Определено оптимальное расположение трубопровода для проветривания рудников
При ведении горных работ в атмосферу рудника выделяются токсичные и взрывоопасные газы. Безопасные условия труда для горнорабочих обеспечивают с помощью принудительной вентиляции, используя вентиляторы главного и местного проветривания. В тупиковые горные выработки, которые не имеют сквозного прохода, свежий воздух подается через вентиляционные трубопроводы. В результате его ударения о забой, то есть о поверхность горной массы, нередко образуются турбулентные вихри. Они хаотичны и могут либо усугубить проветривание, либо улучшить. Ученые Пермского Политеха и Горного института УрО РАН выяснили, как правильно расположить вентиляционный трубопровод, чтобы повысить качество проветривания тупиковых горных выработок и безопасность рабочих.
Статья опубликована в журнале «Известия ТулГУ. Науки о Земле». Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания.
Тупиковыми называют подземные выработки, которые не имеют сквозного прохода. Их качественное проветривание – это серьезная задача, которая предотвращает накопление опасных газов в атмосфере рудника и отравление горнорабочих. При этом правильное обустройство вентиляционной системы в шахтах зависит от многих факторов, в том числе от перемещения воздушных масс по рабочей зоне и вихрей, возникающих после ударения свежего потока о горный массив.
Сегодня активно применяется нагнетательный способ проветривания, когда чистый воздух подается с помощью вентиляторов по вентиляционному трубопроводу, который прокладывается практически до конца тупиковой выработки. Ученые Пермского Политеха и Горного института УрО РАН выяснили, что длину, структуру и форму вихря, можно определить по такому показателю, как спутный поток воздуха, направленного из трубопровода к забою.
Сегодня для более детализированного и углубленного изучения различных физических процессов в горнодобывающей промышленности все чаще используют методы трехмерного моделирования с помощью компьютерных программ. Этот метод позволяет анализировать поведение объектов в различных условиях и предсказывать результаты экспериментов еще до их проведения или при помощи валидации модели подтверждать результаты научных гипотез.
На основе этого исследователи разработали трехмерную модель выработки площадью 28 квадратных метров и длиной 100 метров, в которой располагается вентиляционный трубопровод, подающий в выработку свежий воздух. Модель позволила детально отследить, как разные варианты расположения вентиляционного трубопровода в сечении выработки влияют на интенсивность вихря. А также установили длину его зоны действия, то есть зону перемешивания воздушных потоков, которые непосредственно влияют на безопасность и эффективность проветривания.
Ученые рассматривали разные варианты отставания конца трубопровода от стенки забоя: 15 и 30 метров. Также рассчитывали величину вихря для нескольких способов его расположения в выработке: в центральной части, в углу, под кровлей, на высоте роста человека.
Модель показала, что для лучшей работы вентиляционной системы необходимо, чтобы воздушная струя после выхода из трубопровода прижималась к стенкам выработки и не разворачивалась преждевременно. Так вымывание опасных газов из рабочей зоны будет эффективнее.
«Наилучший вариант при отставании конца трубопровода на 15 и 30 метров наблюдается при его размещении в одном из нижних углов выработки. Это создает наиболее широкую область для разворота воздушной струи у стенки забоя. Менее эффективно его размещение по центру под кровлей», – объясняет Алексей Таций, старший преподаватель кафедры горной электромеханики ПНИПУ, инженер Горного института УрО РАН.
Исследование ученых Пермского Политеха и УрО РАН подтвердило сильное влияние положения вентиляционного трубопровода на качество проветривания от опасных газов, выделяющихся в процессе ведения горных работ. В результате был определен лучший вариант его размещения в тупиковых горных выработках. Применение выявленных параметров в горнодобывающей промышленности повысит безопасность шахтеров.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно