Scientific and technical journal

Industrial Safety N 2-2016 Special Edition Content

 

EDITORIAL

 Trubitsyna N.

 

FOREWORD

Special Edition

1

УДК: 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 + 614.83 

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт ги- дродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

В. А. Васильев - научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

РАСЧЕТНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГОРЕНИЯ И ДЕТОНАЦИИ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ МЕТАНА И УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ

Представлены расчетные и экспериментальные данные параметров горения и детонации смесей метан – кислород – азот, метан – воздух, угольная пыль – кислород, угольная пыль – воздух, метан – воздух – угольная пыль,... (характерных для аварийных взрывов в шахтах) в широком диапазоне изменения начальной концентрации компонент горючей смеси и их стехиометрического соотношения. Анализ современного состояния данных о параметрах горения и детонации смесей метан – воздух – угольная пыль позволяет сформулировать предложения по перспективным методам предупреждения и ослабления последствий шахтных взрывов.

Ключевые слова: МАССИВ ГОРНЫХ ПОРОД, ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА, ЗОНЫ НАРУШЕНИЯ СПЛОШНОСТИ, КОЭФФИЦИЕНТ НАРУШЕННОСТИ МАССИВА, ОБЛАСТИ НЕУСТОЙЧИВОСТИ МАССИВА, IMINE ROCK MASSIF, MINE OPENING, DISCONTINUITY AREAS, MASSIFDISTERBANCE FACTOR, MASSIF INSTABILITY AREAS

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

V. A. Vasiliev - Research associate of FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

CALCULATED AND EXPERIMENTAL PARAMETERS OF COMBUSTION AND DETONATION MIXTURES BASED ON METHANE AND COAL DUST

Presented computational and experimental data of mixtures of combustion and detonation parameters of methane - oxygen - nitrogen, methane - air, coal dust - oxygen, carbon dust - air, methane - air - coal dust, ... (typical for accidental explosions in mines) in a wide range of initial concentration of the fuel mixture components and its stoichiometric ratio. Analysis of the current status of data on mixtures of combustion and detonation parameters of methane - air - coal dust allows us to formulate proposals on promising practices in prevention and mitigation of mine explosions.

Key words: MINE EXPLOSIONS, METHANE, COAL DUST, COMBUSTION, DВETONATION, LIMITS, DEFLAGRATION TO DETONATION TRANSITION

 

2

УДК: 622.81 : 541.124.7 : 541.126.4 

В. В. Азатян - д-р физ.-мат. наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт проблем химической физики РАН»

ХИМИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЦЕПНЫМ ГОРЕНИЕМ – ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВОЗГОРАНИЙ И ВЗРЫВОВ МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Вкратце излагаются аргументы в пользу цепного механизма реакций метано-воздушных смесей при нормальных условиях, который может служить теоретической основой химического управления процессами горения, взрыва и детонации газов. Приводятся некоторые примеры, относящиеся к предотвращению возгорания и взрыва метано-воздушных смесей. Указывается на необходимость тесного сотрудничества ученых, инженеров и администрации для решения проблем взрывобезопасности

Ключевые слова: МЕТАН, ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ, ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, ПРЕДЕЛЫ, КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОДАВЛЕНИЕ, ИНГИБИТОРЫ

V. V. Azatyan - Dr. of Physical and Mathematical Sciences, professor, corresponding member of of RAS, Head of Laboratory FGBUN "Institute of Problems of Chemical Physics RAS"

CHEMICAL CONTROL OF CHAIN COMBUSTION - PROMISING METHOD OF PREVENTING FIRES AND EXPLOSIONS METHANE-AIR MIXTURES

Brie y the arguments in favor of the chain mechanism reaction for methane-air mixtures under normal conditions is outlined, which can serve as a theoretical basis for the chemical control of the processes of combustion, explosion and detonation gases. Some examples relating to the prevention of re and explosion of methane-air mixtures. Is underlined necessity of close cooperation of scientists, engineers and administration solutions for explosion protection problems

