Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2015, № 1 (спецвып.6)

ГОРНЫЙ
ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ
БЮЛЛЕТЕНЬ
1
№
СПЕЦИАЛЬНЫЙ
ВЫПУСК 6

Г.И. КОРШУНОВ
А.В. КОРНЕВ
А.Х. ЕРЗИН
А.М. САФИНА

ИССЛЕДОВАНИЕ
ОСОБЕННОСТЕЙ
СМАЧИВАЕМОСТИ
УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
К 66 

622.807 
К 66 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.14 
 
 
 
 
 
 
 
Коршунов Г.И., Корнев А.В., Ерзин А.Х., Сафина А.М. 
Исследование особенностей смачиваемости угольной пыли: Отдельные статьи: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2015. — № 1 (специальный 
выпуск 6). — 20 с.— М.: Издательство «Горная книга» 
ISSN 0236-1493 

Борьба с пылевым фактором является одним из главных направлений в области охраны труда на горнодобывающих предприятиях. Представлены результаты исследований смачивающей способности различных видов ПАВ при взаимодействии их с пылью углей, отличающихся
качественным и марочным составом, приведены результаты исследований смачиваемости пыли углей, отличающихся вещественным и петрографическим составом. 
 
 
 
 
 

УДК 622.807

©  Г.И. Коршунов, А.В. Корнев,  
  А.Х. Ерзин, А.М. Сафина, 2015 
©  Издательство «Горная книга», 2015 

ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2015 

 
 

УДК 622.807  
 
 
 © Г.И. Коршунов, А.В. Корнев,  
А.Х. Ерзин, А.М. Сафина, 2015 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТЕПЕНИ  
МЕТАМОРФИЗМА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ  
СВОЙСТВ ДОБЫВАЕМЫХ УГЛЕЙ  
НА СМАЧИВАЕМОСТЬ ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПЫЛИ 
 

Борьба с пылевым фактором является одним из главных направлений в об
ласти охраны труда на горнодобывающих предприятиях. Особенно актуально 
стоит эта проблема на угольных шахтах и разрезах. Угольная пыль способствует развитию серьезных профессиональных заболеваний фиброгенного характера, приводит к более быстрому износу оборудования и снижает уровень 
взрывобезопасности. В наибольшей степени подвержены этому вредному и 
опасному воздействию горнорабочие угольных шахт. Основная часть пыли образуется в момент разрушения угольного массива рабочим органом комбайна. 
Для повышения эффективности проводимых противопылевых мероприятий рекомендуется учитывать смачиваемость образующейся угольной пыли, которая 
зависит 
от 
степени 
метаморфизма, 
физико-механических 
и 
физико
химических свойств добываемых углей. В работе приведены результаты исследований смачиваемости пыли углей, отличающихся вещественным и петрографическим составом. 
Ключевые слова: запыленность воздуха, угольная пыль, хронический бронхит, пневмокониоз, зольность, степень метаморфизма, относительная влагоемкость. 
 
Высокая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны горнодобывающих предприятий является одним из наиболее вредных и 
опасных производственных факторов. Постоянное воздействие 
большого количества витающих в воздухе пылевых частиц на органы дыхания рабочих приводит к развитию наиболее тяжелых 
профессиональных заболеваний: от заболеваний верхних дыхательных путей и хронического бронхита до пневмокониозов. 
Опираясь на статистическую информацию, нужно отметить, что 
наибольший уровень профессиональных заболеваний зафиксирован среди работников предприятий по добыче полезных ископаемых, в том числе угледобывающих. Так по данным только за 
2013 г. удельный вес числа впервые зарегистрированных профессиональных заболеваний среди персонала горнодобывающих 
предприятий составил 37,21 %. Второе место по данному показателю занимают работники обрабатывающих производств –  

