНОЕМКОСТЬ, НАПРЯЖЕНИЯ, ВЫБРОСООПАСНОСТЬ

G. Ya. Polevshchikov - Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher, FRC CCC SB RAS, 10, Leningradsky Avenue, Kemerovo, 650065, Russia

E. N. Kozyreva - Cand. Tech. In Science, Head of Laboratory, FRC CCC SB RAS, 10, Leningradsky Avenue, Kemerovo, 650065, Russia

E. S. Nepeina - Leading Engineer, FRC CCC SB RAS, 18, Leningradsky Avenue, Kemerovo, 650065, Russia

A. A. Ryabtsev - Lead Engineer, FRC CCC SB RAS, 10, Leningradsky Avenue, Kemerovo, 650065, Russia

R. I. Rodin - junior researcher, FRC CCC SB RAS, 10, Leningradsky Avenue, Kemerovo, 650065, Russia

STUDY OF GAS-KINETIC CHARACTERISTICS OF KUZBASS COAL-BASED PLASTS

The results of developing methods and studying gas-kinetic characteristics of coal seams are presented. It is proved that the most acceptable model of the state of methane in coal is the idea of the existence of solid carbon methane solutions. The gas content of coal blocks in the contour part of the mine depends on the operating stresses and decreases proportionally as they decrease, forming a free gas pressure in the lter cracks and activating surface sorption. The data on the gas content of the near-bed part of the reservoir, the speci c energy and initial power of gas evolution from gas-bearing coal samples, the mechanism and signi cance of the effect of the sorption properties of coal on the occurrence of dynamic gas manifestations are given. 

Key words: COAL PLASTER, GAS STABILITY, SOLID UGLE-GAS SOLUTION, GAS DIVISION WITH DESTRUCTION, SPECIFIC ENERGY AND INITIAL CAPACITY, METALLICITY, VOLTAGES, EMISSIONS

3

УДК 622.831.322

А. В. Шадрин – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук» (Институт угля ФИЦ УУХ СО РАН), 650000, Россия, г. Кемерово, пр. Советскии, 18

ВЛИЯНИЕ УПРОЩЕНИЯ МЕТОДИКИ ТЕКУЩЕГО ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ НА ДОСТОВЕРНОСТЬ ПРОГНОЗА

Рассмотрены два метода текущего прогноза выбросоопасности угольных пластов: по начальной скорости газовыделения и выходу буровой мелочи при бурении контрольных шпуров и его упрощенный вариант – по структуре пласта и начальной скорости газовыделения. Дана количественная оценка относительной погрешности определения области неопасных значений показателя выбросоопасности из-за упрощения методики текущего прогноза внезапных выбросов путем неучета выхода буровой мелочи. Отказ от измерения выхода буровой мелочи был обусловлен большой ошибкой измерения выхода буровой мелочи при ведении прогноза по увлажненному углю из-за налипания ее к буровой штанге. Показано, что эта погрешность составляет более 57% - для шахт Воркутинского месторождения, и более 27% - для остальных бассейнов и месторождений восточных районов России.

Ключевые слова: ПРОГНОЗ ВЫБРОСООПАСНОСТИ, НАЧАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ, ВЫХОД ШТЫБА

A. V. Shadrin - Doctor of Technical Sciences, Leading Researcher, Federal State Budgetary Scienti c Institution "Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences" (FRC CCC SB RAS), 18, Sovet Avenue, Kemerovo, 650000, Russia

THE EFFECT OF SIMPLIFYING THE METHODOLOGY OF THE CURRENT FORECAST OF THE COAL COAL EJECTION HAZARD ON THE RELIABILITY OF THE FORECAST

Two methods of the coal seam outburst hazard current forecast are considered: according to the initial gas emission rate and the output of drilling nes during the control holes drilling and its simpli ed version by the seam structure and the gas emission initial rate. A quantitative estimate of the relative error in determining the range of non-hazardous values of the emission factor due to the simpli cation of the sudden outbursts current forecast technique by not taking into account the output of the drilling nes. Refusal to measure the drilling chippings output was due to a large error in measuring the drilling chippings output while maintaining the forecast for moistened coal due to its adhesion to the drill rod. It is shown that this error is more than 57% for the Vorkuta mines, and more than 27% for the other basins and deposits in the eastern regions of Russia.

Key words: OUTBURST HAZARD FORECAST, INITIAL GAS EMISSION RATE, CHIPPINGS OUTPUT

4

УДК 622.023.23

Н. В. Черданцев – доктор технических наук, заведующий лабораторией геомеханики угольных месторождений Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ФИЦ УХХ СО РАН), 650065, г. Кемерово, Ленинградский проспект, 10

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ АНИЗОТРОПНОГО МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД В ОКРЕСТНОСТИ ВЫРАБОТКИ, ПРОЙДЕННОЙ ВБЛИЗИ ДИЗЪЮНКТИВНОГО НАРУШЕНИЯ

Проведены исследования геомеханического состояния массива осадочных пород, вмещающего выработку и дизъюнктивное нарушение. Трасса протяжённой выработки и простирание нарушения параллельны. Результаты получены в рамках модели анизотропного массива. Она представляет собой упругую плоскость, пронизанную системой регулярных поверхностей ослабления. В плоскости имеется полость прямоугольной формы и узкий вытянутый прямоугольный вырез в виде щели, заполненный материалом с заданными характеристиками жёсткости на сжатие и сдвиг. Сама плоскость нагружена гравитационными силами налегающей сверху полости толщи пород. Модель реализована посредством двух методов – метода фиктивных нагрузок и метода разрывных смещений. В методе фиктивных нагрузок должны соблюдаться граничные условия на контуре выработки, а в методе разрывных смещений– на контуре щели. В рамках разработанной модели проведён широкомасштабный вычислительный эксперимент, в ходе которого построено поле напряжений и на его основе, а также на основе критериев прочности Мора – Кузнецова построены зоны нарушения сплошности массива около выработки и наклонно расположенной щели. Установлено, что размеры и конфигурация зон зависит от углов ориентации регулярных поверхностей ослабления, и при некоторой их комбинации зоны нарушения сплошности образуют области неустойчивости массива. Проведённый анализ полученных результатов выявил конфигурацию области неустойчивости на координатной плоскости, осями которой являются углы падения и простирания поверхностей ослабления.