Key words: METHANE, CHAIN REACTION, BURNING, DETONATION, LIMITSCРATALYTIC SUPPRESSION INHIBITORS

 

3

УДК 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 + 614.83 

П. А. Фомин - канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. В. Троцюк - канд. физ.-мат. наук старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

ПРИВЕДЕННАЯ МОДЕЛЬ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ДЕТОНАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ МЕТАНА

Для моделирования химического превращения в метано-воздушных смесях вместо детальной кинетической схемы из более чем 2000 элементарных реакций применительно к шахтным взрывам предложена приведенная двухстадийная модель кинетики, позволяющая также учесть добавки паров воды и инертных разбавителей для оценки их влияния на подавление взрывных волн. Модель включает одно дифференциальное уравнение для расчета молярной массы газа после истечения периода индукции и явные алгебраические формулы для расчета теплового эффекта, внутренней энергии, теплоемкостей и показателя адиабаты смеси. Предложенная модель использована в численном двумерном расчете многофронтовой детонационной волны в метано-воздушных и метано-кислородных смесях. Результаты расчета параметров, структуры и размера детонационной ячейки (в стехиометрических метано-воздушной и метано-кислородной смесях он получился равным 34 ± 1 см и 0,30–0,35 см) хорошо соответствуют имеющимся экспериментальным данным.

Ключевые слова: ШАХТНЫЕ ВЗРЫВЫ, МЕТАН, ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, КИНЕТИКА, МОДЕЛИРОВАНИЕ

P. A. Fomin - Cand. Sci. Sciences, Senior Researcher FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. V. Trotsyuk - Cand. Sci. Sciences senior researcher FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

REDUCED MODEL OF CHEMICAL KINETICS OF DETONATION COMBUSTION OF METHANE

For modeling of chemical transformation in the methane-air mixtures, instead of a detailed kinetic scheme of more than 2,000 elementary reactions in relation to mine explosions, the two-stage model of the kinetics, allowing also consider supplements of water vapor and inert diluents, to assess their impact on the suppression of blast waves is proposed. The model includes a single differential equation to calculate the molar mass of the gas after the induction period and the explicit algebraic formulas for calculating the thermal effect, the internal energy, heat capacity and adiabatic exponent of a mixture. The suggested model is used in numerical two- dimensional calculation of multifront detonation waves in methane-air and methane- oxygen mixtures. Results of calculation of parameters, structure and size of the detonation cell (stoichiometric methane-air and methane-oxygen mixtures it turned to 34 ± 1 cm and 0.30- 0.35 cm) correspond well to the available experimental data.

Key words: MINE EXPLOSIONS, METHANE, COMBUSTION, DETONATION,KВINETICS, MODELING 

 

3

УДК 534.222.2, 614.83,614.841.47

А. В. Пинаев - д-р физ.-мат. наук, доцент, главный научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

П. А. Пинаев - младший научный сотрудник ФГБУН «Институт лазерной физики СО РАН»

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЫЛЕВОЙ ЗАВЕСЫ В УДАРНОЙ ТРУБЕ

Применительно к задаче создания пылевых заслонов в шахтных условиях отработана методика создания взвеси мелкодисперсной пыли в вертикальной ударной трубе при различных начальных давлениях воздуха p0 = 0.1÷0.01 МПа. Для трех фракций кварцевого песка с размерами частиц δ = 250÷600, 120÷250, 90÷120 мкм измерено распределение плотности пыли по высоте и определена среднеобъемная плотность пыли.

Ключевые слова: ДЕТОНАЦИЯ, ВЗРЫВНАЯ ВОЛНА, БЕЗОПАСНОСТЬ ДОБЫЧИ УГЛЯ, ПЫЛЕВАЯ ЗАВЕСА, КВАРЦЕВЫЙ ПЕСОК

A. V. Pinaev - Dr. of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

P. A. Pinaev - Junior Researcher FGBUN "Institute of Laser Physics SB of RAS"

RESULTS OF THE DUST CURTAIN PARAMETERS RESEARCH IN THE SHOCK TUBE

As applied to the problem of creating a dust barriers in mine conditions worked out a technique of creating of suspended matter of ne dust in a vertical shock tube at different initial air pressure p0 = 0.1 ÷ 0.01 MPa. For three fractions of quartz sand with particle sizes δ = 250 ÷ 600, 120 ÷ 250, 90 ÷ 120 microns measured height distribution dust density and volume average density of the dust is determined.

