Что такое угольная пыль. Свойства и характеристики угольной пыли

Е.А.Ельчанов и А.И.Шор изучили последствия загрязнения снега угольной пылью в криолитозоне. Ее повышенное количество вблизи шахт и карьеров в криолитозоне связано с тем, что мерзлые угли более хрупки, а это вызывает повышенное пыле образование при их отбойке. Из шахт выносится вентиляционными струями большое количество угольной пыли, и еще больший разнос пыли происходит при погрузке мерзлых углей в транспорт на поверхности. В результате территория вокруг шахты в радиусе 15-20 км засоряется угольной пылью. Таяние снежного покрова происходит здесь раньше обычного, а глубина протаивания грунтов увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с нормой. Все это вызывает образование озер и повышенную заболоченность территории. Из-за выноса пыли вода в озерах в весенний период содержит до 30-60 г/л взвешенных частиц и совершенно непригодна для водоснабжения населения. Загрязнение поверхностных вод приводит к разрушению зооценоза на площади, значительно превышающей размеры эолового рессеивания угольной пыли. Такое нарушение природного круговорота вещества в конце концов вызывает очень сильную деградацию ландшафта.[ ...]

Угольная пыль частично имеет коллоидный характер (с отрицательным электрическим зарядом), особенно в присутствии коллоидных гуминовых кислот, действующих в данном случае как пептизатор. Содержание угольных частиц в сточных водах обеспыливания колеблется от 1 до 100 г 1л. Чаще всего оно составляет 15-20 г/л.[ ...]

Угольная пыль откладывается в легкие человека с такой прочностью, что по одному виду легких легко определить профессию человека. Угольная пыль способствует развитию кониозов. Тонкодисперсная кварцевая пыль, присутствующая в воздухе рудных шахт, обогатительных фабрик и некоторых других производств, приводит человека к заболеванию силикозом.[ ...]

Угольная промышленность является лидером по выбросу в атмосферу твердых веществ и оксидов серы. По абсолютный выброс твердых веществ в 1996 г. в угольной промышленности составил 76,95 тыс. т. Однако в работе при оценке экологических последствий в процессе использования угля в России указано на “колоссальные выбросы угольной пыли и, в частности, при транспорте угля”. По выброс угольной пыли составляет 15 кг/т у.т., а унос пыли при транспорте дает 3-6 кг/т у.т. В расчете на добычу 1 млн. т у.т. угля такие выбросы угольной пыли составят 15 тыс.т. а унос пыли при транспорте - 3-6 тыс.т.[ ...]

Подача угольной пыли в топку котла регулируется в соответствии с требуемой паропроизводительностью. Подача известняка регулируется с учетом содержания серы в топливе по соотношению Са/8.[ ...]

В табл.2 для угольной промышленности приведен удельный выброс угольной пыли (15000 т) по .[ ...]

Патогенные составы пыли зависят от содержания в ней свободного диоксида кремния. Угольная пыль при высоком ее содержании в воздухе (около 100 г/м3) взрывоопасна.[ ...]

В циклоне 2 задерживается угольная пыль. Она спускается вниз в выгрузочную трубу, на нижнем и верхнем конце которой имеются конусные затворы.[ ...]

В результате электроосаждения угольная пыль, при небольших эксплуатационных расходах, улавливается почти количественно и без какой бы то ни было дальнейшей-обработки пригодна как для брикетирования, так и для энергетических целей (сжигание в специально оборудованных топках). Внедрение электрофильтров весьма положительно сказалось на чистоте водоемов в районах буроугольных месторождений.[ ...]

Взрывоопасные концентрации для угольной пыли составляют 17,2-40 г!мг для сахарной пыли-10,3 г!мъ для крахмала, серы, алюминия-7 г/м3.[ ...]

Третья категория - пожароопасная пыль, которая может взрываться при концентрациях выше 65 г/м3. Сюда относятся табачная, цинковая, угольная пыль.[ ...]

Из циклона после грубой очистки от угольной пыли генераторный газ идет по газопроводу в специальные топки реторт и в них сгорает. В шахте газогенератора 1 и чаше 6, на протяжении от дна чаши до уровня на 200 мм выше колосниковой решетки 4, имеется зола; выше, на протяжении 1000 мм до нижнего конца спускной трубы, подвешенной под загрузочной коробкой, лежит древесный уголь.[ ...]

Определению не мешают железо, алюминий, угольная пыль, силикатная пыль, содержаща я алюминий и железо, кварц, олово и сурьма.[ ...]

Коксохимическое производство загрязняет воздух угольной пылью и сажей. Источниками этих поступлений являются следующие производственные процессы: размол угля, загрузка шихты в камеры коксовой батареи, выгрузка кокса в тушильный вагон.[ ...]

В большинстве случаев в горелки подавалась смесь угольной пыли с молотым известняком. В топке при горении угольной пыли известняк - углекислый кальций-диссоциирует на углекислоту и оксид кальция, а последний, двигаясь совместно с продуктами сгорания по газоходам котла, взаимодействует с серным и сернистым ангидридом, образуя сульфит и сульфат кальция. Сульфат и сульфит кальция вместе с золой улавливаются в золоуловителях. Свободный оксид кальция, содержащийся в золе топлива, также связывает оксиды серы. Основным недостатком этого способа очистки газов является образование прочных отложений золы и сульфата кальция на поверхностях нагрева в области температур 700-1000° С.[ ...]

Опыты проводились с водами, загрязненными песком, угольной пылью, окалиной или известковым илом, с целью выяснения величины избыточного давления и скорости завихрения, необходимых для получения оптимальных коэффициентов полезного действия гидроциклонов и сгущения. После многочисленных экспериментов были сконструированы гидроциклоны с внутренним диаметром 200-300 мм, при очистке на которых с из быточным атмосферным давлением с вод сахарной промышленности, вод, загрязненных летучей золой теплоцентралей и про мывочной окалиной заводов горячей прокатки, коэффициент очистки составил 94-96%. Установлено, что гидроциклон для очистки сточных вод бумажной промышленности, загрязненных волокном, не пригоден. Особое значение придавалось в ВНР1 опытам, имеющим целью разработку новых методов примене ния активного ила для очистки городских или непромышленных сточных вод. На укрупненных установках, работающих с осветленной водой, при времени прохождения 40 мин. коэффициент очистки в пересчете на БПКо составил 91,8% и работающих на исходной сточной воде при прохождении в течение 1 часа - 86,3%.[ ...]

