Спектральные характеристики свечения пламен угольных частиц на различных этапах зажигания во время и после воздействия лазерных импульсов

Представлены результаты измерений спектрально-кинетических характеристик свечения пламен восьми марок каменных углей Кузнецкого угольного бассейна (Россия) в ряду метаморфизма и антрацита во время и после воздействия импульсов неодимового лазера (1064 nm, 120 $\mu$s). На первой стадии при значениях критической плотности лазерной энергии $H_{\mathrm{cr}}^{(1)}$ происходит зажигание реакционно-активных микровыступов на поверхности угольных частиц. Показано, что на второй стадии при достижении критической плотности энергии $H_{\mathrm{cr}}^{(2)}$ во время импульса излучения происходит воспламенение поверхности угольных частиц и распространение пламени высотой 3–4 mm. Форма спектров свечения пламени связана со вкладом нескольких компонентов: горящих углеродных частиц, возбужденных молекул H$_2$O$^*$, H$_2^*$ и CO$^*$. Наиболее вероятно, что данная стадия связана с термохимическими реакциями в алифатической части макромолекулы угля. На третьей стадии при повышении плотности лазерной энергии до значения $H_{\mathrm{cr}}^{(3)}$ высота пламени достигает 3–4 cm. На расстояниях больше 4 mm от поверхности в спектрах свечения наблюдается один компонент во временном интервале более 1 ms, спектр которого описывается формулой Планка. Предполагается, что процессы в частицах угля, происходящие на третьей стадии, связаны с зажиганием ароматической части макромолекул углей.