Методика исследований взрывоопасности убогосульфидных руд при подземной отработке колчеданных месторождений

ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2019;(9):41-51

УДК 622.2 : 622.814 DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-41-51

методика исследований взрывоопАсности увогосульфвдных руд при подземной отработке колчеданных месторождений

М.В. Рыльникова1, Н.А. Митишова1

1 ИПКОН РАН, Москва, Россия, e-mail: rylnikova@mail.ru

Аннотация: Образование сульфидной пыли в процессах подземных горных работ и ее накопление приводят к риску возникновения аварийных ситуаций, вплоть до гибели людей, что влечет нарушение режима функционирования шахты. Разработанные ранее технические, методические и другие решения обеспечения безопасности труда не учитывали тенденцию истощения минерально-сырьевой базы, возможностей современного горного оборудования, средств взрывания. Переход на технологию бурения, взрывания скважин большого диаметра, проходки выработок с применением комбайнов, секционного взрывания восстающих при проходке их методом VCR повлекли общее увеличение выделения пыли в атмосферу рудника с ростом доли тонкодисперсной пыли. При разработке месторождений сульфидных руд это обуславливает риск развития экзотермических процессов и взрывоопасность. Современные изменения минерально-сырьевой базы России привели к вовлечению в эксплуатацию убогосульфидных руд, оценка взрывопожароопасности которых ранее не проводилась. Взрывы пыли имеют место на колчеданных рудниках даже при низком содержании серы в руде. Описана методика оценки взрывоопасности убогосульфидных руд при подземной отработке колчеданных месторождений, предусматривающая комплексную оценку минерального состава руд и вмещающих пород, исследования вещественного и гранулометрического состава пылевого облака, определение температуры самовоспламенения образцов пыли, изучение условий взаимодействия сульфидной пыли с применяемыми на руднике типами ВВ. Разработанная методика по изучению основных факторов пылевзрывобезопасности является неотъемлемой составной частью системы промышленной безопасности, так как она обеспечивает возможность прогнозировать, оценивать и оперативно определять состояние потенциальных источников опасности при разработке убогосульфидных колчеданных месторождений. Ключевые слова: сульфидная пыль, сера, колчеданные месторождения, убогосульфидные руды, взрывоопасность, самовоспламенение, авария, методика, факторы, условия, лабораторные исследования, промышленная безопасность.

Для цитирования: Рыльникова М. В., Митишова Н. А. Методика исследований взрывоопасности убогосульфидных руд при подземной отработке колчеданных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2019. - № 9. - С. 41-51. DOI: 10.25018/02361493-2019-09-0-41-51.

Research technique for explosion hazard of low-grade sulphide ore in underground mines

M.V. Rylnikova1, N.A. Mitishova1

1 Institute of Problems of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, e-mail: rylnikova@mail.ru

© М.В. Рыльникова, Н.А. Митишова. 2019.

Abstract: Generation and accumulation of sulphide dust in underground mining causes risk of accidents, up to mortality, which impairs mine performance. The Soviet school of occupational safety and health created a valid methodical framework for prevention of sulphide dust explosions, and the accident rate of sulphide dust explosion was minimized. However, the earlier technical, methodical and other solutions on occupational safety omitted the trend of depletion of mineral resources, as well as capacities of modern mining equipment and blasting facilities, and were inadaptable to the present-day working environment. Transition to large-diameter drilling and basting, application of cutter-loaders, sectional blasting in VCR raisers has resulted in generally increased dusting in mines, with higher fraction of finely dispersed dust particles. In sulphide ore mining, this conditions risk of exothermal processes and explosion hazard. The current changes in the mineral reserves and mineral resources in Russia lead to extraction of low-grade sulphide ore while their fire and explosion assessment is absent. At the present time, dust explosions take place in sulphide mines even in case of low sulfur content of ore. This article describes the assessment procedure of fire and explosion assessment of low-grade sulphide ore in underground mines. The procedure provides an integrated estimate of the mineral composition of ore and enclosing rocks, analysis of material constitution and grain size distribution of dust cloud, determination of spontaneous ignition temperature in dust samples, and examination of interaction between sulphide dust and explosive applied in mines. The developed procedure for studying basic factors of dust explosion safety is a part and parcel of the production safety as it predicts and estimates potential hazard sources during underground mining of low-grade sulphide ore.