В качестве адсорбентов применяют пенополиуретан, угольную пыль, резиновую крошку, древесные опилки, пемзу, торф, торфяной мох и т.п. Используют даже солому, которая в зависимости от сорта нефти адсорбирует ее в количестве, в 8 - 30 раз превышающем свою массу. Используют губчатый материал из полиуретановой пены, который хорошо ¿упитывает нефть и продолжает плавать после адсорбции . По расчетным данным, 1 м3 полиуретанового открытопористого пенопласта может сорбировать с поверхности воды около 700 кг нефти.[ ...]

На ТЭС будут установлены 4 генератора. Выброс в смеси угольной пыли, золы и продуктов недожига (твердые частицы) угля будет осуществляться через дымовую трубу высотой 250 м. Среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера 4 м/с. Масса выброса в атмосферу без очистки составляет 300 тыс.т/год.[ ...]

Заслуживает внимания приспособление для приготовления угольной суспензии, предложенное В. С. Бесаном . Это приспособление состоит из конической воронки, которая снабжена четырьмя соплами, присоединенными к напорному трубопроводу. Сопла расположены таким образом, что выходящая из них струя воды движется по конической части воронки спиралеобразно сверху вниз, захватывая непрерывно поступающий в воронку пылевидный уголь. Над выпускным отверстием приспособления предусмотрен конусный козырек для предотвращения комкования угольной пыли в воде. С целью придания образующейся угольной суспензии прямолинейного движения на выходе приспособления установлен направляющий патрубок.[ ...]

Фьюмингавание представляет собой продувку ванны шлакового расплава смесью угольной пыли с воздухом через фурмы периодически работающих шлаковозгоночных печей прямоугольной формы. Размеры их пода: ширина до 2,5, длина до 10 и высота до 9м. При 1250-1300°С оксиды свинца и цинка восстанавливаются, пары этих металлов возгоняются. Над ванной и в газоходе они окисляются остатками кислорода дутья и уносятся в виде тонкой пыли, содержащей 15-25 и 60-75% свинца и цинка соответственно. Ее перерабатывают в цинковом производстве. Расход угля составляет около 20% массы шлака. Последний после фьюмингования является отвальным.[ ...]

По исследованиям советских врачей (Чижевский, Соколов), воздух, загрязненный пылью, частицами угольной пыли и кислот фабрик и заводов, способствует ослаблению организма человека: вызывает повышенное кровяное давление, сонливость, чувство разбитости, головные боли.[ ...]

Сточные воды буроугольных брикетных фабрик , будучи получены при осаждении угольной пыли мокрым способом, имеют температуру порядка 40-60° С, являются сильно мутными и темно-коричневыми по цвету. Осажденные частицы угольной пыли - очень легкие (удельный вес меньше или лишь незначительно больше 1,0), жирные наощупь (из-за содержащегося в них битума) и поэтому лишь с трудом перемешиваются с водой. Первоначально частицы угольной пыли склонны к всплыванию и осаждаются лишь после того как впитают в себя достаточное количество воды, т. е. через несколько недель или даже месяцев.[ ...]

В работе шлам подщелачивают Са(ОН)2 до рН=8,5-14,0, смешивают с 10-60 % (мае.) шлифовальной пыли железного купороса и 10 % (мае.) медного купороса, добавляют древесные опилки, угольную пыль или торф в количестве, необходимом для получения сыпучей массы, и сжигают при 800-2000 °С. Термическая обработка шламов гальванического производства является пассивным способом решения проблемы. Отметим, что сжигание шламов приводит к загрязнению воздуха и наносит ущерб окружающей среде. Необходимо развитие таких технологий, которые позволяли бы использовать ценные химические компоненты шламов и полностью предотвратить экологический ущерб.[ ...]

На рис. 35 показана схема установки, приспособленной фирмой Лурги для сжигания щелока с угольной пылью .[ ...]

При размоле угля, загрузке шихты в батареи и выгрузке кокса на коксохимических производствах образуются угольная пыль и сажа. В процессе коксования выделяется газ, содержащий пары углеводородов (смолистых веществ). Количество газообразных выбросов составляет 3-5 м3, смолистых веществ 0,2-0,5 кг на 1 т используемого угля.[ ...]

Фусы образуются в результате обволакивания смолой, содержащейся в парогазовой смеси, летучей твердой фазы (угольной, сланцевой, торфяной пыли) при термической переработке твердого топлива в камерах коксования или газогенераторах. При коксовании угля, например, фусы осаждаются во время отстаивания конденсата газовой фазы (вследствие отличия их плотности от плотности надсмольной воды и смолы), их периодически выводят из декантера. При пониженных температурах фусы застывают в хрупкий материал. Вследствие частичного растворения угольной пыли или компонентов пылевидных сланцев (торфа) в смоле и физического состояния получаемых материалов разделение фусов на составляющие представляет сложную для практической реализации задачу.[ ...]

Особенностью электрофильтров серии УВВ является то, что из-за возможного возникновения взрывоопасности при накоплении угольной пыли корпуса электрофильтров выполнены в виде шахты, открытой в атмосферу. Это предотвращает разрушение корпуса при «хлопках». Кроме того, все внутренние устройства электрофильтров выполнены таким образом, чтобы избежать накопления пыли. Это достигается невключением горизонтальных площадок или укрытием их скошенными козырьками, а также устройством стенок бункера с большими углами откосов.[ ...]

Сточные воды, образующиеся от поливки кускового шамота перед дроблением, от промывки кварцита, мокрой очистки воздуха от пыли, промывки скрубберов вентиляционных установок, резательного стола при пластичном формовании (на старых заводах), смыва полов углепомольного отделения, загрязнены только механическими примесями - глинистой, шамотной, кварцитовой, магнезитовой, хромомагнезитовой и угольной пылью. Магнезитовая и хромоникелевая пыль кристаллической структуры, содержание в сточной воде взвешенных веществ достигает 20-60 г/л. Шамотная пыль содержит значительную часть дисперсных частиц глины, концентрация взвешенных веществ в сточной воде составляет 15-23 г!л. Глинистая пыль преимущественно мелкодисперсная, содержание взвешенных веществ в сточной воде составляет 3,5-21 г!л. Расчетное содержание взвешенных веществ в общем стоке загрязненных вод может быть принято 30-50 г/л. Очищенную в отстойниках воду используют в обороте. Кроме указанных, имеются кислотные воды от промывки огнеупорных порошков, содержащие соляную кислоту до 5 г/л и растворенные примеси - железо, бериллий, цирконий, магний и др. Эту воду нейтрализуют известью и осветляют в отстойниках, а бериллиевую воду в связи с мелкодисперсностью взвеси предварительно фильтруют. Кислотными являются и стоки от лабораторий.[ ...]