46,65%

23,71%

18,25%

6,43%
2,74%
1,77%
0,44%

Заболевания, связанные с воздействием
физических факторов

Заболевания, связанные с физическими
перегрузками и перенапряжением

Заболевания, связанные с воздействием
промышленных аэрозолей

Заболевания, связанные с воздействием
химических веществ

Заболевания, вызванные действием 
биологических факторов

Аллергические заболевания

Профессиональные новообразования

 
Рис. 1. Удельный вес профессиональных заболеваний, обусловленных воздействием различных вредных производственных факторов, в 2013 году 
 
33,10 %, третье – транспорта и связи (12,87 %). Показатели профессиональной заболеваемости на 10 тысяч работающих составляют соответственно 32,75, 3,63 и 2,76. 
Среди всех зафиксированных на производстве профзаболеваний примерно 1/5 часть представлена заболеваниями, связанными с воздействием пыли (рис. 1). 
Основными нозологическими формами профессиональной 
патологии, возникающей в результате воздействия промышленных 
аэрозолей, 
являются 
хронический 
пылевой 
бронхит 
(22,45 %), пневмокониоз (21,78 %) и хронический обструктивный 
(астматический) бронхит (18,36 %) [1]. 
В наибольшей степени подвержены влиянию вредных факторов, в том числе воздействию угольной и породной пыли работники угольной промышленности. Так, согласно данным за 2013 г. 
по Кемеровской области, где показатель профессиональной заболеваемости наиболее высокий и составляет на 10 тысяч занятого 
населения 14,4, выявлено на угольных шахтах 322 профзаболевания среди проходчиков и горнорабочих очистного забоя, 95 — у 
машинистов горных выемочных машин, 95 — у подземных электрослесарей, 51 – среди подземных горнорабочих [2]. 

Также угольная пыль является одним из факторов, препятствующих обеспечению повышенной взрывобезопасности. Так, например, только за период с 2003 по 2013 г. среди всех аварий, 
произошедших на угледобывающих объектах, 25 % составляют 
взрывы метановоздушных смесей при непосредственном участии 
пылевых частиц [3]. 
Основываясь на приведенных статистических данных, можно 
сделать вывод, что пылевой фактор на угольных шахтах представляет одну из основных угроз жизни и здоровью людей.  
В связи с этим, на объектах подземной угледобычи предусмотрен ряд мероприятий, направленных на снижение концентрации пыли в воздухе горных выработок: водяные и туманообразующие завесы, различные способы сухого пылеулавливания, 
орошение источников пылеобразования. В некоторых случаях 
для снижения пылеобразования при отработке пластов применяется предварительное увлажнение угольного массива, заключающееся в пробуривании скважин или шпуров и нагнетании в 
них воды. Для повышения эффективности связывания пыли при 
увлажнении и орошении нередко используются поверхностноактивные вещества (ПАВ). 
Смачиваемость образующейся при проведении очистных и 
проходческих работ пыли углей различных марок неодинакова и 
зависит от многих факторов: особенностей петрографического 
состава, удельной поверхности частиц, прочностных характеристик, элементного состава и др. 
В работах [4-5] представлены результаты исследований 
взаимодействия различных ПАВ с углями различной стадии метаморфизма. При этом выявлено, что взаимодействие это довольно специфично: слабо- и среднеметаморфизованные угли лучше 
взаимодействую с катионактивными, а все остальные – с анионактивными ПАВ, труднее всего смачиваются угли марок Ж и К. 
Однако, в большинстве случаев при оценке естественной 
смачиваемости (без применения ПАВ) углей и угольной пыли 
учитывается марка угля, определяемая в основном по выходу летучих веществ и отражающей способности витринита, но не рассматривается влияние исходной влажности угля, его зольности, 
процентного соотношения микрокомпонентов (мацерал), особенностей элементного состава. 