Key words: sulphide dust, sulfur, sulphide ore deposit, low-grade sulphide ore, explosion hazard, spontaneous ignition, accident, procedure, factors, conditions, laboratory studies, production safety.

For citation: Rylnikova M. V., Mitishova N. A. Research technique for explosion hazard of low-grade sulphide ore in underground mines. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2019;(9):41-51. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-41-51.

Закономерное изменение минерально-сырьевой базы России приводит к вовлечению в процесс добычи полезных ископаемых с все более низким содержанием ценных компонентов, что влечет за собой изменение минерального состава вовлекаемых в эксплуатацию руд и пород [1—4]. Это, в свою очередь, обус-лавливаетнеобходимостьпроведенияис-следований и усовершенствование методик изучения взрывчатых свойств сульфидной пыли, разработку требований промышленной и экологической безопасности горных работ при переходе на добычу новых видов сырья.

Следует отметить, что разработанные в советское время технические, методические и практические решения по обеспечению безопасности горных работ не могли учитывать современное изменение минерально-сырьевой базы страны и возможности современного оборудо-

вания. На сегодняшний день проблема обеспечения безопасности на колчеданных рудниках по фактору взрывчатости сульфидной пыли все также актуальна и получила новое развитие [5—7]. Согласно Инструкции по предупреждению взрывов сульфидной пыли на подземных рудниках, разрабатывающих пиритсодержащие колчеданные руды, разработанной Министерством металлургии СССР в 1991 г., нижний взрывоопасный предел содержания серы в руде равен 35%, однако, стоит заметить, что взрывы сульфидной пыли фиксируют и при содержании серы в руде значительно меньше 35%. Именно поэтому необходимо проводить комплексную оценку взрывоопасности сульфидной пыли для каждого рудника индивидуально, с учетом состава руды и вмещающих пород, горно-геологических и горнотехнических условий разработки месторождений, режима работы предприятия.

В таблице приведены основные характеристики пылевзрывобезопасности на подземных рудниках, разрабатывающих месторождения колчеданных руд, взятые из нормативно-правовых документов в области промышленной безопасности, разработанных в СССР и Австралии. Как видно показатели достаточно хорошо согласуются между собой, поэтому в связи с участившимися взрывами временная инструкция 1963 г. была заменена на постоянную. Разработка нормативных документов в те времена способствовала снижению травматизма и смертельных случаев. Однако, анализируя основные положения Инструкции 1991 г., Руководства по безопасности Австралии, статистику по взрывам и воспламенениям на отечественных рудниках, нельзя не отметить разницу в нормативных характеристиках. Кроме того, на подземных рудниках, особенно в последнее время, стали проявляться взрывы сульфидной пыли в условиях, отличающихся от параметров безопасности, указанных в таблице.

Анализ практики отработки колчеданных рудников показывает, что действующие нормативные документы в области промышленной безопасности для объек-

тов горнодобывающей промышленности устарели и не содержат конкретных требований и указаний по ведению подземных горных работ на месторождениях, опасных по взрывам и возгораниям сульфидной серосодержащей пыли, содержащейся в добываемых рудах и массивах вмещающих горных пород.

Изменение геологических, горнотехнических и природно-климатических условий освоения отрабатываемых и перспективных месторождений, усложнение геомеханической ситуации, увеличение масштабов производства, применение инновационных технологий проходческих и буровзрывных работ, возрастающие потребности в рудном сырье вызывают необходимость совершенствования действующих норм и правил по обеспечению экологической и промышленной безопасности. Переход на технологию бурения, взрывания скважин большого диаметра, проходки выработок с применением комбайнов, секционного взрывания восстающих при проходке их методом повлекли общее увеличение выделения пыли в атмосферу рудника с ростом доли тонкодисперсной пыли и вовлечением в разработку убогосульфид-

Параметры «Временная инструкция по борьбе со взрывами сульфидной пыли на колчеданных рудниках»