Электрофильтры серии УВВ (рис. 1.102) - унифицированные вертикальные пластинчатые сухие электрофильтры для улавливания из газов угольной пыли при температуре до 130 “С. Так же как в электрофильтрах серии УВ, основные элементы унифицированы с соответствующими элементами электрофильтров серии УГ. Поскольку угольная пыль хорошо встряхивается, встряхивающие механизмы электрофильтров серии УВВ облегченные.[ ...]

В настоящее время на Ладыжинской ГРЭС по такой же схеме проводится реконструкция еще одного котла ТПП-312 с использованием для ребернингпроцесса угольной пыли более тонкого помола.[ ...]

Могут предрасполагать к заболеванию раком легких полициклические органические соединения, основными источниками которых являются печи на угле и дровах, угольная пыль при ее сжигании и производство кокса. Они дают более 90% загрязнения полициклическими веществами.[ ...]

Состав разных видов фусов, %: 30-70 не растворимых в толуоле веществ, 20-60 смол, 2-7 золы, 3-10 воды. Не растворимые в толуоле (или бензоле) вещества представляют собой угольную пыль различной степени термической деструкции и оэоления, а также смолистые частицы, образовавшиеся в результате коагуляции высокомолекулярных многокольчатых соединений. Эти вещества часто называют свободным углеродом. Выход из него летучих веществ составляет 9-17%, а из фусов - 30-65% по отношению к их сухой массе. Гранулометрический состав последних изменяется в широких пределах - от 63% кл.[ ...]

В Лондоне количество туманов и их интенсивность повышались параллельно росту фабрик и заводов. На 1 км 1 территории Лондона выпадает 225-380 г сажи. Легкие человека от угольной пыли теряют свой розовый природный цвет и становятся аспидно-серыми.[ ...]

Второй длительно действующей опасностью, которой подвергается здоровье шахтера и которая вызывает в настоящее время особую озабоченность в США, является высокое содержание угольной пыли в воздухе. Обычные угледобывающие машины как бы вгрызаются в угольный пласт зубьями, расположенными на вращающемся барабане. При этом куски угля дробятся и образуется огромное количество мелкой пыли, от которой исключительно трудно избавиться. Безопасная концентрация таких частиц пыли установлена федеральным правительством на уровне 2 мг/м3 . Обычные угледобывающие машины, не оснащенные специальными пылеуловителями, создают концентрации пыли около 20 мг/м3, и нередко при работе на полную мощность допустимый уровень запыленности, установленный федеральным правительством США, оказывается превышенным. В то же время при гидравлической добыче угля, как показали замеры, уровень запыленности составляет всего около 0,15 мг/м3, что гораздо ниже установленной нормы и, следовательно, обеспечивает большую безопасность рабочих .[ ...]

Отметим и другие свойства аэрозолей, непосредственно угрожающие здоровью и жизни - их взрывоопасность и возможное самовозгорание. Мы уже отмечали эти свойства аэрюзолей применительно к угольной пыли (Лотош. Они же присущи и другим их типам. К ним относятся, например, тонкие пыли железа, алюминия, цинка. Взрывоопасность и самовозгорание пылей зависят от их химического состава, концентрации и дисперсности.[ ...]

Таким образом, идеальным примером пиролиза древесины в газовой среде является пиролиз древесной муки в кипящем слое, в котором каждая частица омывается со всех сторон теплоносителем. Но при этом трудно бороться с уносом угольных пылинок и улавливать пары ценных продуктов при очень большом разбавлении их неконденсируемыми газами. Величина потерь ценных продуктов при этом может превысить дополнительные их выходы.[ ...]

В Копейске Челябинской области намечено построить тепловую электростанцию с циркуляционным кипящим слоем.[ ...]

В Узбекистане весьма высокоэффективными оказались гуминовые препараты, разработанные в Институте химии АН УзССР на базе использования местных углей. К препаратам этой группы относятся следующие. Имеет вид угольной пыли со слабым запахом аммиака. Содержит 3,6% азота и 30-40% гуминовых кислот. Гумофос - аммонизированная смесь выветрело-го угля Кизыл-Кая и суперфосфата в соотношении 1:1. Содержит 2% азота, 9-10 - гуминовых кислот и 10- 12% доступного для растений фосфора. ГУ-ВУ - гуми-новое удобрение из выветрелого угля в виде исходной угольной пыли или гранул. Содержит 30% гуминовой кислоты. ГУ - гуминовая кислота, выделена из тех же углей. Главным действующим началом углегуминовых удобрений являются гуминовые кислоты.[ ...]

Освобожденный от СБд поток вентиляционных выбросов направляют для очистки от увлеченных частиц угольной пыли в циклоны и затем выбрасывают в атмосферу. Уловленную угольную пыль шнеком возвращают » адсорбер.[ ...]

Газ, содержащий SC>2, обрабатывают поглотительным раствором с оксидом магния, при этом образуется сульфит магния. После этого абсорбент, содержащий сульфит магния, смешивают с углеродсодержащим веществом. Полученную смесь нагревают (200 - 400°С) в регенерационном аппарате с освобождением концентрированного SO2 (более 10%) для последующей переработки в серную кислоту, а оксид магния возвращают в процесс. С целью удешевления процесса в качестве углерод со держащего вещества используют угольную пыль или смесь оксида углерода и водорода.[ ...]

