Ученые Горного института и Института механики сплошных сред, входящих в Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН, завершили первый этап совместного исследования, посвященного актуальной проблеме обеспыливания тупиковых горных выработок калийных рудников. Разработанная ими трехмерная модель способна подобрать оптимальные параметры системы вентиляции для снижения запыленности горной выработки.
Во время разрушения горных пород при добыче калийной руды образуется много пыли, что вредит здоровью горнорабочих и приводит к развитию профессиональных заболеваний, таких как бронхит, силикоз и т.д.
Обычно при вентиляции тупиковых горных выработок используется способ, при котором свежий воздух поступает по трубопроводу и разбавляет все вредные примеси, содержащиеся в рабочей зоне. Такой метод эффективен при удалении вредных газов. Однако в калийных рудниках газов практически нет, а пыль в воздухе разбавить до приемлемых концентраций невозможно.
Пермские ученые предложили принципиально новый подход к вентиляции тупиковых выработок калийных рудников. Он основан на применении всасывающего способа проветривания, когда свежий воздух идет по горной выработке до оградительного щита комбайна и удаляется из выработки по трубопроводу. При этом пыль не перемешивается с воздухом, а вытесняется им — в этом состоит принципиальное отличие всасывающего способа от нагнетательного.
Для этого ученые разработали трехмерную модель, которая описывает особенности проветривания выработки с работающим комбайном. Это помогло обосновать эффективность предложенного подхода и найти оптимальные параметры системы вентиляции, при которых удается снизить запыленность горной выработки на рабочих местах до допустимого уровня. Расчеты на модели показали, что вытеснять пыль свежим воздухом без перемешивания безопасно и эффективно.
Статья об итогах исследований опубликована в высокорейтинговом научном журнале Sustainability.