Нижний взрывоопасный предел содержания S в руде, % 30-35 35 35 18

Минимальная температура вспышки сульфидной пыли, °С 500-600 - 800 320-365

Минимальный размер частиц для возникновения взрыва, мкм 300 300 300 180

Результаты анализа нормативно правовых документов в области обеспечения пылевзрывобезопасности на колчеданных рудниках

Outcome of the regulatory and legal framework review on dust explosion safety of sulphide ore mines

ных руд. При разработке месторождений сульфидных руд это обуславливает риск развития экзотермических процессов и взрывоопасность. Необходимо найти новые эффективные способы борьбы со взрывами сульфидной пыли, отвечающие состоянию сырьевой базы, требованиям современных технологий и потребностям мирового рынка.

Это подтверждают результаты исследования зарубежных ученых и практика работы горных предприятий в развитых горнодобывающих странах [8—11]. Очевидным является факт, что проблема пылеобразования с изучением условий формирования и свойств рудничной атмосферы, включая оценку состава и размера промышленных пылей, актуальна и находится на стадии накопления информации и поиска новых идей [12]. В современных условиях приобретают новую значимость параметры технологии ведения буровзрывных, проходческих и добычных работ. Так, согласно Руководству департамента промышленности и ресурсов Австралии, нижний взрывоопасный предел содержания серы в руде снижается до 18%. Применение скважин увеличенного диаметра ведет к увеличению взрывов сульфидной пыли. Указанные обстоятельства послужили причиной изучения склонности убогосульфидных руд (с содержанием серы менее 35%) к формированию взрывоопасного облака сульфидной пыли с усовершенствованием методики проведения лабораторных исследований. Исследования проводились в соответствии с письмом Ростех-надзора № 00-07-06/844 от 22.05.17 г. «Об оценке взрывопожароопасности пород и руд, проектируемых и действующих объектов ведения подземных горных работ», определяющего необходимость проведения НИР по оценке взрывопо-жароопасности пыли горных пород и руд рудников, разрабатывающих месторождения сульфидных, колчеданных и иных

серосодержащих руд, обладающих способностью к самовозгоранию, или на рудниках, пыль которых склонна к воспламенению от внешних термических воздействий.

Снижение вероятности риска возникновения взрыва сульфидной пыли в рамках развития научно-методических основ в области пылевзрывобезопасно-сти для убогосульфидных руд производилось посредством оценки руд и пород сульфидного медно-никелевого месторождения «Шануч» на базе лаборатории ЭКОН ИПКОН РАН.

На основе изучения материалов по геологическому строению массива пород месторождения, анализа горнотехнических условий разработки медно-ни-келевого месторождения, а также обобщения многолетнего опыта в области безопасной разработки месторождений сульфидных руд, нормативно регламентирующей документации по предупреждению взрывов сульфидной пыли на подземных рудниках произведена оценка степени взрывопожароопасности руд и вмещающих пород месторождения (посредством изучения вещественного и минерального состава руд и пород, определения температуры самовоспламенения образцов руды и пород и формируемой на их основе пыли). Исследования нижнего предела взрываемости руд и пород рассматриваемого месторождения, установление совместимости применяемых ВВ в процессе БВР позволили разработать технологические рекомендации и профилактические мероприятия по предупреждению образования взрывчатых концентраций сульфидной пыли и ее аэрозоля.

В изучении проб использовался комплекс современных методов оптической микроскопии, включающий оптико-петрографический и минераграфический анализы и позволяющий получить полную информацию о минеральном (фа-

зовом) составе и структурно-текстурных особенностях горных пород и руд. Комп-лексирование методов минералогического анализа позволило получить необходимую и достоверную информацию о вещественном составе и строении горных пород и руд.

С помощью оптико-петрографического метода выявлены особенности строения горных пород, диагностированы нерудные минералы, уточнены связи между минералами, позволяющие судить об условиях и последовательности их формирования.

Минераграфический метод позволяет идентифицировать рудные минералы, содержащиеся в количестве более 10%, определять их морфоструктурные особенности и последовательность выделения минералов.

Работы проводились согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений» и ГОСТ Р 8.563-96 «Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Методики выполнения измерений».