При гидротранспорте адсорбента перемешивание дисперсной и сплошной фаз обеспечивается турбулентными пульсациями потока. Для интенсификации процесса перемешивания и ускорения поглощения растворенных веществ активными углями нередко в трубопроводах устанавливают специальные вставки или устройства 5, вызывающие дополнительное развитие турбулентности в потоке при изменении скорости жидкости по величине и направлению. Их выполняют в виде конусов, решеток, чередующихся вертикальных перегородок различной конфигурации, винтообразно закрученных элементов . Сточная вода, прошедшая очистку, подвергается частичному осветлению от угольной взвеси в отстойниках или открытых многоярусных гидроциклонах 6. Отработанный уголь, задержанный в отстойниках, по пульпопроводу 7 направляется на регенерацию. Окончательное освобождение очищенной воды от угольной пыли производится на скорых грубозернистых фильтрах 8.[ ...]

Еще одна разновидность электрического детектирования заключается в регистрации выбранных характеристических массовых линий элементов путем автоматического переключения напряженности магнитного поля или ускоряющего и фокусирующего напряжений. При этом ионный ток, соответствующий каждому выбранному виду ионов, интегрируется в течение значительно большего промежутка времени, что позволяет «сглаживать» нестабильность ионного тока разрядного источника и уменьшить влияние неоднородности образца на результаты анализа. Увеличение времени регистрации обусловливает также значительное повышение чувствительности этого способа детектирования по сравнению с таковой в методе последовательного сканирования всех массовых линий. Применение техники детектирования выбранных ионов при анализе образцов, содержащих неизвестные элементы, связано со значительными трудностями, что является существенным недостатком этого метода. Однако электрическое детектирование, сокращая время, требуемое для анализа, делает метод ИМС пригодным для рутинной эксплуатации, допускающей проведение исследований при относительно низком разрешении. Благодаря этому искровую масс-спектрометрию применяют при определении элементного состава следовых загрязнении в аэрозолях угольной пыли и продуктах газификации каменных углей.

Одной из основных ошибок, допускаемых при эксплуатации стандартного угольного котла, является использование некачественного топлива. Существует одно единственное правило, которым необходимо пользоваться неукоснительно при выборе топлива для котла – это выбор угля именно тех характеристик, что указаны в технической документации. Иначе работа устройства может быть не только непродуктивной, но и небезопасной.

Выбор топлива

Зачастую перед владельцами отопительных котлов встаёт вопрос о применении угольной пыли. Необходимо знать, что далеко не каждый прибор рассчитан на эксплуатацию подобного типа. Для начала следует изучить параметры устройства, лишь после этого, с особенной ответственностью подойти к выбору горючего материала по его составу, фракции, марке.

Угольная пыль может отличаться не только составом, но и техническими характеристиками – температурой горения, КПД, теплоотдачей. Разумеется, все перечисленные данные напрямую зависят от вида самого продукта. На сегодняшний день наиболее распространёнными вариантами топлива являются следующие: лигнит, каменный, древесный, бурый уголь, антрацит. У каждого из них свои параметры влажности, зольного остатка, содержания углерода, плотности, теплотворности. Сжигание горючего материала разных производителей и состава может давать совершенно различные результаты обогрева.

Способы растопки

Рассматривая подробно вопрос о том, как топить угольной пылью, необходимо в первую очередь отметить, что высокое содержание её частиц в воздухе взрывоопасно.

Существует три варианта использования данного вида топлива.

Первым и наиболее распространённым является использование специального устройства – горелки, куда подача угля осуществляется под давлением. При этом сжигание происходит при непрерывном воздушном потоке.

Вторым способом является розжиг котла более традиционным способом – древесиной и углём крупной фракции, лишь после этогозасыпается пыль. В данном случае следует избегать высокой концентрации элементов горючего.

Третий способ растопки котла – самостоятельное производство брикетов. Для этого топливо смешивают с древесными опилками, соблюдая пропорции 1/1. Добавляют воду, а после тщательно перемешивают, раствор должен напоминать смесь для штукатурки. Из полученной массы формируют небольшие брикеты, которые сушат на открытом воздухе.

Разумеется, наименее опасным способом горения угольной пыли в котле является использование специального устройства.

Не самый лучший вариант. Влажность большая - плохо будут гореть

Преимущества данного вида топлива

Отопление жилого помещения посредством угля различной формы имеет ряд преимуществ.

Во-первых, это прекрасные характеристики: высокие свойства теплоотдачи, длительное время прогорания. В среднем, одной закладки хватает на 10-12 часов отопления.

Во-вторых, большой выбор различных марок, отличающихся составом и плотностью. При выборе смеси стоит особое внимание уделить коэффициенту влажности: чем он меньше, тем проще использовать материал при эксплуатации.

Как правило, производители указывают на упаковке характеристики, а также инструкцию, как сжечь угольную пыль в различных условиях – домашнем отопительном котле, производственной печи и т.д.

У нас Вы можете купить угольную пыль по выгодной цене. Мы гарантируем отличное качество и индивидуальное обслуживание каждого клиента.

Данилов Александр Геннадьевич
Инженер-эксперт ООО "ГорМаш-ЮЛ", эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности.
Соавторы: Грачев Эдуард Александрович – эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности;
Кульчицкий Станислав Владимирович – эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности;
Галиев Марат Гаптуллович – эксперт Единой системы оценки соответствия в угольной промышленности.

Взрываемость угольной пыли определяется физико-химическими свойствами разрабатываемого шахтопласта и горнотехническими условиями, при которых возможно протекание взрыва.

К физико-химическим свойствам относятся: стадия метаморфизма угля, количественно выражаемая выходом летучих веществ, содержа­ние золы и влаги в угле, дисперсность витающей и отложившейся угольной пыли. К горнотехническим условиям относятся: концентрация взвешенной и отложившейся угольной пыли в горной выработке, источник воспламенения, содержание метана в атмосфере.

Степень влияния перечисленных факторов на взрываемость угольной пыли различна.

Влияние летучих веществ.

