Взрывчатые свойства угольной пыли

Многие вещества в измельченном состоянии способны давать взрыв. Способность давать взрывы объясняется тем, что:

1) всякое вещество в измельченном состоянии обладает большой поверхностью соприкосновения с кислородом воздуха;

2) пыль некоторых веществ способна поглощать кислород при сравнительно низких температурах;

3) при нагревании некоторых пылей (угольной, сланцевой) выде­ляются горючие газы. О возможном участии каменноугольной пыли во взрывах метана на шахтах впервые было упомянуто Фарадеем, расследовавшим причины взрыва в Гасуэлле (Англия) в 1844 г. Возможность же взрывов пыли в негазовых шахтах считалась мало­вероятной вплоть до 1906 г., когда на негазовой шахте «Курьер» (Франция) возник взрыв пыли, сопровождавшийся 1100 человеческими жертвами.

Пыль дает взрыв, только будучи взвешенной в воздухе в виде пылевого облака. Температура воспламенения угольной пыли 700— 800° С. Нижний предел взрываемости угольной пыли зависит от свойств угля и присутствия в воздухе метана. В негазовой атмосфере пыль взрывается при концентрациях 20—2000 г/м³, а при содержании в воздухе около 2,5% метана взрыв может возникнуть уже при запы­ленности около 5 г/м³.

Взрывчатые свойства пыли полезных ископаемых в значительной мере зависят от зольности. При некоторой, довольно значительной зольности (для угольной пыли около 60%) пыль вообще перестает взрываться.

Взрывоопасность пыли зависит также от химического и петрогра­фического состава угля, стадии метаморфизма, влажности и круп­ности пыли.

С увеличением содержания летучихкомпонентов в угле взрывча­тость пыли возрастает. Опыт показывает, что пыль, содержащую до 10% летучих, можно считать не опасной по взрывам, при содер­жании летучих 10—15% пыль слабовзрывчата и более 15% — взры­воопасна.

Увеличение влажности пыли уменьшает ее взрывчатость. Это объясняется как тем, что более влажную пыль труднее поднять в воздух, так и общеизвестным пламегасительным свойством влаги.

Имеет значение крупность пыли. Наиболее опасна пыль круп­ностью около 50 мк, более мелкая пыль может обладать как пони­женной, так и повышенной склонностью к взрывам. Часто с умень­шением размеров пылинок изменяется вещественный состав пыли, например, увеличивается содержание фюзинита и семивитринита, которые обладают небольшой химической активностью, повышен­ной термоустойчивостью и малым содержанием летучих. Если с уве­личением дисперсности пыли вещественный состав ее не меняется или меняется незначительно, то взрывчатость пыли резко возрастает.

Следует иметь в виду влияние стадии метаморфизмауглей. Наибольшей химической активностью обладают молодые угли. При переходе от бурых углей к каменным и к антрацитам взрывчатые свойства угольной пыли снижаются и пыль антрацитов практически считается невзрывчатой.

Наконец, укажем значение петрографического составауглей. Содержание в углях более 80% микрокомпонентов группы витринита обусловливает, по данным КНИУИ, значительную взрыв­чатость пыли, в то время как присутствие микрокомпонентов группы фюзинита и семивитринита действует подобно инертной добавке. Воспламенение пыли может привести не только к взрыву, но и к спокойному горению, которое способно превратиться во взрыв, если на пути распространения пламени встретятся препятствия в виде вагонеток, неубранного угля и т. п. Как и взрывы метана, взрывы пыли дают прямой и обратный удары.