Минералогические исследования представленных проб гранито-гнейсов, измененной кварц-гидрослюдисто-хлоритовой породы с сульфидной минерализацией и прожилково-вкрапленных руд показали, что сульфидная минерализация в гранито-гнейсах полностью отсутствует. В пробах измененной породы и прожилково-вкрап-ленных руд сульфидная минерализация представлена пиритом, халькопиритом и виоларитом, характер распределения — неравномерный. Среднее содержание серы во вкрапленных рудах составило около 8%.

По оценке геолога в пробе ТП 40/3 рудная минерализация представлена агрегатами пирита, халькопирита и виола-рита, ассоциирует с кварцевыми обособлениями. Суммарное содержание сульфидов не превышает 18%.

Пирит — главный рудным минерал, его содержание достигает 8%. В руде он образует две морфологические разновидности — ксеноморфные образования и трещины выполнения. Ксеноморфные образования пирита расположены в ин-терстициях между нерудными минералами. Площадь выделений достигает 36 мм2. Часто минеральные агрегаты пирита разбиты трещинами, выполненными карбонатами и более поздним виоларитом.

Трещины выполнения развиваются в зоне дислокации. Полости трещин выполнены пиритом, мощность 0,02—0,1 мм. Сеть трещин является составной частью прожилковых руд (рис. 1).

При исследовании предоставленных на анализ проб в лабораториях ИПКОН РАН и ВИМС определено содержание в образцах руды и пород сульфидных материалов и железа. Дополнительно был проведен минералогический анализ с целью определения формы нахождения серы в минеральном веществе. Для проведения исследований материал проб измельчали и отбирали отсев фракции -0,044 м. Для каждой пробы испытания проводили 3 раза, и для установления закономерностей рассчитывали усредненное значение. Для определения содержания серы использовали рентгено-флюорисцентный анализатор Olympus Х-5000 Mobile XRF.

Для чистоты эксперимента анализ проб проводили трижды, каждый раз отбирая новый усредненный образец. Результаты исследований показали, что для вмещающих пород характерным является содержание серы 0,11% и 1,59%.

Минералогический анализ проводился с использованием анализатора фрагментов микроструктуры твердых тел «Минерал С7», предназначенного для автоматизированного оптико-минералогического анализа горных пород, руды, продуктов обогащения и переработки и позволяющего производить автоматиче-

Рис. 1. Ксеноморфные выделения пирита, развитие пирита по трещинам. Отраженный свет, николи скрещены

Fig. 1. Xenomorphic pyrite, pyrite in cracks. Reflected light, crossed nicols

ские количественные измерения минерального и гранулометрического состава, степени раскрытия и связи компонентов руды и рудных концентратов.

Результаты анализов лабораторий ЭКОН и ВИМС определили, что породы, представленные в пробах ТП № 40/1, ТП № 40/2, не склонны к образованию взрывоопасной сульфидной пыли — убо-госульфидны. Содержание серы в пробах руды месторождения (проба ТП 40/3) в пределах 12%, поэтому дополнительными методами были проверены на склонность к взрывопожароопасности.

Определение температуры самовоспламенения образцов руды и пород проводились в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». Испытание на самовозгорание выполнено по п. 4.9.

Для нагревания образцов использовали печь Н 60 с терморегулятором В130. Нагрев производили в воздушной среде. Масса навесок составляла 3,0±0,1 г.

Рабочую камеру нагревали до температуры 500 °С. После установления в

рабочей камере стационарного температурного режима из камеры извлекали контейнер, заполняли его образцом за время не более 15 с и помещали внутрь камеры. Контейнер с образцом выдерживали в печи 20 мин. Следующее испытание проводили при температурах 550 и 600 °С. Если при заданной температуре испытания наблюдалось самовоспламенение, то следующее испытание проводили при температуре, уменьшенной на 50°С. При каждой температуре проводили по 3 опыта.

Если в течение 20 мин, или если до момента полного прекращения дымовы-деления самовоспламенение не наблюдалось, испытание прекращалось и в протоколе отмечали отказ.

По итогам первой серии испытаний для всех проб пород и руды не отмечено следов воспламенения на стенках тиглей и дымообразования, поэтому в дальнейшем, с целью ускорения эксперимента, серии опытов проводили для 3-х образцов одновременно.