Key words: DETONATION, DETONATION WAVE COAL MINING SAFETY, DUST CURTAIN, QUARTZ SAND

 

4

УДК 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 

П. А. Фомин - канд. физ.-мат. наук, старший научныйсотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующии лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

ОСЛАБЛЕНИЕ И ПОДАВЛЕНИЕ ВОЛНЫ ГАЗОВОЙ ДЕТОНАЦИИ ОБЛАКОМ ХИМИЧЕСКИ ИНЕРТНЫХ МИКРОЧАСТИЦ

Проанализирован способ ослабления и гашения волны газовой детонации облаком химически инертных твердых частиц. Рассчитаны параметры детонационной волны Чепмена – Жуге в гетерогенных смесях метан – воздух – микрочастицы при различных массовых долях конденсированной фазы и соотношениях между горючим и окислителем. Оценено количественно влияние физико-химических свойств частиц на ослабление детонационной волны. Найдена минимальная концентрация частиц, при которых происходит гашение волны.

Ключевые слова: ШАХТНЫЕ ВЗРЫВЫ, ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, ПОДАВЛЕНИЕ, ПЫЛЕВЫЕ ЗАСЛОНЫ

P. A. Fomin - Cand. Sci. Sciences, Senior Researcher FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

CLOUD CHEMICALLY INERT MICROPARTICLES ATTENUATION AND SUPPRESSION OF GAS DETONATION WAVE

Analyzed way to attenuation and extinction of gas detonation wave by a cloud of chemically inert solid particles. The parameters of the Chapman - Jouget detonation wave in heterogeneous mixtures of methane - air - microparticles with various mass fractions of the condensed phase and the ratio between fuel and oxidizer. Quanti ed the impact of physical and chemical properties of the particles on the weakening of the detonation wave. Found a minimum concentration of particles, at which the wave extinction occurs.

Key words: MINE EXPLOSIONS, BURNING, DETONATION, SUPPRESSION, DUST BARRIERS

 

5

УДК 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 + 614.83 

А. В. Троцюк - канд. физ.-мат. наук старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

П. А. Фомин - канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Трубицын - доктор техн. наук, проф., председатель совета директоров НАО «Научный Центр Промышленной Безопасности»

ДВУМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ В МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ

Проведено численное исследование многофронтовой (ячеистои) структуры двумерной детонационной волны (ДВ). Модель детонационного горения метана базируется на двухстадийном механизме детонационной кинетики (индукционная стадия и стадия основного тепловыделения). Двумерная структура ДВ в метано- воздушной смеси численно анализировалась в широкой области поперечных размеров канала, изучены изменения в установившейся структуре самоподдерживающейся волны при вариации ширины канала. Исходя из анализа полученных картин течения, размер детонационной ячейки в стехиометрической метано-воздушной смеси определен равным 33±3 см. Моделирование ячеистых структур в стехиометрической метано-кислородной смеси выявило поперечный размер ячейки равный 0.3–0.35 см, что почти на два порядка меньше, чем в стехиометрической смеси метан – воздух. Данные величины хорошо согласуется с экспериментальными данными.

