сотрудник
Иркутский национальный исследовательский технический университет (кафедра промэкологии и БЖД, учебный мастер 1 категории)
сотрудник
Иркутск, Иркутская область, Россия
Рассмотрена проблема эндогенных пожаров при угледобыче, вызванных самовозгоранием угля и сопровождающихся неконтролируемым выбросом дыма, аэрозольных частиц черного углерода (сажи). Эндогенные пожары создают экологические риски для населения, способствуют накоплению углерода в атмосфере Земли и обеспечивают климатические изменения на больших территориях благодаря аэрозольному эффекту. Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке дымообразующей способности углей, массе черного углерода (сажи), его фракционного состава. Установлено, что дымообразующая способность и, соответственно, содержание аэрозоля зависит от природы угля, его фракционного состава, а также непосредственно процесса горения. Масса продуктов горения зависит от природы угля, максимум оксидов серы выделяется в процессах тления каменного угля Черемховского месторождения, а оксидов азота и углерода – бурых углей Азейского и Бородинского разрезов. Максимальное количество аэрозольных частиц – черного углерода образуется в процессах тления каменных углей. Следовательно, с точки зрения экологических рисков для населения наибольшую опасность представляют эндогенные пожары на каменноугольных месторождениях. Полученные авторами настоящей публикации экспериментальные данные по оценке дымообразующей массы разных углей, массе чёрного углерода (сажи), образующейся в режиме горения и тления, фракционном составе, могут быть использованы в прогнозных оценках экологических последствий самовозгорания углей, возникающих на предприятиях, а также проблем изменения климата.
угледобыча, каменные и бурые угли, эндогенные пожары, мелкодисперсные взвешенные частицы, аэрозоли, дымообразующая способность, черный углерод, сажа, экологические риски
1. Тимофеева С.С., Смирнов Г.И. Риски самовозгорания угля и технологии их индикации // XXI век. Техносферная безопасность. 2022. Т. 7. № 3. С. 264–274. DOI:https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-3-264-274
2. Забелин В.И., Ондар С.О. Экологические риски при разработке месторождений каменного угля в Туве // Проблемы анализа риска. 2020. Т. 17. № 3. С. 16–29. DOI:https://doi.org/10.32686/1812-5220-2020-17-3-16-29
3. Чистникова И.В. Устойчивое развитие угольной промышленности России // Уголь. 2022. № 11. С. 25–31. DOI:https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-11-25-31
4. Тимофеева С.С. Экологические и профессиональные риски при добыче угля открытым способом // Уголь. 2010. № 1. С. 25–26.
5. Луговцова Н.Ю. Оценка вклада горящих угольных отвалов в радиоэкологическую обстановку Кемеровской области // Безопасность в техносфере. 2017. Т. 6. № 4. С. 31–36.
6. Гендлер С.Г., Братских А.С. Актуальные проблемы возгорания угольных скоплений в породных отвалах // Горная промышленность. 2024. № 5S. С. 71–77. DOI:https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-71-77
7. Северина В.А., Тимофеев С.С. Оценка экологической нагрузки при пожарах при добыче и транспортировке углей // XXI век. Техносферная безопасность. 2020. № 5 (2). С. 187–197. DOI:https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-2-187-19
8. Lugovtsova N.Yu. Studies of total harmful gas flows on the ground surface from spontaneous mine fires in Kuzbass // Eurasian mining. 2017. № 2. Р. 43–48. DOI:https://doi.org/10.17580/em.2017.02.11
9. Study on the evolution characteristics of coal spontaneous combustion and gas coupling disaster region in goaf / Yu. Zheng [et al.] // Fuel. 2023. Vol. 349. P. 128505. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.128505
10. Vegetation growth status as an early warning indicator for the spontaneous combustion disaster of coal waste dump after reclamation: An unmanned aerial vehicle remote sensing approach / H. Ren [et al.] // Journal of Environmental Management. 2022. Vol. 317. P. 115502. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115502
11. Transformation and migration of key elements during the thermal reaction of coal spontaneous combustion / Yu. Zhang [et al.] // Energy. 2024. Vol. 290. P. 130212. DOI:https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.130212
12. Гендлер С.Г., Степанцова А.Ю., Попов М.М. Обоснование безопасной эксплуатации закрытого угольного склада по газовому фактору // Записки Горного института. 2025. Т. 272. № 16519. С. 72–82. URL: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/ view/16519/16330 (дата обращения: 30.05.2025).
13. Горбанев С.А., Никанов А.Н., Чащин В.П. Актуальные проблемы медицины труда в Арктической зоне Российской Федерации // Медицина труда и промышленная экология. 2017. № 9. C. 50–51.
14. Chen J., Hoek G. Long-term exposure to PM and all-cause and cause-specifc mortality: A systematic review and meta-analysis // Environment International. 2020. Vol. 143. P. 105974. DOI:https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105974
15. Белых Л.И., Гармышев В.В., Тюкалова О.В. Выбросы бенз(а)пирена и оксида углерода от лесных пожаров как источник загрязнения атмосферы Иркутской области // Экология и промышленность России. Т. 28 № 5 (2024). С. 54–59. DOI:https://doi.org/10.18412/1816-0395-2024-5 54-59
16. Тимофеева С.С., Гармышев В.В., Астраханцева А.Ю. Сравнительный анализ экологических рисков природных пожаров на территории Байкальского региона // Безопасность техногенных и природных систем. 2022. № 4. С. 22–29. DOI:https://doi.org/10.23947/2541-9129-2022-4-22-29
17. Способ определения дымообразующей способности твердых веществ и материалов: пат. 2418294 Рос. Федерация № 2009140559/28; заявл. 02.11.09; опубл. 10.05.11, Бюл. № 13. 2 с.
18. Ипатьев А.В., Яглов В.Н. Дымообразующая способность веществ и материалов (физико-химические процессы, методы исследований, способы управления). Минск: Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований, 2002. 72 с.
19. Мустафин В.М., Пузач С.В. Методы определения дымообразующей способности веществ и материалов. Особенности измерения // Проблемы техносферной безопасности: материалы Междунар. науч.-практ. конф. молодых учёных и специалистов. 2021. № 10. С. 56–61.
20. ONORM В 3800-1. Behaviour of building materials and components in fire; building materials: definitions, requirements, tests. W., 1979. 20 p.
21. ISO/TR 5924:1989. Fire tests – Reaction to fire – Smoke generated by building products l (dual-chamber test). G.: International Organization for Standardization. 13 p.
22. Fire behaviour and smoke modelling: model improvement and measurement needs for next-generation smoke research and forecasting systems / Yu. Liu [et al.] // International Journal of Wildland Fire. 2019. № 28 (8). P. 570–588. DOI:https://doi.org/10.1071/WF18204
23. Jacobson M.Z. Atmospheric pollution: History, Science and Regulation. С.: Cambridge university press. URL: https://catdir.loc.gov/catdir/samples/cam033/2001037645.pdf (дата обращения: 31.05.2025).
