THE TENDENCY OF COAL SEAMS TO ENDOGENOUS FIRE HAZARD AND THE MAIN COMPONENTS OF COAL
DOI:
https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-3-191-525-533Keywords:
coal seams, metamorphism, coal, endogenous fires, components, mining, safety, regulatory framework, improvementAbstract
Purpose: to improve the regulatory framework for safe mining operations, to establish the individual influence of the elemental composition of the organic (combustible) part of fossil coals, their moisture content and sulfur content on the actual frequency of occurrence of endogenous fires during the development of individual seams of the Donetsk Basin.
Methodology: The methodology involves analyzing data on coal seams divided into three groups, classified according to their susceptibility to endogenous fire hazards. This classification aligns with the standards set in the existing regulatory documents. By doing so, the research enables a systematic analysis of the key indicators for each group, ensuring that the findings are directly applicable to regulatory frameworks.
The conducted studies demonstrate that reliable forecasting of the fire-hazardous properties of coal seams requires the use of indicators that directly characterize the natural composition and properties of fossil coals. Current practices, which often rely on the mass yield of volatile substances during the thermal decomposition of coals without air access, fail to provide sufficient insight into changes in elemental composition. This limits the ability to understand the role of key components. The research highlights the significant role of moisture, noting that its various forms are linked to the degree of metamorphic transformations of the coals. Furthermore, the carbon content is shown to regulate the total presence of other primary elements of the combustible (organic) mass—namely, oxygen, hydrogen, nitrogen, and sulfur. Carbon thus serves as the principal indicator of coalification and the extent of metamorphism.
An important observation is that the endogenous fire hazard of coal seams is not determined by any single classification indicator. Rather, it is the result of a complex interaction between multiple factors, including elemental composition, moisture, sulfur content, and degree of metamorphic change. Interestingly, the specific impact of sulfur content on the occurrence of endogenous fires remains under-researched, pointing to the need for further targeted studies in this area.
The findings from this research provide a scientific basis for improving the regulatory framework related to predicting and managing the fire hazards of coal seams during mining operations. This will ultimately contribute to safer working conditions in mines and more effective risk management practices.
References
КД 12.01.402–2000. Керівництво із запобігання та гасіння ендогенних пожеж на вугільних шахтах України. – Донецьк: НДІГС «Респіратор», 2000. – 216 с.
Ендогенні пожежі на вугільних шахтах Донбасу. Попередження та гасіння: інструкція. Вид. оф. : КД 12.01.401-96 / укл. П.С. Пашковський [та ін.] ; Міністерство вугільної промисловості України. – Донецьк: НДІГС «Респіратор», 1997. – 70 с.
Греков С.П. Метод визначення групи ендогенної пожежонебезпечності шахтопластів / С.П. Греков, П.С. Пашковський, А.А. Всякий, К.В. Глущенко // Вугілля України. – 2016. – №. 4-5. – С. 51-55. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ugukr_2016_4-5_11
Speight, J.G. Handbook of Coal Analysis. Chemical Analysis: Series of Monographs on Analytical Chemistry and Applications. John Wiley and Sons, Hoboken, 2005. – 345 p.
Греков С.П. Тепловий ефект окислення вугілля та ендогенна пожежонебезпека / С.П. Греков, П.С. Пашковський, В.П. Орлікова // Вугілля України. – 2014. – №10. – С. 46-50. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ugukr_2014_10_10
Кошовський Б.І. Шляхи підвищення достовірності визначення схильності вугілля до самозаймання / Б.І. Кошовський, П.С. Пашковський, В.В. Карасьова // Вугілля України. – 2008. – №1. – С. 45–47.
Вплив результатів аналізу аналітичних проб вугілля на точність прогнозу небезпечних властивостей шахтопластів / Є.С. Руднєв, В.А. Гальченко, Е.М. Філатьєва, М.В. Філатьєв // Вісті Донецького гірничого інституту. – 2021. – №2(49). – С. 176-186.
DOI: https://doi.org/10.31474/1999-981X-2021-2-176-186
Основні компоненти викопного вугілля, їх споживчі властивості та небезпечні властивості шахтопластів / Є.С. Руднєв, Е.М. Філатьєва, М.І. Антощенко, Р.М. Брожко // Вісті Донецького гірничого інституту. – 2023. – № 2(53). – С. 82–100.