Ключевые слова: АНИЗОТРОПНЫЙ МАССИВ ГОРНЫХ ПОРОД, ДИЗЪЮНКТИВНОЕ НАРУШЕНИЕ, ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА, ПОВЕРХНОСТИ ОСЛАБЛЕНИЯ, ЗОНЫ НАРУШЕНИЯ СПЛОШНОСТИ, ОБЛАСТИ НЕУСТОЙЧИВОСТИ МАССИВА

N. V. Cherdantsev – Dr. Tech. Sci., Head of the Laboratory of the Coal Institute of the Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 10, Leningradsky prospect, Kemerovo, 650065, Russia

ANISOTROPIC ROCK MASSIF STATE AROUND THE MINE OPENING HEADED NEAR A DISJUNCTIVE DISTURBANCE RESEARCH

Studies of sedimentary rock massif containing an opening and disjunctive disturbance geomechanical state have been carried out. The long opening rout and the strike of the disturbance are parallel. The results are obtained from the anisotropic massif model. It presents an elastic plane permeated by a system of regular attenuation surfaces. In the plane there is a cavity of rectangular shape and a narrow elongated rectangular cut-out in the form of a slit lled with a material with given characteristics of the rigidity for compression and shear.The plane itself is loaded with gravitational forces of the overlying rock strata cavity. The model is realized by means of two methods - the method of ctitious loads and the method of discontinuous displacements. In the method of ctitious loads, the boundary conditions on the opening contour must be respected, and in the discontinuous displacement method, on the contour of the slit. Within the framework of the developed model, a large-scale computational experiment was carried out, during which the stress eld was built and on its basis, as well as on the basis of the Mohr – Kuznetsov strength criteria, zones of solid massif discontinuity near the opening and the inclined slit were constructed. It is established that the size and con guration of the zones depend on the orientation angles of regular attenuation surfaces, and with some combination of the zone, discontinuities form the massif instability regions. The obtained results analysis shows the instability region con guration on the coordinate plane, the axes of which are the angles of incidence and the strike of attenuation surfaces.

Key words: ANISOTROPIC ROCK MASSIF, DISJUNCTIVE DISTURBANCE, MINING, WEAKENING SURFACES, ZONES OF DISCONTINUITY, AREAS OF INSTABILITY OF THE MASSIF

 

5

УДК 622.02.112+622.411.332

Е. Н. Козырева – канд. техн. наук, заведую- щая лабораторией Федерального исследовательско- го центра угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ФИЦ УХХ СО РАН), 650065, г. Кемерово, Ленинградский проспект, 10

ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ГАЗОКИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

Для обеспечения газовой безопасности на шахтах необходима оценка применяемых технологий добычи угля и метана на основе современных представлений о природе, условиях возникновения и развития динамических газопроявлений. Точность прогноза газовыделения в горные выработки зависит от степени изученности процессов газовыделения из угольных пластов и вмещающего массива и определяет мероприятия для эффективного и рационального извлечения ресурсов углеметановых месторождений. Отмечено, что комплексный подход к прогнозу динамики метанообильности выемочного участка включает пространственное моделирование свойств и состояний массива горных пород в пределах горного отвода шахты и пространственное моделирование реализации газового потенциала массива в зонах интенсивных технологических возмущений на интервалах подвигания очистного забоя, дифференцируя газовыделение по источникам. Показано формирование аэрогазодинамических процессов в выработанном пространстве. Представлены результаты исследований связи газокинетических процессов на выемочном участке с развитием геомеханических процессов в массиве горных пород. Отмечено, что для повышения надежности комплексной системы управления газопроявлениями на выемочном участке требуется ее совершенствование, с целью максимального снижения метанообильности горных выработок и повышения безопасности (по газовому фактору) подземной угледобычи.

Ключевые слова: ВЫЕМОЧНЫЙ УЧАСТОК, ВЫРАБОТАННОЕ ПРОСТРАНСТВО, ВМЕЩАЮЩИЙ МАССИВ, ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ И ГАЗОКИНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОГНОЗ МЕТАНООБИЛЬНОСТИ, УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ

E. N. Kozyreva - candidate of technical sciences, laboratory head of Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 10, Leningradsky prospect, Kemerovo, 650065, Russia

THE INFLUENCE OF GEOMECHANICAL PROCESSES ON THE GAS-KINETIC CHARACTERISTICS OF THE WORKED-OUT SPACE

To ensure gas safety in mines, it is necessary to assess the applied technologies for coal and methane extraction based on modern concepts of nature, the conditions for the emergence and development of dynamic gas manifestations. The accuracy of the forecasting of gas emission into the mine workings depends on the processes of gas emission from coal seams and the surrounding massif study degree and determines the measures for ef cient and rational extraction of coal-methane deposit resources. It was noted that complex approach to the methane in ow dynamics at the extraction site forecast includes spatial modeling of the rock massif properties and conditions within the mine claim and spatial modeling of the massif gas potential realization in the zones of intensive technological disturbances at the intervals of the extraction face advance, differentiating the gas emission by sources. Aerogasdynamic processes formation in the gob area is shown. Connection of gas-kinetic processes at the extraction section with the development of geomechanical processes in the rock massif study results are presented. It is noted that to improve the reliability of the complex gas control system at the extraction section, its improvement is required in order to minimize methane in ow of mine workings and to increase the underground coal mining safety (by gas factor). 

Key words: EXTRACTION SECTION, GOB AREA, ENCLOSING MASSIF, GEOMECHANICA AND GAS-KINETIC PROCESSES, METHANE INFLOW FORECAST, GAS EMISSION CONTROL

II ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ // FIRE AND INDUSTRIAL SAFETY

6

УДК 622.85 : 622.33

А. А. Харионовский– д-р техн. наук, заместитель генерального директора ООО «МНИИЭКО ТЭК», 614007, Россия, г. Пермь, ул. Николая Островского, 60

М. Ю. Данилова – бакалавр, Московский физико-технический институт (МФТИ), 141701, Росиия, Долгопрудный, Институтский пер., 9

ОХРАНА АТМОСФЕРЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В статье рассмотрена угольная промышленность, как один из значимых источников загрязнения атмосферного воздуха в районах размещения предприятий по добыче и обогащению угля. Сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу является одной из приоритетных экологических задач в угольной промышленности. В статье представлены сведения об объемах выбросов газообразных и твердых загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями угольной промышленности, стационарных источниках выбросов, применяемых способах и технических средствах предупреждения образования и снижения выбросов и их эффективности. Рассмотрены источники выбросов шахтного метана, оксида углерода, оксидов азота и диоксида серы в атмосферу. Указаны причины и способы предотвращения самовозгорания угля в шахтах и разрезах, породных отвалов, как источника выделения газообразных веществ, которые загрязняют атмосферу, распространяясь на значительные расстояния и оказывают негативное воздействие на прилегающие территории и близлежащие населённые пункты. Рассмотрены способы предупреждения и подавления пыли на ОФ и технологических комплексах поверхности шахт и разрезов. В статье приведены новые аппараты и устройства для очистки пылегазовых выбросов. Предложен комплекс мероприятий, направленных на повышение технического уровня охраны атмосферы и сокращение выбросов загрязняющих веществ.