Общепризнано, по данным исследований научно-исследовательских институтов МакНИИ, ВостНИИ и др. что с ростом летучих веществ (Vcdaf) взрываемость угольной пыли возрастает, и существует предельное значение выхода летучих, при котором пыль перестает взрываться. При Vcdaf ≤ 6% - уголь неопасен по взрывам пыли, при увеличении выхода летучих частота появления невзрывчатых проб снижается, а при Vcdaf ≥ 15% угольный пласт соответственно является опасным по взрывам пыли. Для углей с Vcdaf >30% нижний предел взрываемости угольной пыли растет незначительно и практически остается постоянным. В качестве показателя взрываемости угольной пыли в отдельных странах приняты различные значения выхода летучих веществ. Например, в Великобритании предельный выход летучих веществ, определяющий взрываемость угольной пыли, составляет 20%. В Польше, Чехии и Бельгии опасными по взрыву пыли считаются пласты угля с выходом летучих более 12-14%. Во Франции взрываемость угольной пыли для каждого шахтопласта определяется лабораторными испытаниями независимо от выхода летучих веществ. В Российской Федерации согласно действующим ФНиП в области промышленой безопасности «Правил безопасности в угольных шахтах» к опасным по взрыву пыли относятся пласты угля с выходом летучих веществ 15 % и более, а также пласты угля (кроме антрацитов) с меньшим выходом летучих, взрывчатость пыли которых установлена лабораторными исследованиями и испытаниями угольной пыли на взрывчатость. Это обосновано систематическим анализом данных испытаний угольной пыли на взрываемость, результаты которого показаны на рис.1. Из графика видно, что при Vcdaf≤ 6%, все испытанные пробы угольной пыли невзрывчаты. При увеличении выхода летучих веществ частота появления незврывчатых проб снижается, а при Vcdaf=15% и более, все испытанные пробы угольной пыли оказались взрывчатыми.

Рис.1. Зависимость частоты n появления невзрывчатой угольной пыли от выхода летучих веществ Vcdaf.

На основании ранее проведенных исследований, как у нас, так и за рубежом, можно сделать вывод о том, что угольная пыль шахтопластов с выходом летучих веществ 6 % и менее по принятым методикам испытаний является невзрывчатой. Однако выход летучих веществ не всегда является однозначным показателем взрываемости угольной пыли. Причина - различие химического состава летучих веществ. Исследования химического состава продуктов термического разложения угля показали, что основными компонентами летучих веществ, обусловливающими взрываемость угольной пыли, являются смолистые вещества и непредельные углеводороды на том основании, что смолы начинают выделяться при более низких температурах, а непредельные углеводороды имеют низкий концентрационный предел взрываемости. Влияние остальных компонентов летучих веществ имеет второстепенное значение. Однако какая-либо количественная зависимость взрываемости пыли от выхода этих компонентов не установлена и не дано объяснение факту взрываемости угольной пыли с выходом летучих веществ менее 10 %, которые практически не содержат смолистых веществ.

Исходя из представлений о структуре угольного вещества, при термическом воздействии на пылеугольные частицы в первую очередь открываются наиболее удаленные от центрального ядра цепи боковых групп молекул. При этом из продуктов термического пиролиза, синтеза и остатков боковых групп образуются газообразные, жидкие и твердые вещества. Газообразные продукты представляют собой смесь газов, состоящую из СО2; СО; Н2; СН4; С2Н6,и др. Учитывая то, что процесс взрыва угольной пыли протекает быстро, за время подготовки к нему частицы пылевого облака прогреваются до температуры значительно меньшей, чем температура источника воспламенения (фронта пламени). Пиролиз пыли происходит в низкотемпературном режиме, а газообразные продукты характеризуются высоким содержанием метана, его гомологов и непредельных углеводородов. Последнее дает возможность считать, что основной компонент газообразных продуктов пиролиза, определяющий взрываемость угольной пыли, - метан (СН4)Это подтверждается и тем, что с увеличением выхода летучих веществ содержание СН4 в продуктах пиролиза растет (рис. 2.).

Рис.2. Зависимость содержания метана в газообразных выработках продуктах пиролиза углей V от выхода летучих веществ Vcdaf.

Для углей с выходом летучих веществ до 30% прослеживается строгая закономерность между содержанием метана в продуктах пиролиза и степенью взрываемости пыли, что используется для соответствующей классификации угольных пластов.

Наличие в атмосфере горючих газов. Так при наличии в выработке метана, нижний концентрационный предел взрываемости угольной пыли снижается и определяется по следующей эмпирической формуле: δмпв = δотл exp (-0,69 ССН4), (например, при СН4=0%, нижний предел взрываемости пыли 40 г/м3; при СН4=0,5% - 30 г/м3; при СН4=2% - 10 г/м3).

Влияние негорючих веществ и влаги.

Минеральные негорючие вещества являются составляющими углей и по своему происхождению могут быть разделены на две группы, одна из которых представляет золу внутреннюю, или конституционную, и вторая - внешнюю. Конституционная зола характеризуется тем, что негорючие вещества химически связаны с угольным веществом, равномерно распределены в угле, а следовательно, и в пыли. Ее содержание невелико и обычно не превышает 2%.. Содержание внешней золы в основном определяется технологией добычи угля. Зола как инертная добавка снижает взрываемоеть угольной пыли из-за экранирующего действия и затрат тепла на ее нагрев, тем самым, уменьшая тепловой баланс системы. Кроме того, негорючие твердые вещества в смеси с угольной пылью, находясь в состоянии аэрозоля, разжижают концентрацию взрывчатых частиц и на стадии термического пиролиза способствуют обрыву реакционных цепей. Указанные свойства негорючих веществ обусловили применение инертной пыли для предупреждения и локализации взрывов угольной пыли.

На взрываемоеть угольной пыли оказывает влияние и вещественный состав негорючих компонентов. Например, если они представлены карбонатами, то при нагревании до 1073К и более из них выделяется значительное количество (12-15% об.) углекислого газа, примесь которого в продуктах пиролиза повышает концентрационный предел взрываемости горючих газов.

Влияние содержания негорючих веществ на взрываемоеть пыли пластов различной стадии метаморфизма сказывается неодинаково. Для угольной пыли с выходом летучих веществ менее 15 % влияние содержания негорючих компонентов сказывается значительнее, чем это имеет место при большем выходе летучих веществ. Исследованиями МакНИИ установлено, что взрываемоеть угольной пыли с выходом летучих веществ менее 15 % существенно снижается при содержании золы 20-30%. В ряде случаев такого содержания золы бывает достаточно, чтобы полностью нейтрализовать взрываемоеть пыли. С увеличением выхода летучих веществ более 15% степень влияния естественной зольности уменьшается. При выходе летучих веществ более 30% естественная зольность не оказывает влияния на взрываемость угольной пыли.