При проведении испытания на самовоспламенение фиксировалось наличие дымообразования и изменение харак-

теристик материала проб (изменение цветности, видимые в микроскоп следы высокотепмературного окисления).

Нагрев образцов в печи до заданной температуры при проведении серий опытов на склонность к взрывопожаро-опасности позволил заключить, что руды и породы месторождения не склонны к самовоспламению при кратковременном воздействии на них высоких температур.

С целью определения совместимости исследуемых горных пород с основным компонентом ВВ, применяемом на руднике — аммиачной селитрой, была проведена серия экспериментов на совместимость испытательной смеси. Для этого все пробы горных пород подверглись экспериментальным исследованиям с целью изучения каталитического влияния минералов исследуемого образца на термораспад аммиачной селитры методом термогравиметрического анализа (ТГА). Оценка химической совместимости убогосульфидных руд и пород месторождения «Шануч» с применяемыми на предприятии ВВ проводилась на базе ранее отработанной методики [13—14].

Исследование совместимости представленных к испытанию образцов проб с используемыми на месторождении ВВ также предусматривало:

• изучение влияния механизма, кинетики и закономерных процессов разложения аммиачной селитры;

• исследование взаимодействия представленных образцов с аммиачной селитрой (основной образующий компонент аммиачно-селитренных ВВ, применяемых на руднике Аммонит № 6ЖВ и Граммонит № 21М) методом термогравиметрического анализа;

• систематизацию результатов и разработку технологических рекомендаций.

Для установления качественных показателей каталитического действия и химического взаимодействия аммиач-

но-селитренных ВВ с горными породами была реализована следующая методика.

Образцы представленных на исследование горных пород предварительно измельчались в дробилке, и с помощью сит отбиралась фракция —0,44 мкм.

В качестве объектов исследования были выбраны: 6 образцов проб пород медно-никелевого месторождения «Шануч», а также их смесей с аммиачной селитрой в виде порошков и гранул с аммиачной селитрой в соотношении 1:9 в виде гранул.

Образец вещества в виде порошка или гранул равномерно распределялся по дну алюминиевого тигля и уплотнялся. Тигель с образцом, закрытый крышкой, устанавливался на держателе прибора с термопарой типа S чувствительностью 1 мкВт. Нагрев образца от температуры 30 до 300 °C производился со скоростью 20 °С/мин в атмосфере аргона (20 мл/мин). Контроль и обработка результатов эксперимента осуществлялись с помощью электронной системы и пакета программ NETZSCH-Proteus. Анализ данных выполнен в программе Proteus Analysis.

По результатам исследований, отображенных на рис. 2, установлено, что в пробах породы ТП 40/1, ТП 40/2 и руды ТП40/3 не произошло значительных изменений вещественного состава при нагревании смеси. Смеси этих проб с аммиачной селитрой при нагреве ведут себя активно только при температуре выше 198 °C. Именно при этих условиях начинаются процессы разложения, сопровождаемые на начальных стадиях интенсивным выделением тепла.

Наибольшее изменение при нагревании образцов произошло при испытании смесей пробы ТП 40/3, представленной рудами месторождения с аммиачной селитрой (1:9), что объясняется более высоким содержанием серы в пробе ТП 40/3 (~12%) по сравнению

ДСК/

50 100 150 200 250 Температура ГС

Рис. 2. ДСК-кривые исследуемых образцов: 1 — проба ТП 40/1; 2 — проба ТП 40/2; 3 — проба ТП 40/3; 4 — смесь пробы ТП 40/1 с аммиачной селитрой

Fig. 2. Differential scanning calorimetry curves of test samples: 1—sample TP 40/1; 2—sample TP 40/2; 3—sample TP 40/3; 4—TP 40/1 sample and ammonium nitrate mixture

с пробами ТП40/1 и ТП 40/2 (0,111,59%).