Ключевые слова: УГОЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ, ИСТОЧНИКИ ВЫБРОСОВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА, СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ОЧИСТКИ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ

A. A. Kharyonovsky - Dr. of Tech. Sci., Deputy General Director of OOO MNIIECO TEK, ul. Nikolay Ostrovsky, 60, ul. Nikolay Ostrovsky, Perm, 614007, Russia

M. Yu. Danilova - bachelor, Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT), 9, Institutskiy per., Dolgoprudny, 141701, Russia

PROTECTION OF THE ATMOSPHERE AT THE ENTERPRISES OF COAL INDUSTRY

The article presents information on the volumes of gaseous and solid pollutants emissions into the atmosphere by coal industry enterprises. The main volume of gaseous substances is represented by mine methane, the sources of which are mine ventilation. The use of methane, emitted into the atmosphere by the ventilation systems of mines, is a complex and unsolved practical problem. Other stationary sources of gaseous emissions are coal boiler plants, the coal washing plant dryers, aspiration systems and burning rock dumps. Solid particles are released into the atmosphere during coal extraction and washing technological processes. For the industrial emissions puri cation there is a wide range of methods, apparatus and devices, the use of which allows to signi cantly reduce the emission of pollutants into the atmosphere. Taking into account the accumulated production experience and the results of scienti c research, stationary sources emission cleaning technical means and a set of measures aimed at increasing the technical level of atmosphere protection at coal industry enterprises are proposed.

Key words: COAL, AIR, EMISSION SOURCES, CONTAMINANTS, METHODS AND TOOLS, CLEANING EFFICIENCY

 

7

УДК 536.46

О. Б. Кудряшова – д-р физ.-мат. наук, доцент, профессор кафедры Бийского технологического института (филиала) ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, Россия, 659322, Бийск, ул. Социалистическая, 1

Ю. А. Галенко – д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры Бийского технологического института (филиала) ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

Е. В. Сыпин – канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры Бийского технологического института (филиала) ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползу- нова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

С. А. Лисаков – инженер кафедры Бийского технологического института (филиала) ФГБОУ ВО « АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

Н. Ю. Тупикина – старший преподаватель кафедры Бийского технологического института (филиала) ФГБОУ ВПО « АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

ДЕТОНАЦИЯ РЕАКЦИОННОСПОСОБНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ КАК ЗАДАЧА ОБ ОЧАГОВОМ ТЕПЛОВОМВЗРЫВЕ

Для того чтобы возникла детонация рудничного газа, необходимо смешивание исходных компонентов в определенных пропорциях, после чего даже небольшая тепловая неоднородность может вызвать взрыв. Воспламенения газопылевоздушных смесей в атмосфере горных выработок обусловлены протеканием экзотермических реакций окисления метана с кислородом воздуха. Необходимость обеспечения безопасности при работе с взрывчатыми газовыми смесями, такими как метано- воздушные смеси в шахтах, взрывоопасные выбросы газов на производстве, требует развития исследований по очаговому тепловому взрыву. В статье предложена модель очагового теплового взрыва для описания процесса детонации реакционноспособных газовых смесей. С помощью асимптотических методов получено аналитическое решение такой задачи. В результате найдены критические условия, определяющие время действия, размер и мощность источника зажигания. Проведено параметрическое исследование модели. На примере метано-воздушной смеси получены значения времени развития взрыва, времени прогрева и температуры очага к концу времени прогрева в зависимости от мощности источника зажигания

Ключевые слова: ОЧАГОВЫЙ ТЕПЛОВОЙ ВЗРЫВ, РЕАКЦИОННОСПОСОБНАЯ ГАЗОВАЯ СМЕСЬ, ДЕТОНАЦИЯ, КРИТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЗАЖИГАНИЯ

O. B. Kudriashova – doctor of phys.-math. sciences, associate professor, chair professor of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, Institute of Chemical Energy Technologies’ Problems SB RAS, 1, ul. Sotsialisticheskaia, Biysk, 659322, Russia

Yu. A. Galenko - doctor of phys.-math. sciences, chair professor of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk, 659305, Russia

Ye. V. Sypin – candidate of technical sciences, associate professor, chair professor of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk, 659305, Russia

S. A. Lisakov - chair engineer of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk, 659305, Russia

N. Yu. Tupikina – chair senior lecturer of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Tro mova, Biysk, 659305, Russia

DETONATION OF REACTIVE GAS MIXTURES AS PROBLEM OF FOCAL THERMAL EXPLOSION

In order to create a detonation of mine gas, it is necessary to mix the original components in certain proportions, after which even a small thermal heterogeneity can cause an explosion. The ignition of gas-dust-air mixtures in the atmosphere of mine workings is due to the occurrence of exothermic reactions of methane oxidation with air oxygen. The need to ensure safety when working with explosive gas mixtures, such as methane-air mixtures in mines, explosive gas outbursts at work, requires the development of studies on focal thermal explosion. A model of a focal thermal explosion is proposed in the article for describing the detonation of reactive gas mixtures. With the help of asymptotic methods, an analytical solution of such a problem is obtained. As a result, critical conditions are found that determine the time of action, size and power of the ignition source. Parametric study of the model is carried out. On the example of the methane-air mixture, the values of the explosion development time, the time of warming up and the temperature of the source by the end of the warm-up time were obtained, depending on the power of the ignition source.

Key words: FOCAL THERMAL EXPLOSION, REACTIVE GAS MIXTURE, DETONATION, IGNITION CВRITICAL CONDITIONS

 

8

УДК 614.8:331.458

А. С. Ворошилов - к.т.н, заместитель дирек- тора ООО «Кузбасс-ЦОТ», Россия, 650002, г. Кемерово, ул. Институтская, 3, 312

ЧИСЛЕННАЯ ОЦЕНКА РИСКА ТРАВМАТИЗМА ПО СМЕРТЕЛЬНЫМ НЕСЧАСТНЫМ СЛУЧАЯМ И ПО ЧИСЛУ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ С УЧЕТОМ ДНЕЙ НЕТРУДОСПОСОБНОСТИ РАБОТНИКОВ

В настоящее время существует проблема численной оценки рисков травматизма для предприятий с малой статистикой травматизма. Приведены несколько самых популярных в данный момент времени способов оценки рисков и их методы (галстук-бабочка, анализ дерева отказов, метод Дельфи). Для решения проблемы отсутствия количественных (а не качественных, как в большинстве известных методов оценки рисков) значений оценки рисков мы разрабатываем методику численной оценки рисков травматизма. Проведен анализ метода оценка рисков травматизма, при котором риск определяется как произведение вероятности события на его последствия, а, вероятность события и последствия описывают разными функциями, в то время как в нашем подходе нам удалось в одной функции связать вместе вероятность вреда здоровью и его тяжесть. Анализ показал, что оценка рисков травматизма предлагаемым методом возможна не только для крупных предприятий с обширной статистикой травматизма, но и для компаний, у которых зарегистрированный травматизм очень мал или вообще отсутствует смертельный травматизм. В данной статье представлены примеры расчета рисков травматизма для предприятий с малой статистикой травматизма двумя различными методами: по смертельному травматизму и количеству травматизма с учетом дней нетрудоспособности работников. С помощью критерия Пирсона показано, что оба метода численной оценки рисков травматизма не зависят друг от друга и что в свою очередь расширяет область возможного применения предлагаемойметодики.

