Пермские ученые выяснили, как эффективно проветривать тупиковые камеры в шахтах
Исследователи из Пермского Политеха (ПНИПУ, участник НОЦ «Рациональное недропользование») определили эффективность проветривания тупиковых камер шахт с помощью вентиляторов-эжекторов.
Во время проведения горных работ по добыче полезных ископаемых образуются скопления пыли и газов, которые несут целый ряд рисков для безопасности людей и оборудования. Они в частности могут служить причиной отравлений, а также приводить к взрывам и пожарам.
Для снижения концентрации газов и пыли до допустимых значений, а также для обеспечения притока свежего воздуха используется рудничная вентиляция.
Ученые ПНИПУ исследовали способ проветривания при помощи вентиляторов-эжекторов, которые объединяют вентилятор с камерой смешения. Таким образом в основе этого способа лежат процессы диффузии – естественного воздухообмена за счет энергии сквозного потока воздуха.
Исследователи изучили тупиковые камеры длиной до 50 метров, чтобы определить наиболее эффективный режим их проветривания.
Ученые ПНИПУ выяснили, что располагать эжекторы эффективнее в транспортно-вентиляционном штреке, который предназначен для перемещения полезного ископаемого и проветривания очистных забоев.
– С помощью вычислений в специальном ПО мы создали трехмерную модель горизонтальной выработки (штрека) и прилегающей к ней тупиковой камеры. Затем провели расчет и выяснили, что разница объемных расходов воздуха с эжектором и без него составила 120 м3/мин, – рассказывает студент 6 курса горно-нефтяного факультета ПНИПУ Илья Козунин.
Кроме того, ученые ПНИПУ определили оптимальное расположение установок, при котором они работают с максимальной эффективностью.
– Моделирование показало, что их размещение у «ближней» стенки выработки улучшает интенсивность проветривания камер в 2-3 раза по сравнению с размещением у «дальней». Максимальная разница расхода воздуха между двумя этими вариантами составила порядка 250%, – подводит итог научный руководитель, кандидат технических наук, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых ПНИПУ Станислав Мальцев.
По данным ученых, соблюдение рекомендаций по размещению эжекторных установок не только повышает безопасность горнодобытчиков, но и уменьшает суммарное энергопотребление вентиляторных установок в шахте.
Технологии разработки твёрдых полезных ископаемых — один из приоритетных научно-технологических проектов Пермского НОЦ.
Исследование опубликовано в сборнике материалов конференции «Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых», том № 2, 2023. Результаты проведенного исследования уже применяются на одном из горнодобывающих предприятий.
