ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МИГРАЦИИ КОНДЕНСАЦИОННЫХ РАССОЛОВ В ВЫРАБОТКАХ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ
Описаны проблемы проветривания калийных рудников, связанные с выпадением влаги из воздуха. Показано, что в теплый период года из-за высокой влажности воздуха происходит конденсация влаги в выработках околоствольного двора, а зимой имеет место испарение конденсационных рассолов с почвы, перенос их на расстояние до 3 км по ходу движения вентиляционной струи и последующее повторное выпадение. На основе линейных законов термодинамики разработана математическая модель процесса миграции влаги, позволяющая расчетным путем оценивать интенсивность влагообменных процессов между воздухом и рассолом, а также определять модельное расстояние переноса влаги в зависимости от начальных значений температуры и влажности воздуха. По результатам моделирования установлено, что объем выпадения влаги после переноса воздушным потоком на порядок меньше, чем объем ее испарения в начале пути. Сделан вывод, что единственным способом борьбы с этим негативным процессом является предварительное осушение вентиляционного воздуха в теплый период года в системах воздухоподготовки.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ в рамках проекта
№ 15-05-04552 «Исследование влияния фазовых переходов атмосферной влаги на формирование комфортных условий ведения горных работ».
Ключевые слова
Вентиляционный воздух, рассол, испарение, конденсация, влагосодержание, насыщенный пар, парциальное давление, турбулентная диффузия.
Номер: 11
Год: 2016
ISBN:
UDK: 622.411
DOI:
Авторы: Казаков Б. П., Шалимов А. В., Зайцев А. В.
Информация об авторах: Казаков Борис Петрович – доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, e-mail: aero_kaz@mi-perm.ru,
Шалимов Андрей Владимирович – доктор технических наук,
ведущий научный сотрудник, e-mail: shalimovav@mail.ru,
Зайцев Артем Вячеславович – кандидат технических наук,
заведующий сектором, e-mail: aerolog.artem@gmail.com,
Горный институт Уральского отделения РАН.
Библиографический список: 1. Максимович Г. А., Бельтюков Г. В. Формирование и миграция конденсационных рассолов в горных выработках калийных рудников /
Геология и гидрогеология соляных месторождений. – Л., 1972. – С. 262.
2. Лужецкая Н. Д. Исследование микроклимата и уточнение методики его расчета для условий калийных рудников (на примере Верхнекамского месторождения калийных солей), канд. дисс. – Пермь, 1974. – 276 с.
3. Медведев И. И., Красноштейн А. Е. Аэрология калийных рудников. – Свердловск, АН СССР, 1990. – 250 с.
4. Дейли Дж., Харлеман Д. Механика жидкости. – М., 1971. – 480 с.
5. Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация. – М., 1966. – 360 с.
6. Красноштейн А. Е., Казаков Б. П., Шалимов А. В. Моделирование процессов нестационарного теплообмена между рудничным воздухом и массивом горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2007. – № 5. – С. 77–85.
7. Казаков Б. П., Шалимов А. В., Зайцев А. В. Влияние процессов испарения и конденсации влаги на тепловой режим глубоких рудников //
Горный журнал. – 2016. – № 3. – С. 73–76.
8. Казаков Б. П., Шалимов А. В. Компоновка теплообменных модулей в системах кондиционирования рудничного воздуха // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – № S30. – С. 285–290.