Ключевые слова: РИСК, КОЭФФИЦИЕНТ ТРАВМАТИЗМА, СТЕПЕНЬ РИСКА ТРАВМАТИЗМА, КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА, ТРАВМАТИЗМ

A. S. Voroshilov - candidate of technical sciences, deputy director of LLC "Kuzbass-COT", 312, 3, ul. Institutskaya, Kemerovo, 650002, Russia

NUMERICAL EVALUATION OF THE RISK OF INJURY FOR FATAL ACCIDENTS AND THE NUMBER OF ACCIDENTS TAKING INTO ACCOUNT THE WORKERS DISABILITY DAYS

At present, there is a problem of numerical assessment of injury risks for enterprises with small statistics of injuries. Some of the most popular methods of risk assessment and their methods (butter y tie, failure tree analysis, Delphi method) are given here. To solve the problem of the lack of quantitative (and not qualitative, as in most known methods of risk assessment) values of risk assessment, we are developing a methodology for the numerical assessment of injury risks. The analysis of the method for assessing the risks of injury, in which the risk is de ned as the product of the probability of the event to its consequences, and, the probability of the event and the consequences are described by different functions, while in our approach we managed to associate together the probability of harm to health and its severity. The analysis showed that the assessment of the risks of injury by the proposed method is possible not only for large enterprises with extensive statistics of injuries, but also for companies in which the registered traumatism is very small or there is no fatal injury at all. This article presents examples of the calculation of injury risks for enterprises with small injury statistics by two different methods: for fatal injuries and the number of injuries, taking into account the days of incapacity for work. With the help of Pearson's criterion, it is shown that both methods of numerical evaluation of injury risks do not depend on each other and that in turn widens the scope of possible application of the proposed technique.

Key words: RISK, INJURY RATE, RISK OF INJURY, QUANTIFICATION, INJURY

 

9

УДК 622;613.62

А. И. Фомин – д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник АО «НЦ ВостНИИ» Россия, 650002, г. Кемерово, ул. Институтская, д. 3.

М. Н. Малышева – ведущий специалист- эксперт Государственной инспекции труда в Кемеровской области, аспирант ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева», 650992, г. Кемерово, ул. Карболитовская, д. 19

И. М. Анисимов – аспирант ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева», 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя, 28

В. В. Соболев – д-р техн. наук, заместитель генерального директора АО «НЦ ВостНИИ», Россия, 650002 г. Кемерово, ул. Институтская, д. 3М. С. Сазонов – канд. техн. наук, старший научный сотрудник АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кеме- рово, ул. Институтская, д. 3

ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ РАБОТНИКОВ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ И КОНЦЕПЦИЯ МИРОВОЙ ЗАКОНОТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ И УЧЕТУ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

В настоящее время существует проблема численной оценки рисков травмВ статье рассмотрены особенности профессиональных рисков в угольной отрасли Кемеровской области, приведены основные вредные и опасные производственные факторы, оказывающие влияние на жизнь и здоровье работников ведущей отрасли региона. Проанализированы условия труда работников ведущих профессий предприятий по добыче и переработке угля, выявлены причинно-следственные связи условий труда и трудового процесса на формирование общих производственно- обусловленных и профессиональных заболеваний, приводящих к тяжелым патологическим изменениям в организме работников, включая смертный исход. Приведена статистика травматизма, профессиональных заболеваний и неучтенных несчастных случаев со смертельным исходом по причине естественной смерти на производстве в угольной отрасли Кузбасса.Проведенные исследования показали отсутствие эффективного правового и экономического механизмов, позволяющих в полной мере выполнять требования по безопасности и гигиене, своевременно выявлять причины заболеваний, вызванных производственными факторами, прогнозировать их, осуществлять профилактические мероприятия и обеспечивать здоровые и безопасные условия труда на рабочих местах работников предприятий угольной отрасли. Кроме создания рабочих мест, соответствующих требованиям безопасности и гигиене остаются серьезными проблемами диагностика и профилактика профессиональных заболеваний.В статье представлено законодательство Российской Федерации по вопросу установления зависимости диагностируемых заболеваний у работников с их профессиональной деятельностью. Так же, обозначены ключевые особенности нормативно правовых актов стран Европейского Союза и стран членов МОТ в вопросе установления профессиональных заболеваний

Ключевые слова: ВРЕДНЫЕ УСЛОВИЯ ТРУДА, ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННО- ОБУСЛОВЛЕННАЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ, СТАТИСТИКА, ТРАВМАТИЗМ СО СМЕРТЕЛЬНЫМ ИСХОДОМ, УГОЛЬНАЯ ОТРАСЛЬ КУЗБАССА, МИРОВОЙ ОПЫТ, МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА, ПЕРЕЧЕНЬ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

A. A. Fomin – doctor of technical sciences, department leading researcher of JSC “SC VostNII”, 3, ul. Institutskaja, Kemerovo 650002, Russia

M. N. Malysheva - leading specialist-expert of the State Labor Inspectorate in the Kemerovo region, 650992, Kemerovo, Karbolitovskaia St., 19, postgraduate of Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev (KuzGTU), 28, ul. Vesennyaya, Kemerovo 650000, Russia

I. M. Anisimov - postgraduate of Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev (KuzGTU), 28, ul. Vesennyaya, Kemerovo 650000, Russia

V. V. Sobolev – doctor of technical sciences, deputy director of JSC “ScC VostNII”, 3, ul. Institutskaja, Kemerovo 650002, Russia

M. S. Sazonov – candidate of technical sciences, senior researcher of JSC “ScC VostNII”,, 3, ul. Institutskaja, Kemerovo 650002, Russia

OVERVIEW OF KEMEROVO REGION COAL INDUSTRY WORKERS OCCUPATIONAL MORBIDITY STATE AND THE WORLD LAWMAKING ACTIVITY CONCEPT TO IDENTIFY AND RECORD OC

CUPATIONAL DISEASES

The article considers the features of occupational risks in coal industry of Kemerovo region, shows the main harmful and dangerous industrial factors that affect the life and health of workers of the leading industry in the region. The working conditions of coal mining and processing enterprises leading professions’ personal have been analyzed, the cause-and-effect relationships of working conditions and the labor process have been identi ed to form common production-conditioned and occupational diseases, leading to severe pathological changes in the body of workers, including death as a result. The statistics of injuries, occupational diseases and unaccounted fatal accidents are resulted due to natural death at working places in the coal industry of Kuzbass.The conducted researches showed the absence of effective legal and economic mechanisms that fully meet the requirements for safety and hygiene, promptly identify the causes of diseases conditioned by industrial factors, predict them, carry out preventive measures and provide healthy and safe working conditions at coal industry enterprise employees workplaces. Except jobs creation that meet the requirements of safety and hygiene, diagnostics and prevention of occupational diseases remain serious problems.The article presents the Russian Federation legislation on the establishment of the workers diagnosed diseases dependence with their professional activities. Also, key features of the normative legal acts of the European Union countries and the ILO member states in the issue of establishing occupational diseases are outlined.