Ключевые слова: МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЯЧЕИСТЫЕ СТРУКТУРЫ, ГАШЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ, ПЫЛЕВЫЕ ЗАВЕСЫ

A. V. Trotsyuk - Cand. Sci. Sciences senior researcher FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

P. A. Fomin - Cand. Sci. Sciences, Senior Researcher FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

А. А. Trubitsyn - Doctor of technical sciences, professor, Chairman of the Board of Directors of JSC "Scienti c Center of Industrial Safety"

TWO-DIMENSIONAL SIMULATION OF THE DETONATIONWAVE STRUCTURE IN A METHANE-AIR MIXTURES

A numerical study of multifront (mesh) a two-dimensional structure of the detonation wave (DW) was carried out . Model of methane detonation combustion is based on a two- stage mechanism of detonation kinetics (the induction stage and the main stage of the heat generation). The two-dimensional structure of the DW in methane-air mixture is numerically analyzed in a wide range of cross-channel dimensions, studied the changes in the structure of the established self-sustaining waves by varying the channel width. Based on the analysis of received ow patterns, the detonation cell size in a stoichiometric methane-air mixture is determined to be 33 ± 3 cm. Modeling of cellular structures in a stoichiometric methane-oxygen mixture revealed a transverse dimension equal to 0.3-0.35 cm cell, which is almost two orders of magnitude less than the in stoichiometric mixtures of methane - the air. These values are in good agreement with the experimental data.

Key words: MODELING, CELLULAR STRUCTURE, DETONATION EXTINGUISHING, DUST CURTAIN

 

6

УДК 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 + 614.83 

А. В. Троцюк - канд. физ.-мат. наук старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. В. Пинаев - д-р физ.-мат. наук, доцент, главный научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

ЧИСЛЕННОЕ 2D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ В ЗАПЫЛЕННОЙ МЕТАНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

Применительно к задаче предотвращения шахтных взрывов создана программа для двумерного численного моделирования многофронтовой (ячеистой) детонационной волны в метано-воздушной смеси при ее вхождении и последующем распространении по области, представляющей пылевое облако из мелкодисперсных инертных частиц. Расчеты для стехиометрической метано-воздушной смеси позволили изучить перестройку структуры волны и динамику ее затухания в пылевом облаке, образованном мелкодисперсными частицами окиси кремния (песок – SiO2).

Ключевые слова: МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЯЧЕИСТЫЕ СТРУКТУРЫ, ГАШЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ, ПЫЛЕВЫЕ ЗАВЕСЫ 

A. V. Trotsyuk - Cand. Sci. Sciences senior researcher FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. V. Pinaev - Dr. of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

NUMERICAL 2D-MODELING OF THE DYNAMICS OF DETONATION WAVES IN DUSTY METHANE-AIR MIXTURE

As applied to the problem of preventing mine explosions program was created for two-dimensional numerical simulation of multifront (mesh) detonation wave in a methane-air mixture at its entry and subsequent distribution by region of the dust cloud of nely dispersed inert particles. The calculations for stoichiometric methane-air mixture was allowed to examine the restructuring of the wave structure and the dynamics of its decay in the dust cloud formed by ne particles of silicon oxide (sand - SiO2).

Key words: MODELING, CELLULAR STRUCTURE, EXTINGUISHING DETONATION, DUST CURTAIN

 

7

УДК 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 + 614.83

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. В. Пинаев - д-р физ.-мат. наук, доцент, главный научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

П. А. Фомин - канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. В. Троцюк - канд. физ.-мат. наук старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

В. А. Васильев - научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Трубицын - доктор техн. наук, проф., председатель совета директоров НАО «Научный Центр Промышленной Безопасности»

Д. А. Трубицына - выпускающий редактор OOO «ВостЭКО»

ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ГАШЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ ВОЛН ПРИ ШАХТНЫХ ВЗРЫВАХ

Обсуждены возможные сценарии воспламенения и развития взрыва в шахтах. Предложены оценки условий подавления динамического и теплового воздействия взрывных волн, обеспечивающих полное затухание детонационной волны в смеси метан – угольная пыль – воздух до уровня акустической волны. Оценочные величины согласуются с экспериментальными данными.

