Влияние наноаэрозольной фракции техногенной угольной пыли на горение метановоздушных смесей

Исследован механизм образования наноразмерного аэрозоля при механическом разрушении угля из шахт Кузбасса. С помощью диффузионного аэрозольного спектрометра измерены концентрация и спектр размеров аэрозольных частиц в лаве при работающем очистном комбайне. Установлено, что 90% частиц имеют размер менее 200 нм. При этом в наноразмерном диапазоне присутствуют два пика, соответствующие средним диаметрам 20 и 150 нм: первый из них обусловлен одиночными частицами, второй – агрегатами, состоящими из одиночных частиц. Исследовано образование аэрозоля при механическом дроблении угля в проточной мельнице. Установлено, что спектр и морфология частиц, образованных в лабораторной мельнице, качественно соответствуют таковым для наноаэрозоля, образованного в шахте. Исследовано влияние угольного аэрозоля на горение газовых смесей. Лабораторные эксперименты показали, что наличие наноаэрозоля в бедной метановоздушной среде существенно повышает ее взрывоопасность. Это проявляется как в росте максимального давления, так и в значительном увеличении скорости нарастания давления при взрыве. Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что источником наноаэрозоля являются органические компоненты, содержащиеся в угле и выделяющиеся в газовую фазу при локальном прогреве угля на зубцах выемочного комбайна.