Key words: HARMFULL WORKING CONDITIONS,OCCUPATIONAL AND PRODUCTION- CONDITIONED MORBIDITY, STATISTICS, FATAL ACCIDENTS, KUZBASS COAL INDUSTRY BRANCH, TУHE WORKD EXPERIENCE, INTERNATIONAL LABOR ORGANIZATION, OCCUPATIONAL DESEASES LIST

III ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ // TECHNOLOGICAL QUESTIONS OF MINING WORK SAFETY

11

УДК 53.083(430.1)

П. Б. Герике – канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории ФГБНУ «ФИЦ УУХ СО РАН», 650065, г. Кемерово, Ленинградский проспект, 10

К ВОПРОСУ СОЗДАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПРОГНОСТИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ЭНЕРГО-МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГОРНЫХ МАШИН

В данной статье обобщены результаты исследований по разработке универсальной математической деградационной модели, пригодной для прогнозирования процесса изменения параметров, характеризующих техническое состояние самых разных механических систем. В работе рассмотрены результаты анализа существующих методологических подходов к разработке единых диагностических критериев, основанных на принципах вибродиагностики предельно изношенного энерго-механического оборудования. Приведена подробная классификация дефектов энерго-механического оборудования горных машин, в том числе карьерных экскаваторов, буровых станков, горнотранспортного и углеобогатительного оборудования. Обосновано применение конкретных методов виброанализа, наиболее подходящих для проведения эффективного контроля и разработки единых диагностических критериев для оценки технического состояния объектов диагностирования, в составе комплексного диагностического подхода. Показано, что только с широким использованием современных методов вибрационной диагностики и неразрушающего контроля предоставляется возможность для своевременного выявления дефектов динамических агрегатов горного оборудования и разработки прогнозных моделей изменения их технического состояния. Результаты проведенных исследований доказывают возможность разработки универсальных прогностических моделей, подходящих для выполнения эффективного краткосрочного прогнозирования изменения технического состояния, в качестве базовых моделируемых параметров использующих единые диагностические критерии, созданные для оценки фактического состояния объектов диагностирования. Внедрение в практику виброанализа алгоритмов прогностического моделирования является одним из необходимых условий для осуществления перевода промышленных предприятий ТЭК Кузбасса на систему обслуживания техники по её фактическому техническому состоянию. Неотъемлемым базовым элементом концепции такой системы послужит разработанный комплекс диагностических правил выявления дефектов по результатам анализа генерируемой при работе оборудования вибрации, включающий более 120 диагностических признаков для семи основных групп дефектов.

Ключевые слова: ВИБРОДИАГНОСТИКА, ПРОГНОЗНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, НОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ, ГОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

P. B. Gerike – candidate of technical sciences, assistant professor, senior researcher of laboratory of Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of SB RAS, Kemerovo, Russia, 10, Leningradsky prospect, Kemerovo, 650065, Russia

TO THE QUESTION OF A UNIVERSAL PROGNOSTIC DEGRADATION MODEL CREATIONFOR MINING MACHINE ENERGY-MECHANICAL EQUIPMENTY

This article summarizes the research results of a universal mathematical degradation model development suitable for predicting the process of parameter changing characterizing the technical state of different mechanical systems. In this work the analysis results of the existing methodological approaches to the development of common diagnostic criteria based on the principles of vibration diagnostics of extremely worn-out energy-mechanical equipment are considered. A detailed classi cation of defects in energy-mechanical equipment of mining machines, including quarry excavators, drilling rigs, mining transportation and coal-washing equipment is given. The application of speci c vibration analysis methods, most suitable for effective control and development of uni ed diagnostic criteria for assessing the technical condition of diagnostic objects, is substantiated as part of a comprehensive diagnostic approach. It is shown that only with the wide use of modern methods of vibration diagnostics and nondestructive testing the opportunity is offered for timely detection of defects in dynamic aggregates of mining equipment and for development of predictive models for their technical condition change. The results of the conducted studies prove the possibility of universal prognostic models development suitable for performing an effective short-term prediction of technical state changes as basic simulated parameters which use single diagnostic criteria created for assessing the actual state of the diagnostic objects. The introduction of predictive modeling algorithms into practice of vibroanalysis is one of the necessary conditions for the transfer of Kuzbass fuel and energy complex industrial enterprises to the maintenance system according to it’s actual technical condition. An integral basic element of the concept of such a system will be the developed set of diagnostic rules for detecting defects based on the analysis of vibration generated at the equipment operation, including more than 120 diagnostic features for major seven groups of defects.

Key words: VIBRODIOGNOSTICS, PROGNOSTIC MODELLING, NORMALIZATION OF MECHANICAL VIBRATIONS, TECHNICAL SERVICE MANAGEMENT, MINING EQUIPMENT

 

12

УДК 622.822.2

В. М. Тарасов – соискатель Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева(КузГТУ), 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя, 28, генеральный директор ООО «РивальСИТ», 650023, г. Кемерово, Московский проспект, 17, 184, член НП ТП ТПИ

Г. Д. Буялич – доктор технических наук, профессор Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева (КузГТУ), 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя, 28, ведущийнаучный сотрудник ФГБНУ «ФИЦ УУХ СО РАН», 650065, г. Кеме- рово, Ленинградский проспект, 10

Д. В. Тарасов – студент Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева (КузГТУ), 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя, 28, специалист ОТиПБ ООО «ИКЦ «Промышленная безопасность», 650023, г. Кемерово, Московский проспект, 17, 184

А. Е. Ефлов – инженер по строительству автодорог, юрист ООО «РивальСИТ», 650023, г. Кемерово, Московский проспект, 17, 184

Н. И. Тарасова – соискатель Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева (КузГТУ), генеральный директор ООО «ИКЦ «Промышленная безопасность», 650023, г. Кемерово, Московский проспект, 17, 184

ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУЗА НА ПОДВЕСНОМ МОНОРЕЛЬСОВОМ ТРАНСПОРТЕ НА РАБОТУ РОЛИКООПОР И ИХ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ В МОНОРЕЛЬСОВЫХ КАРЕТКАХ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕРЦЕВСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Рассматривается вопрос влияния центра тяжести груза и его модулей с положительным и отрицательным значениями внешних сил на работу роликоопор и их подшипников качения в монорельсовых каретках, поступательное динамическое плоскопараллельное движение качение роликоопор и их подшипников качения в монорельсовых каретках. Работу подшипников можно представить как качение шарика по плоской поверхности, построение схем воздействия внешних и внутреннихсилнашарикиплоскость надвижениекачение.Доказываетсяотсутствие внешних сил воздействия на шарик с положительном значением, где отрицательное значение внешних сил определяется присутствием полого шарика без внутреннего положительного герцевского давления в действующей схеме перемещения груза на подвесном монорельсовом транспорте и присутствует отрицательное герцевское давление, что приводит к колоссальному износу подшипников, максимальных касательных напряжений со знаком «минус» по критерию Данг Ванна по оси Z и стремлению к минимальному значению, к нулю по осям XУ основной плоскости, где происходит движение волочение и отсутствует движение качение, присутствие процессов разрушения подшипников вспахивания основной плоскости, на которой находится шарик, нерациональные эксплуатационные затраты, а в предлагаемом инновационном способе наличие внутреннего герцевского давления и пятна контакта давлений шарика, присутствие движение качение и влияние центра тяжести груза и его модулей на работу подшипников. Данный способ более эффективен и безопасен для ведения работ. Анализируется новый способ строповки и перемещения груза в горных выработках на сравнительной базе действующей схемы перемещения груза в строгом соответствии с общими законами механики, где силы формируются таким образом, что качение происходит, и шарики опорных подшипников на осях работают в качестве опоры, благодаря включению в работу двух модулей груза и влияние способа подъема перемещения груза на подвесном монорельсовом транспорте.