Присутствующая в угле влага проявляет себя двояко. С одной стороны, она действует как инертная добавка, с другой - как фактор, способствующий аутогезии мелких частиц, ведущей к уменьшению удельной поверхности пыли и, следовательно, к снижению ее взрываемости. В силу большой удельной теплоемкости и теплоты испарения она при равной массе поглощает в 4,5-5 раз больше тепла, чем инертная пыль. Содержание естественной влаги в угле незначительно и не оказывает заметного влияния на взрываемость угольной пыли. Но если отложившаяся пыль увлажнена до 12% и более, то она не способна переходить во взвешенное состояние; и создавать взрывоопасные концентрации. При влажности 20-25%, пыль, как правило, не взрывается.

Влияние дисперсного состава пыли.

Многочисленными исследованиями установлено, что степень дисперсности является существенным фактором, определяющим взрываемость угольной пыли. Во взрыве пыли принимают участие частицы разных размеров меньше 1000 мкм, причем взрываемость угольной пыли с увеличением дисперсности растет.

Влияние дисперсного состава угольной пыли на ее взрываемость, подробно изучалось в МакНИИ. Исследования проводились в лабораторных приборах с пылями шахтопластов различной стадии метаморфизма следующих фракций: 600-300; 300-150; 150-75; 75-50; 50-30; 30-10 и менее 10 мкм, а для угля с высоким выходом летучих веществ (Vcdaf = 40,5%) менее 5 мкм.

На рис. 3 показана зависимость давления (Р), развиваемого при взрыве угольной пыли от среднего размера ее частиц (d).

В качестве показателя взрываемости принято удельное давление, развиваемое при взрыве пыли в замкнутом объеме. В двух случаях наблюдалось снижение показателя взрываемости для фракции менее 10 мкм. Причина снижения этого показателя для высокодисперсной пыли - аутогезия, происходящая тем эффективнее, чем мельче пыль. Это было доказано с помощью небольшой добавки пыли крупной фракции, резко снижающей аутогезию, но практически не изменяющей суммарную удельную поверхность. В результате такой добавки достигалось значительное повышение взрываемости пыли фракции менее 10 мкм.

Заслуживают внимания исследования, выполненные в Польше. В экспериментальной шахте им изучалась взрываемость пылей одного и того же пласта с содержанием в одной 85 % частиц размером менее 75 мкм и в другой 96,3 % частиц размером менее 15 мкм. Для первой пыли на нейтрализацию ее взрываемости потребовалась добавка инертной пыли, равная 4 кг на 1 кг угольной, для второй - 6,7 кг. По результатам данной работы и других исследований было установлено, что во взрыве принимают участие частицы размером менее 1000мкм, наиболее высокими взрывчатыми свойствами обладает тонкодисперсная угольная пыль с размерами частиц 60-100мкм, т.е. пыль, проходящая через сито №80, наиболее высокими взрывчатыми свойствами обладает угольная пыль с размером частиц 45мкм.

На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что взрываемость угольной пыли растет с увеличением дисперсности, поэтому угольная пыль в горных выработках шахты по мере удаления от источника пылеобразования потенциально более взрывоопасна.

Количество взвешенной пыли. Взвешенная в воздухе пыль называется пылевым аэрозолем. При очень большой степени запыленности расстояние между отдельными пылинками очень мало, и пыль невзрывоопасна. Увеличивая расстояние между пылинками, мы достигаем такого момента, когда воспламенение и взрыв еще возможны, это называется верхним пределом взрываемости. Дальнейшее увеличение расстояния между частицами до тех пор, пока взрыв становится невозможным, приводит к так называемому нижнему пределу взрываемости. Наиболее разрушительным действием обладает взрыв пылевоздушной смеси, содержащей 300 г пыли в 1м3 воздуха. Для самой опасной угольной пыли нижний концентрационный предел взрываемости равен 10г/м3.

Химический и минеральный состав пыли. Пыль, при содержании в ней негорючих компонентов от 60-70% не взрывчата.

Список использованной литературы:

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах, утв. приказом Ростехнадзора от 19.11.2013г №550.
2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах», утв. приказом Ростехнадзора от 14.10.2014 №462.
3. ГОСТ Р 54776-2011 Оборудование и средства по предупреждению и локализации взрывов пылевоздушных смесей в угольных шахтах, опасных по газу и пыли.

Очередной экологический скандал, связанный с углем – жители поселка Ванино страдают от угольной пыли, которой их щедро одаривает порт «Ванино» . «Кислород.ЛАЙФ» почитал местные СМИ, и пришел к выводу – в данной точке на карте Дальнего Востока явно не сложился диалог между крупным бизнесом и местным населением. И разрубить этот узел будет теперь довольно сложно.

Росприроднадзор отреагировал на массовые жалобы жителей пос. Ванино (Хабаровский край) «на загрязнение атмосферы в связи с сортировкой угля на площадке ОАО «Порт Ванино»», одного из крупнейших на Дальнем Востоке. По результатам проведенного административного расследования служба запретила эксплуатацию десяти дробильных установок, осуществляющих вредные выбросы. А также потребовала приостановить деятельность всего предприятия на срок до 90 дней (решения суда на этот счет пока нет; UPDATE - 3 февраля стало известно , что порт оштрафован на 250 тыс. рублей за выбросы).

Жалобы от местного населения Росприроднадзор получал в течение всего прошлого года, ОАО «Ванинский морской торговый порт» (один из ключевых грузоотправителей ОАО «Порт Ванино», контролируется Группой «Мечел» и специализируется на экспорте угля) четыре раза привлекалось к административной ответственности за экологические нарушения. Но ничего не делало, чтобы исправиться. После очередных жалоб Росприроднадзор решил проверить технологические установки, используемые на предприятии для сортировки угля. И выяснил, что часть из них эксплуатировалась незаконно. Они и были опечатаны 27 января. «Объем несанкционированных выбросов в Росприроднадзоре называют «существенным» для качества атмосферного воздуха и акватории в связи с «круглосуточной работой порта»», - пишет газета «Коммерсант».

Тем не менее, в минувшее воскресенье в Ванино прошел митинг протеста против загрязнения воздуха и акватории бухты Ванино (Татарский пролив) угольной и глиноземной пылью (порт специализируется на переработке угля и глинозема). В нем приняли участие, по данным разных СМИ, от 500 до 1000 человек. «Переработка грузов, включая переработку угля и глинозема открытым способом, производится с нарушением технологий, несмотря на подписанную в прошлом году с правительством Хабаровского края программу по повышению экологической безопасности. Угольная и глиноземная пыль не только вредит здоровью работников порта и жителей поселка, но и представляет взрывоопасную смесь, что еще по одному параметру делает предприятие опасным производством», - говорится в резолюции митингующих, которая была направлена всему высшему руководству страны, а также властям Хабаровского края.