Таблица 1 
Основные качественные показатели углей Кузбасса 

Шахта / пласт 
Наименование 
показателя 

Полысаевская 
пл. Бреевский 

7 ноября 
пл. Байкаимский 

Комсомолец 
пл. Бреевский 

Комсомолец 
пл. Емельяновский 

им. Рубана 
пл. Надбаймакский 

Марка 
Г 
Г 
Г 
Г 
Д 

r
t
W , % 
4,7 
4,1 
8,0 
4,2 
7,5 

d
A , % 
14,5 
14,6 
22,0 
17,6 
6 

daf
V
, 
% 

41,4 
44,5 
42,5 
43,2 
40,5 

 
Талдинская 
Западная-1 
пл. 66 

ТалдинскаяЗападная-1 
пл. 67 

ТалдинскаяЗападная-2 
пл. 70 

им. Кирова 
пл. 
Поленовский 

им. Кирова 
пл. 
Болдыревский 

Марка 
Д 
ДГ 
Д 
Г 
Г 

r
t
W , % 
11,0 
11,5 
11,0 
3,4 
3,3 

d
A , % 
13,5 
11,0 
12,1 
24,2 
16,8 

daf
V
, 
% 

39,0 
38,5 
38,0 
43,6 
42,5 

 
С целью более детального изучения влияния указанных параметров углей на их сорбционную способность были отобраны 
пробы от 10 пластов шахт Кузбасса. Сначала для всех проб были 
определены влажность Wt
r, зольность Ad и выход летучих веществ 
Vdaf. Полученные результаты представлены в табл. 1. 
Для проведения исследований по определению смачиваемости были взяты угли марок Г, ДГ, Д, отобранные от пластов Бреевский, ш. «Полысаевская»; пл. 67 ш. «Талдинская Западная-1»; 
пл. Поленовский, ш. «им. Кирова» и пл. Надбайкамский, ш. «им. 
Рубана», которые в наибольшей степени отличаются друг от друга по своим свойствам. При этом в качестве одного из основных 
оценочных параметров был принят показатель относительной 
влагоемкости. За основу при проведении опытов была принята 
методика определения максимальной влагоемкости бурых и каменных углей и антрацита.  

Рис. 2. Относительная влагоемкость углей различных марок 
 
Проба угля, предварительно измельченная до крупности не 
более 0,2 мм, массой 20 г помещалась в коническую колбу, которая затем заполнялась 100 см3 дистиллированной воды и тщательно перемешивалась. После насыщения водой проба угля подавалась в воронку Бюхнера и подвергалась фильтрованию до 
полного удаления поверхностной влаги (пока с конца воронки 
будет стекать не более 2-3 капель в минуту) [6]. 
По отношению разности масс исходной и увлажненной навесок угля к массе увлажненной определялся показатель относительной влагоемкости, т.е. способности впитывать и удерживать 
в себе максимальное количество воды. Результаты проведенных 
экспериментов представлены на рис. 2. 
Анализируя полученные данные, необходимо отметить, что 
несмотря на то, что пробы углей 1 и 3 относятся к одной марке – 
газовым, тем не менее, они по-разному смачиваются. Можно 
предположить, что на различие в смачиваемости в данном случае 
в первую очередь оказывает влияние зольность угля, которая составляет соответственно Ad=14,5 % и Ad=24,2 %. При этом, весьма 
важно учитывать вид и процентное соотношение минеральных 
включений, входящих в состав золы. Если рассматривать уголь 
марки «Д» (проба 4), то он имеет более высокий показатель относительной влагоемкости по сравнению с углями «ДГ» (проба 2) и 