Ключевые слова: СТРОПОВКА И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГРУЗА, ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ КАЧЕНИЕ, РОЛИКООПОРЫ, ПОДШИПНИКИ В МОНОРЕЛЬСОВЫХ КАРЕТКАХ, ШАРИК, ОСНОВНАЯ ПЛОСКОСТЬ, ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ ГРУЗА, МОДУЛИ ГРУЗА,ГЕРЦЕВСКОЕ ДАВЛЕНИЕ, ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА, ГИДРОПОДЪЕМНИК, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ

V. M. Tarasov - a competitor of the Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev (KuzGTU), 28, ul. Spring, Kemerovo, 650000, Russia. General Director of "RivalCIT" LLC, 184, 17, Moskovskij Avenue, Kemerovo, 650023, Russia. A member of the TP TPI

G. D. Buyalich - Doctor of Technical Sciences, Professor of Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev (KuzGTU), 28, ul. Spring, Kemerovo, 650000, Russia. Leading Researcher of the FGBNU "FIC UUH SB RAS", 10, Leningradsky Prospekt, Kemerovo, 650065, Russia

D. V. Tarasov - student of the Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev (KuzGTU), 28, ul. Spring, Kemerovo, 650000, Russia. Specialist of OTiPB LLC "ICC" Industrial Safety", 184, 17, Moskovskij Avenue, Kemerovo, 650023

A. E. Eflov - road construction engineer, lawyer, "RivalCIT" LLC, 184, 17, Moskovskij Avenue, Kemerovo, 650023, Russia

N. I. Tarasova - competitor of the Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev (KuzGTU), 28, ul. Spring, Kemerovo, 650000, Russia. General Director of LLC "ICC" Industrial Safety", 184, 17, Moskovskij Avenue, Kemerovo, 650023, Russia

INFLUENCE OF MONORAIL TRANSPORT CARGO MOVING METHOD ON THE WORK OF MONORAIL SUSPENSIONS AND THEIR ROLLER BEARINGS IN MONORAIL CARRIAGES. DETERMINATION OF HERTZIAN PRESSURE

The question of cargo gravity center and its modules with positive and negative values of external forces in uence on the operation of roller carriages and their rolling bearings in monorail carriages is considered, and the dynamic, plane-parallel motion of roller carriages and their rolling bearings in monorail carriages. The work of bearings can be represented as a ball rolling on a at surface, constructing schemes for the impact of external and internal forces on the ball and the plane on the rolling motion. It is proved that there is no external forces acting on the ball with a positive value, where the negative value of the external forces is determined by the presence of a hollow ball without an internal positive Hertzian pressure in the current scheme of cargo movement on the suspended monorail transport and there is a negative Hertzian pressure, which results in colossal wear of the bearings, with a “minus” sign according to the Dang Vann criterion along the Z axis and tendency to the minimum value, to zero along the XY axes of the main plane. There is a movement of drawing and there is no rolling motion, there are processes of destruction of bearings and plowing of the main plane on which the ball is located, irrational operating costs.In the proposed innovative method, there is the presence of internal Hertzian pressure and the ball contact pressure points, the presence of rolling motion and the effect of the load gravity center and its modules on the bearings operation. This method is more ef cient and safe for work. A new way of slinging and moving cargo in the mine workings is analyzed on the comparative basis of the current scheme of cargo movement in strict accordance with the general laws of mechanics, where the forces are formed in such a way that the rolling takes place, and the support bearing balls on the axles work as a support due to two cargo modules included in operation and the cargo lifting and movement method in uence at the suspended monorail transport.

Key words: CARGO SLINGING AND MOVEMENT, PLANE-PARALLEL ROLLING MOVEMENT, ROLL CARRIAGES, BEARINGS IN MONORAIL CARRIAGES, BALLS, MAIN PLANE, CARGO GRAVITY CENTER, CРARGO MODULES, HERTZIAN PRESSURE, MINE OPENING, HYDRAULIC HOIST, EFFICIENCY, SAFETY

 

13

УДК 622.647.2

А. И. Герусов – горныйинженер, 654000, Новокузнецк, Россия

С. В. Бычков – горный инженер-сейсмолог, BCV6B3N0, Ванкувер, Канада

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ, КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

В статье описан способ повышения безопасности при эксплуатации шахтных ленточных конвейеров, на которых часто происходят возгорания вследствие высокой скорости движения ленточного полотна и высокой скорости вращения роликов, а также порывы лент из-за высоких динамических нагрузок, возникающих и при пуске груженых конвейеров и их торможении. Как правило, подобные аварии приводят к большим финансовым потерям, а иногда и к человеческим жертвам. Описанная автоматизированная система регулирования скорости ленточного конвейера позволяет изменять скорость движения конвейера в зависимости от его производительности, тем самым значительно уменьшать время работы конвейера на высокой (номинальной) скорости, снижая риск возгорания ленты при трении. Одновременно с применением системы устраняются высокие нагрузки, как механические на элементы конвейера, так и электрические на электродвигатель и кабельные сети. Снижение среднесуточной скорости ленточного конвейера не только повышает уровень безопасности при эксплуатации конвейера, но и позволяет значительно экономить быстро изнашиваемые материалы и электроэнергию, а также улучшить экологию производства.Целью статьи является разъяснение способа уменьшения или даже полного исключения аварий на ленточных конвейерах путем описания принципа работыавтоматизированной системы регулирования скорости ленточных конвейеров.

