Mining, Geological and Technological Factors Contributing to Spontaneous Combustion of Waste Dumps
Keywords:
ROCK DUMP, LIKELIHOOD TO SPONTANEOUS COMBUSTION, SPONTANEOUS COMBUSTION THEORY, TECHNOLOGICAL PARAMETER, SPONTANEOUS COMBUSTION FACTOR, ECOLOGICAL ASSESSMENTAbstract
Rock waste, especially burning ones, have a negative impact on almost all components of the natural environment.
The existing theories of spontaneous combustion of waste dumps are considered. The results of analytical studies conducted in the field of spontaneous combustion of waste rock dumps show that at the moment there is no consensus in scientific circles that would allow a definitive conclusion to be made about the main cause of their spontaneous combustion.
It is established that the theory of the "coal-oxygen" complex, the determining conditions of which are the carbon-containing components and access of oxygen to the rock mass, most fully and reasonably describes the causes of spontaneous combustion of rock dumps.
The practical analysis of the technological and technical parameters of spontaneous combustion factors of a number of burning and non-burning waste dumps in coal mining areas of the DPR is carried out. The analysis showed a direct connection between the combustion process of waste rock with the carbon-containing components and quantitative indicators of carbon content in the waste mass. Waste heaps with organic carbon content above 10 % are susceptible to combustion.
The impact of sulfur content in waste material on waste rock combustion is controversial. Waste rock combustion is documented both at sulfur content below the critical value (2 %) and at high sulfur content (4,1 %).
Based on the conducted research, taking into account the factors influencing the spontaneous combustion of waste dumps, it is established that the most effective way to prevent their spontaneous combustion is to minimize the content of carbon-containing components in the waste from the development of coal mine workings brought to the surface until its disposal in the waste dump.
References
Программа развития угольной промышленности России на период до 2035 года : утверждена Распоряжением Правительства РФ от 13.06.2020 № 1582-р : редакция от 21.10.2024. – URL: http://government.ru/docs/39871/. – Дата публикации: 14.06.2020. – Текст : электронный.
Терриконы : монография / Л. Г. Зубова, А. Р. Зубов, А. А. Зубов [и др.]. – Луганск : Ноулидж, 2015. – 712 с. – ISBN 978-617-579-953-6. – Текст : электронный // Геологическая библиотека : [сайт]. – URL: https://www.geokniga.org/books/16806?ysclid=mjsomcjp10229874813 (дата обращения: 23.10.2025).
Повышение экологической безопасности породных отвалов угольных шахт : монография / А. Р. Зубов, Л. Г. Зубова, С. Г. Воробьев [и др.]. – Луганск : Изд-во ВНУ имени В. Даля, 2012. – 176 с. – ISBN 978-966-590-948-4. – Текст : электронный // Геологическая библиотека : [сайт]. – URL: https://www.geokniga.org/books/16676?ysclid=mjsouzmszi338754433 (дата обращения: 24.10.2025).
Зинченко, И. Н. Численный метод решения задачи об очаговом самонагревании шахтной породы / И. Н. Зинченко, О. П. Пашковский, К. В. Глушенко. – Текст : электронный // Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах : материалы ХII Международной научно-практической конференции / под ред. С. Г. Костюк, Кемерово, 22–23 ноября 2017 г. – Кемерово : КузГТУ имени Т. Ф. Горбачева, 2017. – С. 137-1. – URL: https://science.kuzstu.ru/wp-content/Events/Conference/BGD/2017/bgd2017/pages/Articles/137.pdf (дата обращения 27.10.2025).
Терриконы углепромышленных районов Донбасса как источник воздействия на окружающую среду / В. Е. Закруткин, Л. Г. Зубова, Е. В. Гибков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия «Естественные науки». – 2017. – № 3. – Ч. 1. – С. 69–75.
Высоцкий, С. П. Экологический мониторинг породных отвалов горнопромышленных агломераций /
С. П. Высоцкий, Д. А. Козырь. – Текст : электронный // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332, № 11. – С. 37–46. – DOI: 10.18799/24131830/2021/11/2964. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47371083 (дата обращения: 28.10.2025).
Породные отвалы угольных шахт России / С. З. К. Калаева, С. М. Богданов, Н. О. Лукин, А. А. Огер. – Текст : электронный // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2016. – № 1. – С. 3–23. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25829356 (дата обращения: 28.10.2025).
Study on the evolution characteristics of coal spontaneous combustion and gas coupling disaster region in goaf / Yu. Zheng, Sh. Li, Sh. Xue [et al.]. – Текст : электронный // Fuel. – 2023. – V. 349, 128505. – URL: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.128505 (дата обращения 29.10.2025).
Study on controlling factors and developing a quantitative assessment model for spontaneous combustion hazard of coal gangue / B. Han, Yu. Zhang, Zh. Zou [et al.]. – Текст : электронный // Case Studies in Thermal Engineering. – 2024. – V. 54, 104039. – URL: https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104039 (дата обращения 30.10.2025).