Ключевые слова: ШАХТНЫЕ ВЗРЫВЫ, МЕТАН, УГОЛЬНАЯ ПЫЛЬ, ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, ПРЕДЕЛЫ, ПЕРЕХОД ГОРЕНИЯ В ДЕТОНАЦИЮ, ПОДАВЛЕНИЕ 

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. V. Pinaev - Dr. of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

P. A. Fomin - Cand. Sci. Sciences, Senior Researcher FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. V. Trotsyuk - Cand. Sci. Sciences senior researcher FGBUN " MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

V. A. Vasiliev - Research associate of FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

А. А. Trubitsyn - Doctor of technical sciences, professor, Chairman of the Board of Directors of JSC "Scienti c Center of Industrial Safety"

D. А. Trubitsyna - Commissioning Editor OOO «VostECO»

ESTIMATES OF THE EXCITATION CONDITIONS AND EXTINCTION OF BLAST WAVES DURING MINE EXPLOSIONS

Discussed possible scenarios of ignition and explosion development in mines. Proposed assessment of suppress the dynamic and thermal effects of explosive waves conditions, providing a complete attenuation of the detonation wave of a methane - coal dust - air mixture to the level of the acoustic wave. Estimated values agree with the experimental data.

Key words: MINE EXPLOSIONS, METHANE, COAL DUST, COMBUSTION, DETONATION, LIMITS, DEFLAGRATION TO DETONATION TRANSITION, SUPPRESSION

 

8

УДК 534.222.2 + 536.46 + 661.215.1 + 614.83

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профес- сор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. В. Пинаев - д-р физ.-мат. наук, доцент, главный научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

П. А. Фомин - канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. В. Троцюк - канд. физ.-мат. наук старший научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

В. А. Васильев - научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Трубицын - доктор техн. наук, проф., председатель совета директоров НАО "Научный Центр Промышленной Безопасности"

Д. А. Трубицына - выпускающий редактор ООО "ВостЭКО"

ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ГАШЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ ВОЛН ПЫЛЕВЫМИ ЗАВЕСАМИ

Выполнены оценки условий формирования пылевого облака при работе «пылевых заслонов» пассивного и активного типов, до сих пор применяющихся в шахтах. Показано, что эти системы не способны выполнять свое предназначение по гашению взрывной волны в силу несоответствия их основных пространственно- временных характеристик необходимым величинам. Анализ ускорения частиц при воздействии детонационной волны свидетельствует, что только для частиц микронного размера можно считать оправданным предположение о скоростном равновесии между газовым потоком и частицами. Для относительно крупных частиц скоростное равновесие отсутствует, а для его установления требуются времена, превышающие характерное время пребывания частицы в зоне реакции детонационной волны. Показано, что для более эффективного гашения детонационной волны крупными частицами определенной фракции требуется увеличивать концентрацию частиц по сравнению с оптимальной концентрацией, определенной для частицмикронного масштаба.

Ключевые слова: ШАХТНЫЕ ВЗРЫВЫ, ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, ПОДАВЛЕНИЕ, ПЫЛЕВЫЕ ЗАСЛОНЫ 

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. V. Pinaev - Dr. of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

P. A. Fomin - Cand. Sci. Sciences, Senior Researcher FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. V. Trotsyuk - Cand. Sci. Sciences senior researcher FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

V. A. Vasiliev - Research associate of FGBUN "MA Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

А. А. Trubitsyn - Doctor of technical sciences, professor, Chairman of the Board of Directors of JSC "Scienti c Center of Industrial Safety"

D. А. Trubitsyna - Commissioning Editor OOO «VostECO»

ESTIMATES OF BLAST WAVES EXTINGUISHING CONDITIONS BY DUST CURTAINS 

The estimation of conditions for the formation of a dust cloud during operation of "dust barriers" passive and active types, still used in mines. It has been shown that these systems are not able to fullfill its mission by extinguishing explosion wave due to mismatch of the main spatio-temporal characteristics of the required value. Analysis of particles accelerate under the in uence of the detonation wave shows that only micron-sized particles can be justi ed assumption of equilibrium between the high-speed gas stream and particles. For relatively large particles speed balance is not available, and for its establishment required times greater than the typical time spent by the particle in the zone of detonation reaction. It is shown that for a more effective suppression of the detonation wave by large particles of speci c fraction is required to increase particle concentration as compared to the optimal concentration determined for particles of micron scale.