Ключевые слова: АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ, ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРИВОД, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ НАПРЯЖЕНИЯ, ДАТЧИК УРОВНЯ ПОГРУЗКИ, ПОГОННАЯ НАГРУЗКА, ГРУЗОПОТОК, РИСКИ, ПИД РЕГУЛЯТОР, ПОЖАР, ПОРЫВ ЛЕНТЫ

A. I. Gerusov – mining engineer, 654000, Novokuznetsk, Russia

S. V. Bychkov – mining engineer – seismologist, Vancouver, BCV6B3N0, Canada

BELT CONVEYOR SPEED CONTROL AUTOMATED SYSTEM AS THE MEAN OF ITS OPERATIONAL SAFETY INCREASE

The article describes mine conveyor operational safety increase method as many res take place on belt conveyors due to the belt high movement speed and the rollers high rotation speed. Also the belt rupture may take place due to high dynamic loads occurring both at the moment of the loaded belt start and at the moment of breaking. As a rule such accidents cause big nancial losses and sometimes to human losses. The described automated belt conveyor speed control system allows to change the conveyor speed depending on its productivity, thereby signi cantly reducing the conveyor operating time at high (nominal) speed, reducing the belt friction re risk. Simultaneously with the system application the high loads are eliminated, both mechanical ones on the conveyor elements, and electrical loads to the electric motor and cable networks. Reducing the belt conveyor average daily speed not only increases the conveyor operation safety level, but also signi cantly saves wear materials and electricity, as well as improves the production ecology.The purpose of the article is to explain how to reduce or even completely eliminate accidents on belt conveyors by describing the belt conveyors automated speed control system operation principle.

Key words: BELT CONVEYOR SPEED CONRTOL AUTOMATED SYSTEM, FREQUENCY CONTROLLED DRIVE, POWER FREQUENCY CONVERTER, LOADING LEVEL SENSOR, LINEAR LOAD, FREIGHT FLOW, RISKS, PID CONTROLLER, FIRE, BELT RUPTURE

 

14

УДК 622.817

С. А. Лисаков – инженер кафедры Бийского технологического института ФГБОУ ВО « АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

А. И. Сидоренко – канд. техн. наук, доцент кафедры Бийского технологического института ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

И. С. Зорин – инженер кафедры Бийского технологического института ФГБОУ ВО « АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

Е. В. Сыпин – канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры Бийского технологического института ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова», Россия, 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО ОПТИКО- ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА КОНТРОЛЯ АВАРИЙНЫХ И ПРЕДАВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Выполнена постановка задачи моделирования многокритериального оптико- электронного прибора контроля аварийных и предаварийных ситуаций в угольных шахтах.Сформулированы контролируемые параметры предаварийных и аварийных ситуаций. Предложена структурная схема многокритериального оптико- электронного прибора. Приведены подходы к моделированию многокритериального оптико-электронного прибора. Определены исходные данные для моделирования. Контролируемыми параметрами являются: концентрация метана (от 0 до 2,5 % по объему); концентрация диоксида углерода (от 0 до 2% по объему); концентрация оксида углерода (от 0 до 0.01 % по объему); концентрация угольной пыли (от 0 до 7 г/м3); поток оптического излучения при пламенном горении метановоздушной смеси и тлении угольной пыли. Многокритериальный оптико-электронный прибор предлагается построить с использованием совокупности оптико-электронных датчиков метана, оксида углерода, диоксида углерода, угольной пыли, оптического излучения тления и пламени. Подход к моделированию оптико-электронных датчиков измерения концентрации газов заключается в расчете спектрального коэффициента пропускания с использованием закона Бугера – Ламберта – Бера. Подход к моделированию оптико-электронного датчика измерения концентрации пыли основан на расчете спектрального коэффициента пропускания газодисперсной среды на базе теории Ми. Подходы, основанные на уравнении переноса излучения и использовании угловых коэффициентов, применяются для расчета излучения, поступающего от очага горения на входной зрачок оптико-электронного датчика пламени.

Ключевые слова: МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР, КОНТРОЛЬ, АВАРИЙНАЯ СИТУАЦИЯ, ПРЕДАВАРИЙНАЯ СИТУАЦИЯ, УГОЛЬНАЯ ШАХТА

S. A. Lisakov - chair engineer of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk 659305, Russia

A. I. Sidorenko - candidate of technical sciences, chair associate professor of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk 659305, Russia

I. S. Zorin - chair engineer of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk 659305, Russia

Ye. V. Sypin – candidate of technical sciences, associate professor, chair professor of Biysk Technological Institute of the Polzunov Altai State Technical University, 27, ul. Trofimova, Biysk 659305, Russia

COAL MINES EMERGENCY AND PRE-EMERGENCY SITUATIONS MONITORING MULTICRITERIA OPTOELECTRONIC DEVICE MODELING PROBLEM STATEMENT

The modeling task statement of a multicriteria optoelectronic device for monitoring emergency and pre-emergency situations in coal mines has been performed.Controlled parameters of pre-emergency and emergency situations are formulated. A block diagram of a multicriteria optoelectronic device is proposed. Approaches to the modeling of a multicriteria optoelectronic device are presented. The initial data for modeling are determined. Controlled parameters are: concentration of methane (from 0 to 2.5% by volume); concentration of carbon dioxide (from 0 to 2% by volume); concentration of carbon monoxide (from 0 to 0.01% by volume); concentration of coal dust (from 0 to 7 g/m3); the ux of optical radiation in the case of a ery combustion of the methane-air mixture and the smoldering of coal dust.A multi-criteria optical-electronic device is proposed to be constructed using a set of optoelectronic sensors of methane, carbon monoxide, carbon dioxide, coal dust, optical radiation of smoldering and ame. The approach to the modeling of optoelectronic sensors for measuring the gases concentration consists in calculating the spectral transmission coef cient using the Bouguer-Lambert-Beer law. The approach to modeling an optoelectronic dust concentration measurement sensor is based on calculating the spectral transmittance of a gas-dispersed medium on the basis of the Mie theory. Approaches based on the equation of radiation transfer and the use of angular coef cients are used to calculate the radiation coming from the sourceof combustion to the entrance pupil of the optoelectronic ame sensor.

Key words: MULTI-CRITERIA OPTICAL-ELECTRONIC INSTRUMENT, CONTROL, EMERGENCYSВITUATION, PRE-EMERGENCY SITUATION, COAL MINE

IV ПРОБЛЕМЫ И СУЖДЕНИЯ // PROBLEMS AND OPINIONS

15

УДК 550.34

С. В. Бычков – горный инженер-сейсмолог, Ванкувер, Канада

ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА, ЦЕПНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, МАГНИТОСТРИКЦИЯ КАК ИСТОЧНИКИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ

Необъяснимый на сегодня механизм землетрясений, горных ударов и внезапных выбросов пород и газов в шахтах заставляет учёных по всему миру вновь и вновь пристально пересматривать накопленный практический опыт изучения этих грозных явлений в поисках решений, связанных с их прогнозированием и предотвращением. Годы идут, количество жертв природных катаклизмов растёт, а ответов на поставленные вопросы, к великому сожалению, как не было, так и нет. Образовался тупик, из которого нет выхода, и изучение газодинамических явлений в горном массиве превратилось в ходьбу по заколдованному кругу. Стало совершенно очевидно, что в процессе изучения этого горного явления, исследователями была допущена стратегическая ошибка, как в практике изучения процесса, так и в теоретическим его объяснении и, как следствие, исследователи ступили на ложный путь, объясняющий весь процесс землетрясений, горных ударов и внезапных выбросов. Ложный путь, ведущий в никуда. В настоящий момент главной задачей исследователей является отказ от сложившихся ложных стереотипов понимания и изучения процессов, приводящих к драматическому изменению состояния горного массива. Именно в отказе от ложных теорий и принятии на вооружение новых подходов и идей по происхождению газодинамических явлений в горном массиве видится залог будущего успеха. Есть надежда, что ответом на вызов природы послужит гипотеза Деформационного взрыва пород горного массива.

