Учёные Пермского Политехнического Университета (ПНИПУ) и Горного института Уральского отделения РАН разработали новый подход к обеспечению надёжности вентиляционных систем в шахтах. Исследователи выявили, что существующие методы учёта влияния поршневого эффекта — явления, возникающего при движении подъемного сосуда в шахтном стволе и вызывающего изменение давления воздуха — недостаточны. Они занижают показатели прироста сопротивления вентиляционной сети, что снижает точность расчётов и мешает правильно настроить вентиляцию для обеспечения безопасности.
Чтобы решить эту проблему, учёные разработали новую модель, которая описывает течение воздуха вокруг движущегося подъёмного сосуда. В рамках исследования было проведено численное моделирование воздушных потоков на участке шахтного ствола с движущейся клетью. Модель позволяет более точно определить перепад давления воздушного потока, зависящий от скорости воздуха и движения подъёмного сосуда, а также его размеров.
На основе полученных данных была создана методика расчёта дополнительного аэродинамического сопротивления, которую необходимо учитывать при настройке главной вентиляторной установки. Этот новый подход позволяет назначить компенсирующие мероприятия, что уменьшает негативное влияние поршневого эффекта на вентиляцию шахт, снижает риск возникновения взрывов и уменьшает воздействие токсичных примесей на шахтёров.