Key words: MINE EXPLOSIONS, BURNING, DETONATION, SUPPRESSION, DUST BARRIERS

 

9

УДК 534.222.2, 536.46, 614.83

А. В. Пинаев - д-р физ.-мат. наук, доцент, главный научный сотрудник ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

А. А. Васильев - д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН»

П. А. Пинаев - младший научный сотрудник ФГБУН «Институт лазерной физики СО РАН»

О КРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРАХ ПЫЛЕВОЙ ЗАВЕСЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОЛНОЕ ГАШЕНИЕ ВОЛНЫ ГАЗОВОЙ ДЕТОНАЦИИ

В газовой смеси CH4+2O2+N2 экспериментально изучено затухание волн детонации, распространяющихся по пылевым завесам со среднеобъёмными плотностями ρd = 2.2÷3.5 г/л при начальных давлениях p0 = 0.1÷0.01 МПа. Исследованы фракции кварцевого песка с размерами частиц δ = 250÷600, 120÷250 и 90÷120 мкм. Обнаружен немонотонный пульсационный характер затухания детонации, когда за её передним фронтом возникает вторичная детонация, временно ускоряющая волну.

Ключевые слова: ГАЗОВАЯ ДЕТОНАЦИЯ, УДАРНАЯ ВОЛНА, ПЛАМЯ, ПЫЛЕВАЯ ЗАВЕСА, ЗАТУХАНИЕ ДЕТОНАЦИИ, ГАШЕНИЕ ПЛАМЕНИ, КРИТЕРИЙ ГАШЕНИЯ ДЕТОНАЦИИ

A. V. Pinaev - Dr. of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

A. A. Vasiliev - Dr. Sci. Sciences, Professor, Head of the Laboratory FGBUN "M.A. Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB of RAS"

P. A. Pinaev - Junior Researcher FGBUN "Institute of Laser Physics SB of RAS"

ABOUT DUST CURTAIN CRITICAL PARAMETERS, ENSURING A COMPLETE EXTINCTION OF GAS DETONATION WAVE

In the given article information on standardization role in provision of mining equipment safety regulation is presented. Standardization Technical Committee TC 269 “Mining” role in provision of mining equipment safety is described.Steps sequence description in the work on the introduction of normative documents on standardization in the eld of mining equipment safety is given. The requirements for the formation of standardization regulating documents development program for mining equipment are formulated. The examples of regulating documents, the introduction of which is provided on a voluntary basis in compliance with the Technical Regulations of the Customs Union TR CU 010/2011 "On the safety of machinery and equipment" are given.The acting system of mining equipment technical regulation is described.

Key words: GAS DETONATION, SHOCK WAVES, FLAME, DUST CURTAIN, DETONATION ATTENUATION, FLAME EXTINCTION, CRITERIA OF DETONATIONEВXTINCTION

 

10

УДК 614.83

А. Ю. Грачев - генеральный директор ООО НПФ «Гранч», деиствительный член АГН

А. В. Новиков - канд. техн. наук, директор по внедрению ООО НПФ «Гранч»

К. В. Паневников - начальник отдела анализа и внедрения ООО НПФ «Гранч»

Д. Б. Терехов - руководитель группы анализа и внедрения ООО НПФ «Гранч»

МФСБ В УГОЛЬНОЙ ШАХТЕ – ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ И ОПОВЕЩЕНИЕ ПЕРСОНАЛА

В параграф 41 “Правил безопасности в угольных шахтах” Приказом No 1158 от 20.12.2010 г. Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору внесены следующие требования: шахта должна быть оборудована комплексом систем и средств, обеспечивающих решение задач организации и осуществления безопасного производства и информационной поддержки контроля и управления технологическими и производственными процессами в нормальных и аварийных условиях — многофункциональной системой безопасности (МФСБ). В статье рассмотрен один из аспектов МФСБ, касающийся связи в шахте, наблюдения и определения местоположения персонала в подземных выработках (позиционирование), аварийного оповещения с возможностью передачи сообщений об аварии персоналу независимо от его местонахождения до, во время и после аварии, поиска и обнаружения людей, застигнутых аварией. Приведен пример реализации подобной системы.