Среди требований митинга: «безотлагательная остановка мобильных сортировочных, дробильных установок, грохотов на территории порта Ванино», «незамедлительное начало модернизации переработки угля с соблюдением экологической безопасности», разработка и реализация краевой программы по оздоровлению экологии в поселке и т.д. Впрочем, как напоминает ИА REGNUM, «с момента продажи контрольного пакета акций ОАО «Ванинский морской торговый порт» компании «Мечел» в Ванинском районе не утихают волнения, связанные с нарушением природоохранного законодательства. Впервые на митинг жители Ванино вышли в мае 2013 года. Тогда же по поручению губернатора края Вячеслава Шпорта была разработана и утверждена экологическая программа, которая не исполнена. Еще одна программа была разработана и утверждена в региональном правительстве в 2016 году, но и она не была исполнена».

Среди требований митинга в Ванино: «безотлагательная остановка мобильных сортировочных, дробильных установок, грохотов на территории порта Ванино»

Тянется уже три года

Проблема с угольной пылью в Ванино давняя, по данным местных СМИ – тянется она с 2012 года, когда, по мнению экологических активистов, порт стал наращивать перевалку угля в ущерб остальным видам грузов (но в интересах нового собственника). В прошлом году жители Ванино даже обещали лечь на рельсы, если проблема с открытой перевалкой угля не будет решена, пишет «Тихоокеанская звезда». «Понимаете, даже при активном вмешательстве краевых властей дирекция порта много обещает, но ничего не делает. Целый год надзорные органы давали руководству порта на исправление ситуации, но, увы, порт игнорирует все требования… Если раньше уголь отгружался с точек, максимально удаленных от поселка Ванино, то сейчас уголь буквально под окнами, от дробильных установок до окон ближайшего дома 150 метров при норме минимум 500 метров», - рассказывал СМИ председатель инициативной экологической группы «Ванино» Вадим Москвичев (цитаты – по газете «Тихоокеанская звезда» и «Коммерсант»).

По словам эко-активиста, проблема с угольной пылью особенно обостряется именно в зимнее время : «Везут перемороженный уголь. С ним и работают эти машины, которые называют дробилками, сеялками. Они прогоняют уголь, просеивают его, и в процессе прогонки создается вот это активное пыление. Угольная завеса стоит над поселками Ванино и Токи. Люди задыхаются, я уже молчу о том, что болеют». Москвичев также добавил, что как только установки перестали работать, ванинцы сразу же это почувствовали действительно, угольной пыли стало значительно меньше».

«Собственники порта, которые живут далеко от Ванино, оставят своим детям многомиллиардные счета в иностранных банках. А что оставят они детям тех, кто живет сегодня в Ванино, кто работает в порту? Пыль, грязь и загубленное здоровье? Мы не намерены мириться с таким положением вещей и будем вместе с жителями Ванинского района добиваться от собственников порта уважения к людям, которые здесь живут!», - заявила на митинге депутат Законодательной думы Хабаровского края от ЛДПР Елена Грешнякова . А и.о. главы Ванинского района Николай Ожаровский добавил, что порт «Ванино» - единственно предприятие, которое «не принимает участия в социально-экономическом развитии района»: «Ванинский порт с момента смены собственника не дал району ни копейки».

«Мы прикладываем все усилия»

«К сожалению, от угля возникает пыление - это неизбежное следствие работы любого портового комплекса, имеющего дело с углем. Такая проблема остро стоит в период отрицательных температур. Мы понимаем обеспокоенность общественности, разделяем ее и будем применять все доступные методы для предотвращения пыления», – заявляет генеральный директор ОАО «Порт Ванино» Валерий Балакин . По его словам, предприятием уже изучен опыт крупнейших угольных терминалов Прибалтики, Европы и Кореи, использующих грейферную технологию перевалки.

И ряд мер уже принят: «В порту уже работает снегогенератор для подавления пыли. Закупили еще четыре аналогичных установки, они будут запущены в феврале. В условиях отрицательных температур это наиболее эффективное технологическое решение для борьбы с угольной пылью. Преимущество этих установок в том, что они выдают снег, эффективно осаждающий пылевую взвесь. Простота конструкции обеспечивает надежность в эксплуатации. Также немаловажно, что данное оборудование будет использоваться круглогодично, образуя летом водяной туман».

Кроме того, в конце февраля компания приобретет вакуумный аппарат, который будет очищать подъездные пути и складские площадки в порту, что также снизит уровень пыления. «Следующий этап – установка специальных ограждений во всех местах, где у нас хранится уголь», - заявил Балакин. Работа ужа началась: железобетонными плитами огорожен ряд складских площадок. Плиты для ограждения остальных складов закуплены и будут установлены в ближайшее время по факту доставки необходимых комплектующих.

Во втором квартале текущего года порт ожидает поступления еще одной дорогостоящей штуки - высокоскоростной вакуумной погрузочной машины, предназначенной для работы в морских и речных портах, или на производствах, где требуется собирать просыпи грязи и мусора, а также уголь, глинозем, щебень, пульпу, любые сыпучие и жидкие материалы. Машина представляет собой мощный промышленный пылесос в комплекте с дорожно-подметальной насадкой, и она позволит эффективно и в непрерывном режиме производить очистку всей производственной территории порта.

По поводу же дробилок, которые запретил использовать Росприроднадзор, в пресс-службе порта заявили, что «в целях снижения пыления угля порт отказался от перевалки угля, требующего дробления перед отправкой. Дробильно-сортировочные машины используются исключительно в качестве магнитного сепаратора - для целей улавливания металлических включений в поступающем угле». Также для снижения пыления порт перенес склады угля от 9-го и 11-го причалов на другие участки порта, отдаленные от жилой застройки поселка Ванино.

«К сожалению, от угля возникает пыление - это неизбежное следствие работы любого портового комплекса, имеющего дело с углем. Такая проблема остро стоит в период отрицательных температур»

«Мечел» поможет

Он также добавил , что «компания имеет большой опыт работы со многими европейскими портами, где уже решали проблему пыления. Компания, совместно с «Портом Ванино» займется проработкой экологических мер и окажет содействие в организации эффективной системы пылеподавления в зимнее и летнее время».