«Г» (проба 3), что объясняется минимальным значением зольности Ad=6 % и невысокой исходной влажностью. Несмотря на то, 
что уголь марки «ДГ» занимает промежуточное положение в метаморфическом ряду, смачиваемость у него наихудшая в данном 
случае, что обусловлено наличием более плотных гидратных 
пленок на поверхности угольных частиц. 
Также опираясь на данные исследований, приведенные в работе [7], нужно сказать, что смачиваемость частиц угля будет зависеть от плотности, прочности и соотношений углепетрографических компонентов. Особенно это заметно при невысокой степени метаморфизма. Так в углях марки Б-Д компоненты группы 
липтинита имеют плотность, равную 1,15-1,20 г/см3, витринита 
1,33 г/см3,фюзинита — более 1,40 г/см3. 
В результате проведенного петрографического анализа рассматриваемых углей было установлено, что во всех углях содержится в подавляющем количестве витринит от 84,3 до 92,7 %. В 
угле марки «ДГ» обнаружено также наибольшее по сравнению с 
другими содержание наиболее плотного инетринита (фюзенита) – 
11 % и количество фюзенизированных компонентов – 12 %, чем 
дополнительно объясняется его плохая смачиваемость. 
Таким образом, при выборе средств и режима обеспыливания для конкретной угольной шахты необходимо учитывать 
физико-химические свойства, особенности вещественного и 
петрографического состава добываемых углей, определяющих 
степень смачиваемости образующейся при ведении горных работ пыли. 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

 
1. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения 
в Российской Федерации в 2013 году: Государственный доклад.–М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2014.–191 с. 
2. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения 
в Кемеровской области в 2013 году: Государственный доклад. – Управление 
Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Кемеровской области, 2014. – 277 с. 
3. Скатов В.В. Состояние промышленной безопасности угледобывающей 
отрасли, организация контроля и надзора в угольной промышленности Российской Федерации / II международная научно-практическая конференция промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI 

веке. Тезисы докладов. Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2014. – С.14-17. 
4. Подображин С.Н. Научное обоснование и разработка методологии 
снижения пылевыделения при добыче угля: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн.наук / Институт проблем комплексного освоения недр РАН. Москва, 2013. -42 с. 
5. Скопинцева О.В. Исследование пылеобразующей способности углей 
при увлажнении их рабочей жидкостью в режиме капиллярного насыщения / 
О.В. Скопинцева, А.Ю. Прокопович, Ю.В. Соловьёв// Горный информационноаналитический бюллетень. – 2008. – № 9. – С. 68-70. 
6. ГОСТ 8858-93 (ИСО 1018-75) Угли бурые, каменные и антрацит. Метод 
определения максимальной влагоемкости. – Введ. 01.01.1996. – М.: Изд-во 
стандартов, 1995. – 19 с. 
7. Такранов Р.А. Оперативное определение показателей качестваи свойств 
угляв маркшейдерско-геологической практике: учебное пособие / Р.А. Такранов, А.Н. Шеремет, Н.В. Лагай. Санкт-Петербургский государственный горный 
институт (технический университет). СПб, 2005.–75 с. 
 
 
 
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ  

 
Коршунов Г.И. – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, 
Korshunov_gi@spmi.ru, 
Корнев А.В. – кандидат технических наук, заведующий лабораторией, ассистент, 
kornev_opi@mail.ru, 
Ерзин А.Х. – аспирант, ayratyerzinspb@gmail.com, 
Сафина А.М.— студентка, aza-safina@mail.ru, 
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». 
 
 
 
 
 
 

 
UDC 622.807 
 
THE RESEARCH OF INFLUENCE THE METAMORPHISM INTENSITYAND  
PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES OF COAL ON DUST WETTABILITY 
 
Korshunov Gennady I., Doctor of Technical Sciences. Professor. Head of Industrial Safety Department 
– National Mineral-Recourse University «University of Mines» Saint-Petersburg, Russia, 
Kornev Anton V., Candidate of Technical Sciences, Head of Laboratory of Industrial Safety Department – National Mineral-Recourse University «University of Mines» Saint-Petersburg, Russia, 
Erzin Ayrat Kh., Post-graduate student of Industrial Safety Department – National MineralRecourse University «University of Mines» Saint-Petersburg, Russia, 
Safina Azaliya M., student of Industrial Safety Department – National Mineral-Recourse University «University of Mines» Saint-Petersburg, e-mail: aza-safina@mail.ru, Russia. 
 

