Исследователи Томского госуниверситета изучают, как воспламеняются и горят в угольных шахтах взвеси угольной пыли в метановоздушной смеси. К 2024 году эксперты получат усовершенствованную методику, с помощью которой можно будет спрогнозировать развитие взрыва в шахте и понять, как его предотвратить.
Система поможет предсказать, как и с какой скоростью будет распространяться пламя или взрыв в шахте. Ученые планируют разработать модель с учетом разных свойств газовзвесей, например, угольной пыли и горючих газов, оседающих на стенках шахты и создающих пожароопасную ситуацию. Это позволит понять, какие средства пожаротушения и в каких количествах понадобятся в тех или иных условиях.
«Проблематика взрывов и пожаров очень актуальна. В последние годы они происходят постоянно, при этом в шахтах используются разные инструменты пожаротушения. Чтобы погасить пламя, нужно понимать интенсивность ударной волны и скорость пламени, а для этого важно знать, сколько в шахте угольной пыли, как она поднимается, сколько горючих газов», — рассказала руководитель проекта, доцент кафедры математической физики ТГУ Ксения Моисеева.
Текущий проект — продолжение многолетних исследований сотрудников физико-технического факультета ТГУ. С начала 2000-х годов научный коллектив под руководством профессора Игоря Васенина и профессора Эрнста Шрагера создал методику расчета взрывобезопасных расстояний при взрыве газа и пыли в угольной шахте. Сейчас при поддержке РНФ команда исследователей планирует улучшить эту технологию и развить представление о распространении горения и взрыва с учетом еще одного параметра — скорости распространения фронта горения.
Как поясняет Ксения Моисеева, предполагается изучение двух частей процесса воспламенения в шахтах: воспламенения и горения газовзвесей (с какой скоростью пламя распространяется, чем его можно погасить) и распространения ударных волн.
Новую методику ученые ТГУ разработают к середине 2024 года. С ее помощью можно будет подготовить рекомендации для угольных шахт о том, в каких количествах предусмотреть инструменты и средства пожаротушения.