Исследование способа проветривания подземных горных выработок при помощи вентиляторов-эжекторов для определения оптимальных режимов их работы провели ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 28 декабря сообщает пресс-служба вуза.

Проведение горных работ в процессе добычи полезных ископаемых приводит к образованию в подземных горных выработках вредных газов, в том числе от работающей техники и минеральной пыли от взрывных работ.

Во избежание вреда здоровью работающих там людей (отравление газами, засорение дыхательных путей, приводящее к пылевому бронхиту и другим заболеваниям) проводится принудительное проветривание отдельных выработок и шахты в целом.

Проведя математическое моделирование процесса проветривания в шахте, ученые ПНИПУ рассчитали оптимальное расположение эжекторов для вентиляции, повышающее в несколько раз эффективность удаления вредных газов и пыли.

Подробное описание предложенного метода было представлено в статье «Исследование влияния эжекторной установки на воздухообмен в системе сквозной и тупиковой выработок большого сечения», опубликованной в сборнике материалов конференции «Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых», том № 2, 2023.

Эжекторные установки — это вентиляторы с камерой смешения. Вынос газа и пыли такими вентиляторами будет больше, если использовать их на транспортно-вентиляционном штреке шахты, который предназначен для перемещения полезной руды и проветривания очистных забоев.

Участник исследования, студент 6 курса горно-нефтяного факультета ПНИПУ Илья Козунин рассказал о проделанной ими работе:

«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».

Также исследователи из Пермского Политеха рассчитали оптимальное расположение установок, которое обеспечивает их максимальную эффективность.

«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%», — дополнил научный руководитель проекта, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых ПНИПУ, к. т. н. Станислав Мальцев.

Опираясь на свое исследование, ученые ПНИПУ предлагают для повышения эффективности проветривания за счет процессов диффузии тупиковых камер длиной до 50 метров размещать эжекторы у ближайшей к ним стенки.

Значительное усиление в этом случае проветривания таких выработок улучшит условия труда шахтеров в них и вдобавок уменьшит суммарное энергопотребление вентиляторных установок. Разработанный политехниками метод проветривания уже внедрен на одном из горнодобывающих предприятий.