Гендлер, С. Г. Актуальные проблемы возгорания угольных скоплений в породных отвалах / С. Г. Гендлер, А. С. Братских. – Текст : электронный // Горная Промышленность. – 2024. – № 5 S. – С. 71–77. – URL: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-71-77 (дата обращения: 31.10.2025).
Энергетическая модель самовозгорания углепородных отвалов / С. Б. Алиев, В. Н. Захаров, Б. М. Кенжин, Ю. М. Смирнов. – Текст : электронный // Уголь. – 2018. – № 12. – C. 86–91. – URL: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-12-86-91 (дата обращения: 03.11.2025).
Оценка длительности инкубационного периода самовозгорания углесодержащих пород отвалов / В. А. Портола, С. И. Протасов, А. А. Бобровникова, Е. А. Серегин. – Текст : электронный // Вестник : научно-технический журнал. – 2020. – № 4. – С. 36–41. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-dlitelnosti-inkubatsionnogo-perioda-samovozgoraniya-uglesoderzhaschih-porod-otvalov/viewer (дата обращения: 04.11.2025).
Тронов, Б. В. О механизме окисления каменного угля кислородом воздуха : Статья 6-я / Б. В. Тронов. – Текст : электронный // Известия Томского индустриального института имени С. М. Кирова. – Т. 60, Вып. III. – С. 11–28. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-mehanizme-okisleniya-kamennogo-uglya-kislorodom-vozduha/viewer (дата обращения: 05.11.2025).
Скочинский, А. А. Рудничные пожары / А. А. Скочинский, В. М. Огиевский. – Москва : Углетехиздат, 1954. – 388 с.
Веселовский, В. С. Самовозгорание промышленных материалов / В. С. Веселовский, Н. Д. Алексеева, Л. П. Виноградова [и др.] ; Государственный комитет по топливной промышленности при Госплане СССР, Ин-т горного дела имени А. А. Скочинского. – Москва : Наука, 1964. – 246 с.
Зборщик, М. П. Предотвращение самовозгорания горных пород / М. П. Зборщик, В. В. Осокин. – Киев : Техника, 1990. – 176 с. – ISBN 5-335-00177-1.
Саранчук, В. И. Окисление и самовозгорание угля / В. И. Саранчук. – Киев : Наукова думка, 1982. – 166 с.
Панов, Б. С. Модель самовозгорания породных отвалов угольных шахт Донбасса / Б. С. Панов, Ю. А. Проскурня. – Текст : электронный // Геология угольных месторождений : межвузовский научный тематический сборник. – Екатеринбург, 2002. – С. 274–281. – URL: https://masters.donntu.ru/2008/ggeo/solovyova/library/2.html (дата обращения: 06.11.2025).
Разработка предложений по снижению углеродсодержащих компонентов в породе от проведения подготовительных выработок угольных шахт до ее складирования : отчет о НИР (заключение) / ГБУ «Донгипрошахт» ; рук. Е. В. Лазуткин ; исполн. : Е. Н. Свечкаренко [и др.]. – Донецк, 2025. – 112 с. – Инв. № Н.16-02.
Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Инструкция по предупреждению экзогенной и эндогенной пожароопасности на объектах ведения горных работ угольной промышленности» : Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 27.11.2020 № Пр-469 : [зарегистрирован 15.12.2020 № 61466]. – URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202012150051 (дата обращения 07.11.2025). – Текст : электронный.
Технический отчет о температурной съемке породного отвала шахты «Южнодонбасская № 1» : отчет о НИР / рук. А. В. Карягин. – Угледар : Агентство экологического менеджмента и аудита, 2006. – 14 с. – Инв. № 977 мш/111.
Проведение температурной съемки на недействующем породном отвале № 5 : отчет о НИР / рук. Л. П. Островой ; исполн. Е. С. Шилова // Санитарно-профилактическая лаборатория ОП «Управление вспомогательного производства» ГП «Шахтерскантрацит» шахта «Прогресс» – Торез, 2016. – 3 с. – Инв. № 983 мш/149.
Проведение тепловых исследований недействующего породного отвала № 5 шахты «Прогресс» ГП «Торезантрацит» : отчет о НИР / рук. П. С. Пашковский ; исполн. : Д. И. Момот [и др.]. – Донецк : НИИГД и ПБ «Респиратор», 2011. – 17 с. – Инв. № 983 мш/148.
Проведение температурной съемки породного отвала шахты имени А. Ф. Засядько с определением количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ : отчет о НИР / рук. А. Е. Калюсский. – Донецк : НПО «Респиратор», 1997. – 10 с. – Инв. № 1463 мш/149.
Технолого-экологический инжиниринг при обогащении полезных ископаемых / А. Д. Полулях, П. И. Пилов, А. И. Егурнов, Д. А. Полулях. – Днепропетровск : НГУ, 2012. – 712 с.
