Новые акустические методы повысят безопасность добычи угля

Российские учёные разработали наиболее эффективные акустические методы обнаружения очагов самовозгорания угля и показали перспективность подхода, который позволяет определить направление на источник звука с одной измерительной точки. В перспективе технология поможет в поисках скрытых очагов возгорания и определении их координат в угольных пластах, сообщили в пресс-службе НИТУ МИСИС.

Подземные пожары на угольных предприятиях опасны тем, что очаг возгорания может находиться в труднодоступной зоне, а продукты горения быстро распространяются по горным выработкам. Поэтому для своевременного обнаружения пожара используют разные методы контроля.

Исследователи НИТУ МИСИС и НИЦ «Курчатовский институт» систематизировали акустические подходы, разделив их на три группы: пассивные, активные и комбинированные. Пассивные методы фиксируют звуки при разрушении пород или движении газов во время пожара. Активные предполагают направленное воздействие на горный массив и анализ возникающего сигнала, а комбинированные объединяют акустические данные с другими показателями, например температурой. 

Выбор метода зависит от условий конкретного объекта. Отдельно учёные рассмотрели способ определения направления на источник звука, основанный на гипотезе профессора Института горного дела им. А. А. Скочинского Николая Кусова.

«Направление можно определить по соотношению сигналов, зарегистрированных двумя чувствительными элементами, установленными в одной точке измерения. Это позволяет отказаться от большого количества датчиков непосредственно в зоне предполагаемого очага. Полученные результаты подтвердили гипотезу о возможности определения направления на источник по акустическому сигналу. В перспективе измерения с одной точкой могут позволить определить координаты очага», — рассказал Дмитрий Борисенко, ведущий научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт».

Методы проверили сначала в лабораторных условиях на образце песчаника с контролируемым источником звука, а затем в условиях действующего угольного разреза с искусственным очагом горения. 

«Результаты исследования особенно актуальны для обеспечения безопасности горнорабочих и сохранения месторождений. Развитие акустической диагностики может повысить оперативность обнаружения скрытых очагов возгорания, отслеживать изменение их границ и определять стадию развития пожара. Мы также рассматриваем возможность применения подхода для обнаружения зон с повышенным содержанием радиоактивных элементов в угольных пластах», — отметил Сергей Кобылкин, профессор кафедры безопасности и экологии горного производства НИТУ МИСИС.

Подробности исследования описаны в научном журнале Mining Science and Technology (Q1).