DOI: https://doi.org/10.31474/1999-981X-2023-2-82-100
Про вплив мінеральних домішок на виявлення небезпечних властивостей вугільних шахтопластів / Є.С. Руднєв, М.І. Антощенко, Е.М. Філатьєва, Ю.А. Романченко // Вісті Донецького гірничого інституту. 2021. №2(49). С. 85-95. DOI: https://doi.org/10.31474/1999-981X-2021-2-85-95
Tarasov V. On subject to forecast causal factors for spontaneous fires in coal mines. Integration of traditional and innovative scientifc researches: global trends and regional aspect: collective monograph / edited by authors. – 2nd ed. – Riga, Latvia : “Baltija Publishing”, 2020. P. 311-329.
Кошовський Б.І. Вплив вологи на процес низькотемпературного окиснення вугілля / Б.І. Кошовський, В.П. Орлікова // Вугілля України. – 2015. – № 3-4. – С. 39-43. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ugukr_2015_3-4_9
Moisture as an indicator of the manifestation of hazardous properties of coal seams / Ye.S. Rudniev, A.M. Galchenko, V. Tarasov, M.I. Antoshchenko // Geofizicheskiy Zhurnal. – 2022. – Т. 44. №3. – Р. 66-79. DOI: https://doi.org/10.24028/gj.v44i3.261969
Руднєв Є.С. Розвиток наукових основ прогнозу небезпечних властивостей шахтопластів за ступенем вуглефікації : дис. ... д-ра. техн. наук : 05.26.01 / ІГТМ ім. М.С. Полякова НАН України. Дніпро, 2023. 405 арк.
Руднєв Є.С. Про методику вибору показників для прогнозування небезпечних властивостей вугільних шахтопластів / Є.С. Руднєв, В.А. Гальченко, Е.М. Філатьєва, М.І. Антощенко // Технічна інженерія Державний університет «Житомирська політехніка». – 2021. – № 2 (88). – С. 148-167. DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2021-2(88)-148-167
Тарасов В.Ю. Розвиток наукових основ прогнозу ендогенної пожежонебезпеки шахтопластів за ступенем метаморфічних перетворень вугілля : автореф. дис. ... д-ра. техн. наук : 05.26.01. Дніпро, 2021. 40 с.
The experience of using a volatile matter index to predict the risk of endogenous fire of coal seams / Ye. Rudniev, V. Tarasov, M. Antoshchenko, Z. Azgaliyev // Комунальне господарство міст. – 2022. – № 168. – С. 108-115. DOI: https://doi.org/10.33042/2522-1809-2022-1-168-108-115
Антощенко М.І. До питання встановлення груп пожежної небезпеки вугільних шахтопластів / М.І. Антощенко, В.Ю .Тарасов, О.І. Захарова // Геотехнічна механіка. – 2018. – № 143. – С. 183- 191. DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.143.183
Греков С.П. Вплив вмісту сірки у вугіллі на ймовірність їх самозаймання / С.П. Греков, А.А Всякий // Вугілля України. – 2014. – №4 – С.19-21.
Ніколін В.І. Схильність антрацитів Донбасу до самозаймання / В.І. Ніколін, С.В. Подкопаєв, М.В. Малєєв // Вугілля України. – 2006. – №7. – С. 41-42.
Руднєв Є.С. До питання наукового обґрунтування вибору показників прояву небезпечних властивостей вугільних шахтопластів / Є.С. Руднєв // Комунальне господарство міст. – 2022. – № 171. Том 4. – С. 142-157. DOI: https://doi.org/10.33042/2522-1809-2022-4-171-142-157
Engineering method for determining the sulfur of mineral impurities for the prediction of hazardous properties of coal seams / Ye.S. Rudniev, E.M. Filatieva, M.V. Filatiev, V.Yu. Tarasov, M.I. Antoshchenko // Geofizicheskiy Zhurnal. – 2023. – 45(3). – P. 88-102.DOI: https://doi.org/10.24028/gj.v45i3.282417
Downloads
Published
Issue
Section
License
The authors who publish in this collection agree with the following terms:
• The authors reserve the right to authorship of their work and give the magazine the right to first publish this work under the terms of license CC BY-NC-ND 4.0 (with the Designation of Authorship - Non-Commercial - Without Derivatives 4.0 International), which allows others to freely distribute the published work with a mandatory reference to the authors of the original work and the first publication of the work in this magazine.
• Authors have the right to make independent extra-exclusive work agreements in the form in which they were published by this magazine (for example, posting work in an electronic repository of an institution or publishing as part of a monograph), provided that the link to the first publication of the work in this journal is maintained. .
• Journal policy allows and encourages the publication of manuscripts on the Internet (for example, in institutions' repositories or on personal websites), both before the publication of this manuscript and during its editorial work, as it contributes to the emergence of productive scientific discussion and positively affects the efficiency and dynamics of the citation of the published work (see The Effect of Open Access).