Ключевые слова: МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ, МЕТАН, УГОЛЬНАЯ ПЫЛЬ, ВЗРЫВЫ В ШАХТАХ, ПОДЗЕМНОЕ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ПЕРСОНАЛА

A. Yu. Grachev - CEO OOO NPF "Granch", member of AGN

A.V. Novikov - Cand. of Technical Sciences, director of the implementation of OOO NPF "Granch"

K. V. Panevnikov - Head of Department of analysis and implementation of OOO NPF "Granch"

D. B. Terekhov - Head of the analysis and implementation group of OOO NPF "Granch"

MFSS IN A COAL MINE - POSITIONING AND ALERT OF STAFF

In paragraph 41, "Safety rules in coal mines" Order No 1158 from 20.12.2010, the Federal Service for Ecological, Technological and Nuclear Supervision includes the following requirements: the mine must be equipped with complex systems and means of ensuring the tasks of the organization and implementation of safe production and information support for control and management of technological and production processes in normal and emergency conditions - the multifunctional safety system (MFSS). The article describes an aspect of MFSS regarding communication in the mine, monitoring and locating personnel in underground workings (positioning), accident messages alerting capable of transmitting to personnel regardless of their location prior to, during and after the accident, the search and the detection of people caught up by accident. Given example of implementation of a similar system.

Key words: MULTI SAFETY SYSTEM, METHANE, COAL DUST, MINE EXPLOSION,ВUNDERGROUND PERSONNEL POSITIONING

 

11

УДК 535.231.62 + 535.14 + 614.83

М. А. Демьяненко - канд. физ-мат. наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН»

Д. Г. Есаев - канд. физ-мат. наук, заведующий лабораторией ФГБУН «Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН»

И. В. Марчишин - старший научный сотрудник ФГБУН «Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН»

Б. И. Фомин - д-р физ-мат. наук, главный научный сотрудник ФГБУН «Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН»  

В. Н. Овсюк - канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГБУН «Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН»

НЕОХЛАЖДАЕМЫЕ МАТРИЧНЫЕ МИКРОБОЛОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИЕМНИКИ ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА

Разработаны матричные микроболометрические приемники (ММБП), работающие в инфракрасном спектральном диапазоне 8-14 мкм, не требующие охлаждения для своего функционирования и позволяющие регистрировать удаленные объекты в условиях сильной задымленности, что типично для аварийных ситуаций в шахтах при проведении горно-спасательных работ.

Ключевые слова: ЗАДЫМЛЕННАЯ СРЕДА, ГОРНОСПАСАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ, ПРИБОРЫ ИНФРАКРАСНОГО ВИДЕНИЯ

M. A. Demyanenko - Cand. Physics and Mathematics Sciences, Senior Researcher FGBUN "A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics SB of RAS"

D. G. Esaev - Cand. Physics and Mathematics Sciences, Head of Laboratory FGBUN "A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics SB of RAS"

I. V. Marchishin - Senior Researcher FGBUN "A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics SB of RAS"

B. I. Fomin - Dr. phys-mat. Sciences, Chief Researcher FGBUN "A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics SB of RAS"

V. N. Ovsyuk - Cand. tehn. Sciences, Leading Researcher FGBUN "A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics SB of RAS"

UNCOOLED MICROBOLOMETER MATRIX INFRARED RECEIVERS

Matrix microbolometer detectors (MMBP) operating in the infrared spectral range 8-14 microns, not requiring cooling for its functioning and allow to record distant objects in the conditions of strong smoke, which is typical of accidents in coal mines during the rescue operations, are developed.

Key words: SMOKY ENVIRONMENT, RESCUE OPERATIONS, INFRARED VISIONDМEVICES

 

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/.