По результатам проведения исследований взрывоопасности убогосульфид-ных руд при подземной отработке колчеданных месторождений даны основные практические рекомендации, которые сводятся к следующему: рекомендовано сохранить существующий порядок ведения горных работ с применением взрывчатых веществ Аммонит № 6ЖВ, Граммонит № 21М на участках для которых характерны вещественный состав пород и руд аналогичных ТП № 40/1, ТП № 40/2, ТП № 40/3. При отработке указанных участков руд и горных пород месторождения применения специальных мероприятий, направленных на снижение риска взрывопожаробезопасности пыли, не требуется.

При изменении участков ведения горных работ и переходе на участки, характеризующиеся повышенным содержанием серы, рудами массивной текстуры,

равномернозернистой массивной структуры следует уточнить возможность сохранения действующих условий горных работ. При переходе на участки с повышенным содержанием сульфидов необходимо оценить отсутствие условий, при которых пыли руд и вмещающих пород становятся взрывопожароопасным. Это участки повышенного тепловыделения на расстоянии 100 м и ближе от места производства взрывных работ (горный массив, поверхность электрооборудования, шкафов управления, проводов и кабелей).

Разработанная и апробированная на практике методика изучения главных факторов опасности в области пыле-взрывобезопасности для убогосульфид-ных руд является составной частью системы промышленной безопасности. Она обеспечивает возможность анализировать и оценивать состояние потенциальных источников опасности, оперативно выявлять результаты воздействия раз-

личных внешних факторов на горные породы, что способствует устойчивому функционированию всей горнотехнической системы и в целом экологически сбалансированному и безопасному освоению недр.

Очевидно, что в современных условиях необходимо учитывать всевозможные факторы, которые могут стать причиной возникновения аварии на конкретном предприятии, а также определить частоту проведения экспертиз по мере развития горных работ, усложнения горно-геоло-

гических условий, изменений качества минерального сырья, внедрения нового оборудования и технологии ведения работ [15]. Безусловно, обмен практическими и теоретическими знаниями между специалистами горных предприятий, разрабатывающих колчеданные месторождения, и научных сотрудников будет способствовать разработке норм и правил в области промышленной и экологической безопасности по предупреждению взрывов сульфидной пыли на подземных рудниках.

список ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н. Реализация концепции устойчивого развития горных территорий — базис расширения минерально-сырьевого комплекса России. Устойчивое развитие горных территорий. — 2015. — Т. 7. — № 3. — С. 46—50.

2. Каплунов Д. Р., Радченко Д. Н. Принципы проектирования и выбор технологий освоения недр, обеспечивающих устойчивое развитие подземных рудников. Горный журнал. — 2017. — № 11. — С. 52—59. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.10.

3. Илимбетов А. Ф., Рыльникова М. В., Радченко Д. Н., Милкин Д. А. Новые решения проблемы комплексного освоения рудных месторождений. Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. — 2006. — № 4 (16). — С. 8—13.

4. Анферов Б. А., Гоосен Е. В., Захаров В. Н. и др. Состояние и перспективы развития проектов государственно-частного партнерства в контексте комплексного освоения недр. — Сибирская издательская группа Москва-Кемерово, 2015. — 331 с.

5. Параманов Г. П. Предупреждение взрывов сульфидной пыли на колчеданных рудниках. — СПб.: СПГГИ, 1999. — 130 с.

6. Ермолаев А.И., Тетерев Н.А. Анализ исследований в области взрывов пыли и их предупреждения на подземных рудниках. Известия вузов. Горный журнал. — 2015. — № 8. — С. 75—80.

7. Горинов С.А., Маслов И.Ю. Возгорание пылевоздушных смесей под действием ударных воздушных волн при подземной добыче колчеданных руд. Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — СВ 33. — С. 13—22. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-12-3313—22.

8. Chernobai V. I., Moldovan D. V. Model of formation of dust and gases in the explosion chamber of the blasthole charge in sulphur-containing ore. Journal of Industrial Pollution Control. 2017. Vol. 33(1). Pp. 804—808.

9. Zhang Q., Ma Q., Zhang В. Approach determining maximum rate of pressure rise for dust explosion. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2014. Vol. 29 (1). Pp. 8—12. https://doi.org/10.1016/jJlp.2013.12.002.

10. Paul R. Amyotte Some myths and realities about dust explosions. Process Safety and Environmental Protection. 2014. Vol. 92, Issue 4. Pp. 292—299. https://doi.org/10.1016/j. psep.2014.02.013.