Губернатор же заявил, что контролировать ход исполнения обязательств предприятия по улучшению экологической обстановки будет специальная рабочая группа. «Соблюдение экологических требований – безусловный приоритет для нас. Мы здесь стоим на стороне граждан, процесс будем контролировать и им помогать. Нам нужны здоровые граждане, которые будут помогать извлекать прибыль», - отметил Вячеслав Шпорт. По его словам, в состав группы обязательно войдут представители общественности, правительства края, администрации района, депутаты и руководство порта. «Вместе мы сформируем программу действий по улучшению экологической обстановки, обязательно с финансовым обеспечением. Согласуем документ с компанией «Мечел» и вместе будем следить за его исполнением. На мой взгляд, для составления проекта такой программы достаточно двух недель», - заявил глава региона.

ОНФ: бизнесу нужно повышать свою экологическую ответственность

Но этот случай также показал, что административные рычаги для нарушителей слабы и не всегда срабатывают так, как должно. Не случайно спецпредставитель президента России по вопросам природоохранной деятельности, экологии и транспорта Сергей Иванов не так давно заявил о том , что штрафы для тех предприятий, которые отказываются модернизировать свои производства, возрастут в несколько десятков раз.

Эксперты Центра общественного мониторинга Общероссийского народного фронта (ОНФ) по проблемам экологии и защиты леса заявили , что нынешние штрафы для предприятий, серьезным образом загрязняющих окружающую среду, совершенно не стимулируют их к более ответственному отношению к природе и модернизации оборудования. По словам координатора Центра Владимира Гутенева , «в абсолютном большинстве случаев эти деятели не придают значимости наносимому ими ущербу окружающей среде и всячески пытаются его скрыть, а когда нарушения зафиксированы, предпочитают ограничиваться штрафами, а не устранением причин их возникновения».

При этом, по мнению Гутенева, тема экологической модернизации российских предприятий совершенно не нова и поднималась неоднократно на протяжении последнего десятилетия: «Значительная часть предприятий не только не провела модернизацию, но и не планирует действий в данном направлении. Вместе с этим проблема загрязнения окружающей среды не всегда относится к старым предприятиям, которые функционируют десятки лет. Известны случаи, когда недавно созданные предприятия не уделяют должного внимания экологическим последствиям своей деятельности».

ОНФ выступают за усиление контроля за обязательной модернизацией производств, приносящих экологический вред. «Возможно, под контролем надзорных ведомств сохранение благоприятной окружающей среды для местного населения станет приоритетной производственной задачей», – резюмировал Гутенев.

Кстати, проблема угольной пыли актуальна не только для Ванино. В Youtube уже появился ролик, сделанный в одной из школ Находки (Приморский край), расположенной поблизости с угольным терминалом (вероятно, порта «Восточного»). «Грязь, их не моют, мы должны дышать этим. Сейчас я вам покажу, посмотрите полы, ладно полы, посмотрите сюда. Вы это видите? Этим мы все дышим», - слышится голос ученика. Помимо учебников и тетрадей учащиеся этой школы приносят с собой по пачке салфеток, чтобы протирать парты и стулья. Каждой пачки хватает примерно на пару дней, сообщает телевидение Находки.

Владимир Гутенев: «Значительная часть предприятий не только не провела модернизацию, но и не планирует действий в данном направлении»

Химический состав пыли . Одним из основных факторов, характеризующих склонность пыли к взрыву, является выход летучих веществ при термическом разложении угля без доступа воздуха.

Главными компонентами в составе летучих веществ, обуславливающими взрывчатость пыли, являются смолистые соединения и тяжелые углеводороды. Основными горючими составляющими летучих веществ являются метан, водород, окись углерода, углекислый газ, этан, тяжелые углеводороды и др.

Нижний предел взрывчатости смеси газообразных продуктов термического разложения угля практически постоянен и равен 4,2%.

Взрывчатость обуславливается одновременным влиянием всех горючих компонентов.

Степень взрывчатости пыли может характеризоваться давлением в месте взрыва. Увеличение выхода горючих веществ (V daf) обуславливает возрастание давления взрыва. Угольная пыль подразделяется на слабовзрывчатую (V daf <15%) и сильновзрывчатую (V daf >15%).

Дисперсность пыли . Дисперсный состав пыли является существенным фактором, определяющим ее взрывчатость. При больших размерах частиц пыли наблюдается почти линейный рост силы взрыва с увеличением дисперсности или удельной поверхности пыли.

Однако, это возрастание, начиная с частиц диаметром 100 мк, продолжается значительно медленнее. Сила взрыва в отдельных случаях достигает максимума при диаметре частиц около 10 мк.

Взрывчатость угольной пыли растет с увеличением степени ее измельчения, и поэтому в шахте по мере удаления от источника пылеобразования она становится потенциально более взрывоопасной.

Состав атмосферы . Существенное значение имеет состав среды, в которой происходит взрыв. Если в шахтной атмосфере содержится метан, взрыв возможен при более низких концентрациях пыли.

Установлено, что нижний предел взрываемости сильновзрывчатой пыли равен 17÷18 г/м 3 , а в присутствии 2,5% метана он понижается до 5÷6 г/м 3 . Верхний предел взрывчатости, по данным МакНИИ, составляет 300÷400 г/м 3 .

Влажность пыли . Фактор влажности играет существенную роль при оценке взрывчатости пыли. Влага действует как инертная добавка.

Так как теплоемкость воды больше теплоемкости инертной пыли, то с учетом теплоты испарения вода поглощает тепла в 5 раз больше, чем инертная пыль.

Взвешенная в шахтном воздухе пыль с любым содержанием влаги при наличии мощного источника воспламенения может взорваться.

Основным фактором в защитном действии влаги от взрыва является связывание осевшей пыли на почве и боковых поверхностях горных выработок.

Зольность пыли . Наличие золы снижает взрывчатость угольной пыли, поскольку часть образующегося тепла расходуется на нагрев частичек инертной пыли, что приводит к снижению температуры аэрозоля.

Естественное содержание золы в угле обычно недостаточно, чтобы предупредить взрыв. Поэтому применяют искусственное озоление пыли в выработках – осланцевание.