Ключевые слова: ГОРНЫЕ УДАРЫ, ВНЕЗАПНЫЕ ВЫБРОСЫ ПОРОД И ГАЗОВ В ШАХТАХ, ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ, ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД, ТОК САМОИНДУКЦИИ, ЦЕПНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ВЗРЫВ ПОРОД, МАГНИТОСТРИКЦИЯ

S. V. Bychkov – mining engineer – seismologist, Vancouver, BCV6B3N0, Canada

ELECTRIC CHARGE MOVEMENT, CHAIN CHEMICAL REACTION, MAGNETOSTRICTION AS SOURCES OF EARTHQUAKES AND SUDDEN OUTBURSTS

The inexplicable by now mechanism of earthquakes, rock shocks and sudden outbursts of rocks and gases in mines forces scientists around the world again and again to review the accumulated practical experience of studying these formidable phenomena in search of solutions related to their forecasting and prevention. Years go by, the number of natural disasters victims grows, and there are no answers to the questions put, unfortunately, as there were no answers before. A dead end emerged, from which there is no way out, and the study of gas-dynamic phenomena in the rock massif turned into walking along an enchanted circle. It became quite obvious that in the process of studying this mine phenomenon, researchers made a strategic mistake, both in the practice of studying the process and in its theoretical explanation, and as a consequence, the researchers went along the wrong path explaining the whole process of earthquakes, rock shocks and sudden outbursts. A false path leading to nowhere. At the moment, the main task of researchers is to abandon the established false stereotypes of understanding and studying the processes that lead to a dramatic change in the state of the rock massif. It is precisely in the rejection of false theories and the adoption of new approaches and ideas on the of gas dynamic phenomena origin in the rock massif that a pledge of future success is seen. There is a hope that the answer to the challenge of nature will be the hypothesis of the rock massif deformation explosion.

Key words: ROCK SHOCKS, SUDDEN OUTBURSTS OF ROCK AND GASES IN THE MINES, ROCK ТPRESSURE, EARTHQUACKE, ELECTRIC CHARGE, SELF-INDUCTANCE CURRENT, CHAIN CHEMICAL REACTION, ROCK DEFORMATION EXPLOSION, MAGNETOSTRICTION

 

V ПЕРВЫЕ НАУЧНЫЕ ОЧЕРКИ / FIRST SCIENTIFIC ESSAYS

16

УДК 622.81

М. Ю. Недоступ – ведущий инженер сервис- ного отдела ООО «Горный-ЦОТ», Россия, 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 1

А. П. Пашнин – ведущий конструктор ООО «Горный-ЦОТ», Россия, 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 1

А. О. Ребятников – начальник сервисного отдела ООО «Горный-ЦОТ», Россия, 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 1

В. И. Сокольчук – инженер-электроник сервисного отдела ООО «Горный-ЦОТ», Россия, 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 1

МЕТОДИКА АНАЛИЗА ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ СМЕСИ УГОЛЬНО- ИНЕРТНОЙ ПЫЛИ

В статье приведены результаты лабораторных испытаний по созданию способа и средства оперативного контроля пылевзрывозащиты горных выработок, основанных на определении отражательной способности отложившейся пыли. Установлена зависимость количественного показателя отражения от степени метаморфизма углей, дисперсного состава угольной пыли.Сложность исследования состоит в том, что метод требует отслеживания самых опасных фракций менее 75 мкм. Кроме того, рассматривается как чистая угольная пыль, так и результат искусственного осланцевания с помощью инертнойпыли.В качестве интегрального показателя состояния смешанной пылевой поверхности предложено использовать характеристику отражения света от мобильного источника излучения.Разрабатываемый алгоритм анализа в ближнем инфракрасном спектре позволит разработать методику для дистанционного сканирования поверхности выработки в автономном режиме на предмет скопления угольной пыли и информирования о необходимости проведения мероприятий по пылевзрывозащите.В статье приведены результаты испытания четырёх спекающихся марок углей: «Г», «Д», «Ж», «К».Угольная и инертная пыль резко отличаются друг от друга по цвету, следовательно и поглощающая способность светового излучения различна. Отсюда следует, что угольная пыль обладает более низким коэффициентом отражения, чем инертная. Градация "тёмный – светлый" зависит от массовой доли инертной пыли в угольной

Ключевые слова: ПЫЛЕВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, УГОЛЬНАЯ ПЫЛЬ, ИНЕРТНАЯ ПЫЛЬ, ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ, АЭРОГЕЛЬ, АЭРОЗОЛЬ

M. Yu. Nedostup – service department leading engineer of OOO “Gorny-COT”, 1, Sosnovy Boulevard, Kemerovo, 650002, Russia

A. P. Pashnin – leading designer of OOO “Gorny-COT”, 1, Sosnovy Boulevard, Kemerovo, 650002, Russia

A. O. Rebiatnikov – service department head of OOO “Gorny-COT”, 1, Sosnovy Boulevard, Kemerovo, 650002, Russia

V. I. Sokolchuk – electronics engineer of OOO “Gorny-COT”, 1, Sosnovy Boulevard, Kemerovo, 650002, Russia

СOAL-INERT DUST MIXTURE SURFACE REFLECTIVITY- BASED ANALYZING METHOD

The article presents the laboratory test results of mine workings dust explosion protection operational control method and means creation, based on deposited dust re ectivity determination. The re ection quantitative index dependence on the degree of coals metamorphism, the dispersed composition of coal dust is established.The complexity of the study is that the method requires tracking the most dangerous fractions of less than 75 microns. In addition, both pure coal dust and the result of arti cial rock dusting with the help of inert dust is considered.As an integral indicator of mixed dust surface state, it is proposed to use the light re ection from a mobile light radiation source.The developed analysis algorithm in the near-infrared spectrum will allow to develop a technique for opening surface remote scanning in an autonomous mode to check the coal dust accumulation and to inform about the need for carrying out the dust explosion protection measures.The article presents the testing results of four caking coal ranks: "G", "D", "Zh", "K".Coal and inert dust differ sharply from each other in color, hence the absorbing capacity of light radiationis different. It follows that coal dust has a lower re ection coef cient than the inert one. Gradation "dark - light" depends on the mass fraction of inert dust in the coal one.

Key words: DUST EXPLOSION SAFETY, ANALYSES METHOD, COAL DUST, INERT DUST,RКEFLECTING ABILITY, AEROGEL, AEROSOL

 
Creative Commons License
«Bulletin of Research Center for Safety in Coal Industry (Industial Safety)» published by "VostECO" Ltd., is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Based on the work from http://ind-saf.com/.