11. Zhi Yuan, Nima Khakzad, Faisal Khan, Paul Amyotte Dust explosions. A threat to the process industries. Process Safety and Environmental Protection. — 2015. — Vol. 98. — Pp. 57—71. https://doi.org/10.1016Zj.psep.2015.06.008.

12. Чантурия В.А., Трубецкой К. Н., Викторов С.Д., Бунин И.Ж. Наночастицы в процессах разрушения и вскрытия геоматериалов. — М., 2006. — 216 с.

13. Пупков В. В., Маслов И. Ю., Бачурин Л. В. и др. Оценка химической совместимости промышленных ВВ с разрабатываемыми породами. Безопасность труда в промышленности. — 2004. — № 4. — С. 37—40.

14. Горинов С.А., Маслов И. Ю. Физико-математическая модель разогрева сульфидосо-держащего включения в аммиачно-селитренное ВВ. Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — СВ 12. — С. 3—12. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-12-33-3-12.

15. Рыльникова М. В., Радченко Д. Н., Митишова Н.А. Исследование условий и механизма взрыва пылевоздушных смесей в горных выработках при подземной разработке колчеданных месторождений / Научные основы безопасности горных работ: Материалы Всероссийской научно-практической конференции — М.: ИПКОН РАН, 2017. — С. 199—206. гйтттт^

REFERENCES

1. Kaplunov D. R., Ryl'nikova M. V., Radchenko D. N. Implementing the concept of sustainable development of mountain territories — expansion basis of mineral resources sector of the Russian Federation. Ustoychivoe razvitie gornykh territoriy. 2015. Vol. 7, no 3, pp. 46—50. [In Russ].

2. Kaplunov D. R., Radchenko D. N. Design philosophy and choice of technologies for sustainable development of underground mines. Gornyy zhurnal. 2017, no 11, pp. 52—59. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.10. [In Russ].

3. Ilimbetov A. F., Ryl'nikova M. V., Radchenko D. N., Milkin D. A. New solutions to the problem of integrated development of ore deposits. Vestnik MGTU im. G.I. Nosova. 2006, no 4 (16), pp. 8—13. [In Russ].

4. Anferov B. A., Goosen E. V., Zakharov V. N. Sostoyanie i perspektivy razvitiya proektov gos-udarstvenno-chastnogo partnerstva v kontekste kompleksnogo osvoeniya nedr [The state and prospects of development of public-private partnership projects in the context of the integrated development of mineral resources], Sibirskaya izdatel'skaya gruppa Moskva-Kemerovo, 2015, 331 p.

5. Paramanov G. P. Preduprezhdenie vzryvovsul'fidnoy pyli na kolchedannykh rudnikakh [Prevention of sulphide dust explosions in a pyrite mine], Saint-Petersburg, SPGGI, 1999, 130 p.

6. Ermolaev A. I., Teterev N. A. Analysis of research in the field of dust explosions and their prevention in underground mines. Izvestiya vuzov. Gornyy zhurnal. 2015, no 8, pp. 75—80. [In Russ].

7. Gorinov S. A., Maslov I. Yu. Ignition of dust-air mixtures under the action of air shock waves in underground mining of massive sulfide ores. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. Special edition 33, pp. 13—22. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-12-33-13-22.

8. Chernobai V. I., Moldovan D. V. Model of formation of dust and gases in the explosion chamber of the blasthole charge in sulphur-containing ore. Journal of Industrial Pollution Control. 2017. Vol. 33(1). Pp. 804—808.

9. Zhang Q., Ma Q., Zhang В. Approach determining maximum rate of pressure rise for dust explosion. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2014. Vol. 29 (1). Pp. 8—12. https://doi.org/10.1016/jJlp.2013.12.002.

10. Paul R. Amyotte Some myths and realities about dust explosions. Process Safety and Environmental Protection. 2014. Vol. 92, Issue 4. Pp. 292—299. https://doi.org/10.1016/j. psep.2014.02.013.

