Подземный пожар на угольном предприятии опасен тем, что очаг может прятаться в труднодоступном месте, а продукты горения быстро расходятся по горным выработкам (подземным коридорам шахты). Исследователи НИТУ МИСИС и НИЦ «Курчатовский институт» предлагают искать такие очаги по звуку.
Сначала учёные систематизировали акустические методы и разделили их на три группы. Пассивные методы улавливают звуки, которые возникают при разрушении пород или движении газов во время пожара. Активные методы воздействуют на горный массив и анализируют ответный сигнал. Комбинированные дополняют акустику другими показателями, например температурой. Какой метод выбрать, зависит от условий конкретного объекта.
Отдельно авторы исследовали способ определить направление на источник звука. В его основе лежит гипотеза профессора Института горного дела им. А. А. Скочинского Николая Кусова. В одной точке измерения устанавливают два чувствительных элемента, и направление вычисляют по соотношению их сигналов. Это избавляет от необходимости размещать много датчиков прямо в зоне предполагаемого очага, куда добраться сложно и опасно.
Способ проверили в два этапа. Сначала в лаборатории использовали образец песчаника с контролируемым источником звука, затем провели испытание на действующем угольном разрезе с искусственным очагом горения. По словам ведущего научного сотрудника НИЦ «Курчатовский институт» Дмитрия Борисенко, результаты подтвердили, что направление на источник можно определить по акустическому сигналу. Работа опубликована в журнале Mining Science and Technology.
Следующий шаг, на который рассчитывают авторы, — определять из одной точки не только направление, но и координаты очага. Профессор кафедры безопасности и экологии горного производства НИТУ МИСИС Сергей Кобылкин сообщил, что команда рассматривает и другое применение подхода: поиск зон с повышенным содержанием радиоактивных элементов в угольных пластах.