The main direction of industrial safety system on mining enterprises is dust prevention. 
This problem is particularly acute for mines and coal strip mines. Occupational lung diseases 
are results of coal dust exposure, which also leads to rapid wear of the equipment and reduces 
the level of explosion prevention.  Workers of coal mines are the most susceptible to this harmful 
and dangerous effects. The main part of the dust is generated during the destruction of coal bed. 
Wettability of the resulting coal dust, which depends on the metamorphism intensity, physicalmechanicall and physico-chemical properties of coals are recommended to take into account to 
improve the effectiveness of dust control. The research results of coal dust wettability, which differs in material composition and petrographic composition are shown. 
Key words:air dustiness, coal dust, chronic bronchitis, pneumoconiosis, ash content, 
metamorphism intensity, the relative moisture capacity. 
 
REFERENCES 
 
1. O sostojanii sanitarno-jepidemiologicheskogo blagopoluchija naselenija v Rossijskoj 
Federacii v 2013 godu: Gosudarstvennyj doklad (On the state sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2013: State report). Moscow: Federal'naja 
sluzhba po nadzoru v sfere zashhity prav potrebitelej i blagopoluchija cheloveka, 2014. 191 p. 
2. O sostojanii sanitarno-jepidemiologicheskogo blagopoluchija naselenija v Kemerovskoj oblasti v 2013 godu: Gosudarstvennyj doklad (n the state sanitary and epidemiological welfare of the population in the Kemerovo region in 2013: State report). Upravlenie Federal'noj sluzhby po nadzoru v sfere zashhity prav potrebitelej i blagopoluchija cheloveka po Kemerovskoj oblasti, 2014. 277 p. 
3. Skatov V.V. Sostojanie promyshlennoj bezopasnosti ugledobyvajushhej otrasli, organizacija kontrolja i nadzora v ugol'noj promyshlennosti Rossijskoj Federacii (The status of industrial safety coal mining industry, organization, control and supervision in the coal industry of 
the Russian Federation)/ II mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija promyshlennaja bezopasnost' predprijatij mineral'no-syr'evogo kompleksa v XXI veke. Tezisy dokladov. 
Nacional'nyj mineral'no-syr'evoj universitet «Gornyj». SPb, 2014. pp.14-17. 
4. Podobrazhin S.N. Nauchnoe obosnovanie i razrabotka metodologii snizhenija pylevydelenija pri dobyche uglja (Scientific substantiation and development of methodology of reducing the dust emission in coal mining): Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni doktora tehn.nauk / Institut problem kompleksnogo osvoenija nedr RAN. Moskva, 2013. 42 p. 
5. Skopinceva O.V. Issledovanie pyleobrazujushhej sposobnosti uglej pri uvlazhnenii ih 
rabochej zhidkost'ju v rezhime kapilljarnogo nasyshhenija (Study of dust-raising ability of coal 
by moistening them with the working fluid in the mode of capillary saturation) / O.V. 
Skopinceva, A.Ju. Prokopovich, Ju.V. Solov'jov// Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten'. 
2008. No 9. pp. 68-70. 
6. GOST 8858-93 (ISO 1018-75) Ugli burye, kamennye i antracit. Metod opredelenija 
maksimal'noj vlagoemkosti. Vved. 01.01.1996. Moscow: Izd-vo standartov, 1995. 19 p. 
7. Takranov R.A. Operativnoe opredelenie pokazatelej kachestvai svojstv ugljav markshejdersko-geologicheskoj praktike (Operational definition of indicators of quality and properties 
of Plav surveying and geological practice): uchebnoe posobie / R.A. Takranov, A.N. Sheremet, 
N.V. Lagaj. Sankt-Peterburgskij gosudarstvennyj gornyj institut (tehnicheskij universitet). SPb, 
2005. 75 p.