11. Zhi Yuan, Nima Khakzad, Faisal Khan, Paul Amyotte Dust explosions. A threat to the process industries. Process Safety and Environmental Protection. 2015. Vol. 98. Pp. 57—71. https:// doi.org/10.1016/j.psep.2015.06.008.

12. Chanturiya V. A., Trubetskoy K. N., Viktorov S. D., Bunin I. Zh. Nanochastitsy v protsessakh razrusheniya i vskrytiya geomaterialov [Nanoparticles in the processes of destruction and opening of geomaterials], Moscow, 2006, 216 p.

13. Pupkov V. V., Maslov I. YU., Bachurin L. V. Evaluation of chemical compatibility of industrial explosives with the developed rocks. Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2004, no 4, pp. 37—40. [In Russ].

14. Gorinov S. A., Maslov I. Yu. Physical and mathematical model of heating of sulfide-bear-ing inclusions in ammonium nitrate explosives. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. Special edition 12, pp. 3—12. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-12-33-3-12.

15. Ryl'nikova M. V., Radchenko D. N., Mitishova N. A. Investigation of the conditions and mechanism of the explosion of dust-air mixtures in the mine workings in underground mining of pyrite deposits. Nauchnye osnovy bezopasnosti gornykh rabot. Materials of the all-Russian scientific-practical conference], Moscow, IPKON RAN, 2017, pp. 199—206. [In Russ].

информация об авторах

Рыльникова Марина Владимировна1 — д-р техн. наук, профессор, заведующая отделом, главный научный сотрудник, e-mail: rylnikova@mail.ru, Митишова Наталия Александровна1 — аспирант, младший научный сотрудник, e-mail: geo-science@mail.ru, 1 ИПКОН РАН.

Для контактов: Рыльникова М.В., e-mail: rylnikova@mail.ru.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

M.V. Rylnikova1, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Department, Chief Researcher, e-mail: rylnikova@mail.ru, N.A. Mitishova1, Graduate Student, Junior Researcher, e-mail: geo-science@mail.ru,

1 Institute of Problems of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, 111020, Moscow, Russia.

Corresponding author: M.V. Rylnikova, e-mail: rylnikova@mail.ru.

^_

отдельные статьи горного информационно-аналитического бюллетеня

безопасность и экология горного производства

Определен методологический подход к обеспечению аэрологической безопасности угольной шахты. Установлена взаимосвязь технологических процессов в угольных шахтах с количественной оценкой метановыделения из различных источников. Приведен принцип рациональной тактики восстановления работоспособности шахтных вентиляционных систем. Рассмотрены результаты шахтных исследований технологии комплексной пластовой дегазации с использованием подземного гидроразрыва. Проанализированы особенности ликвидации аварий на горных предприятиях при попадании ядовитых газов с поверхности. Определено влияние качества воды на выбор насосного оборудования для водоотливных установок шахт, метрополитена, коллекторов, а также природно-технологические факторы, определяющие долговечность обделки городских микротоннелей. Рассмотрены основные особенности аэрологии карьеров. Предложен комплексный критерий оценки рисков в обеспечении безопасности горно-добывающего производства. Рассмотрены особенности обеспыливания воздуха при погрузке и транспортировке твердых полезных ископаемых. Дан анализ мониторинга специальной оценки условий труда в добывающей отрасли Российской Федерации. Даны рекомендации по использованию отходов углеобогащения.

SAFETY AND ECOLOGY OF MNNG

The methodological approach to ensuring the aerological safety of a coal mine is defined. The interrelation of technological processes in coal mines with quantitative estimation of methane emission from various sources is established. The principle of rational tactics of restoration of operability of mine ventilation systems is given. The results of mine research the technology of complex reservoir degassing with the use of underground fracking. The features of liquidation of accidents at mining enterprises in contact with toxic gases from the surface are analyzed. The influence of water quality on the choice of pumping equipment for drainage installations of mines, underground, collectors, as well as natural and technological factors determining the durability of the lining of urban microtunnels. Describes the main features of the aerology of quarries. A complex criterion of risk assessment in ensuring the safety of mining production is proposed. The features of air dedusting during loading and transportation of solid minerals are considered. The analysis of monitoring of special assessment of working conditions in the extractive industry of the Russian Federation is given. Recommendations on the use of waste coal.