Анализ микроциркуляционных потоков между микрозонами в забое тупиковых комбайновых выработок калийных рудников при различных способах проветривания

Рассмотрен новый метод исследования детальной структуры вентиляционных потоков и определяемого ими качества воздушной среды на рабочих местах машинистов комбайна и самоходного вагона при различных способах проветривания тупиковых комбайновых забоев калийных рудников. Суть его состоит в разделении основных технологически и аэрологически выделенных зон тупиковой выработки на микрозоны с последующим анализом существующих между микрозонами микроциркуляционных потоков. Состояние воздушной среды в «зоне дыхания» и на рабочем месте определяется движением вихревых потоков, пространственные размеры которых существенно меньше размеров выработки. Предложено называть такие потоки «микроциркуляционными», поскольку они циркулируют из одних микрозон — локальных частей горной выработки — в другие. Введение этих понятий позволяет провести «микрозонирование», т.е. разделение свободного воздушного пространства тупиковых комбайновых забоев на «микрозоны», что приводит к возможности более глубоко и детально исследовать и понимать механизмы движения воздуха, определяющие его качество в зонах дыхания горнорабочих, и вырабатывать правильные технические решения по управлению проветриванием. Предложенный метод применяется к теоретическому анализу и натурному наблюдению за динамикой вихревых потоков двух классических способов проветривания тупиковых забоев — нагнетательного и всасывающего. Показано, что в комбайновых забоях многие достоинства нагнетательного способа, выделяющее его в лучшую сторону при ведении буровзрывных работ, теряются, напротив, у всасывающего способа при работе механизированного проходческоочистного комбайнового комплекса появляются свои достоинства. Отмечено, что, хотя на сегодняшний день всасывающий способ проветривания не разрешен к применению на рудниках, он имеет большой потенциал для повышения эффективности проветривания, особенно на горных предприятиях, ведущих добычу калийных руд и каменной соли.

Ключевые слова: микрозонирование, микрозона, микроциркуляционный поток, проветривание тупиковых комбайновых забоев, калийные рудники, соляная пыль, способ проветривания, комбайновый комплекс, воздушный поток, вытеснение, перемешивание.
Как процитировать:

Файнбург Г. З., Исаевич А. Г. Анализ микроциркуляционных потоков между микрозонами в забое тупиковых комбайновых выработок калийных рудников при различных способах проветривания // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 3. – С. 58–73. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-3-0-58-73.

Благодарности:

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научного проекта № 17-45-590657.

Номер: 3
Год: 2020
Номера страниц: 58-73
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.454
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-3-0-58-73
Дата поступления: 14.11.2019
Дата получения рецензии: 23.12.2019
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.02.2020
Информация об авторах:

Файнбург Григорий Захарович1 — д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник, e-mail: faynburg@yandex.ru,
Исаевич Алексей Геннадиевич1 — канд. техн. наук, заведующий сектором, e-mail: aero_alex@mail.ru,
1 Горный институт Уральского отделения РАН.

 

Контактное лицо:

Исаевич А.Г., e-mail: aero_alex@mail.ru.

Список литературы:

1. Землянова М.А., Зайцева Н.В., Шляпников Д.М., Маркович Н.И. Биохимические маркеры ранней диагностики производственно обусловленной гипертонической болезни у работников рудообогатительных производств // Медицина труда и промышленная экология. — 2016. — № 8. — С. 20—25.

2. Косяченко Г.Е. Условия труда и уровни пылевых нагрузок у горнорабочих калийных рудников Беларуси // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. — 2018. — Т. 1. — С. 250—257.

3. Zhou Z., Hu P., Han Z., Chen J. Effect of heading face ventilation arrangement on regulation of dust distribution // Journal of Central South University. Science and Technology. 2018. Vol. 49, no 9, pp. 2264—2271.

4. Ekkehard M. Ventilation measures for pollutant control [Wettertechnische Massnahmen zur Schadstoffbeherrschung] // Gluckauf: Die Fachzeitschrift fur Rohstoff, Bergbau und Energie, 1998, Vol. 134, no 10, pp. 707—711.

5. McDaniel K.H., Griswold L., Kelleher J., Saulters R. Dry, visible, salt-dust filtration of the face exhaust air at the WIPP // Mining Engineering, 2001, Vol. 53, no 3, pp. 45—48.

6. Исаевич А.Г., Кормщиков Д.С. Исследование пылевой обстановки в условиях калийного рудника, опыт снижения запыленности атмосферы рабочих мест // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 4. — С. 60—74.

7. Левин Л.Ю., Исаевич А.Г., Семин М.А., Газизуллин Р.Р. Исследование динамики пылевоздушной смеси при проветривании тупиковой выработки в процессе работы комбайновых комплексов // Горный журнал. — 2015. — № 1. — С. 72—75.

8. Газизуллин Р.Р., Исаевич А.Г., Левин Л.Ю. Численное моделирование процессов выноса вредных примесей рудничной атмосферы при проветривании тупиковых выработок различными способами // Научные исследования и инновации. — 2011. — Т. 5. — № 2. — С. 127—129.

9. Zhang F., Chen J., Jiang Z. Numerical simulation and field measurement of dust concentration distribution in belt conveyor roadway // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2018, Vol. 170, no 3, art. no. 032170.

10. Файнбург Г.З. Бережливое проветривание: концепция и основные средства для ее проветривания // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горно-шахтного и нефтепромыслового оборудования. — 2014. — Т. 1. — № 1. — С. 115—121.

11. Kęsek M., Bogacz P., Migza M. The application of Lean Management and Six Sigma tools in global mining enterprises // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, Vol. 214, no 1, art. no. 012090.

12. Николаев А.В., Файнбург Г.З. Об энергои ресурсосберегающем проветривании подземных горных выработок нефтешахт // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология, нефтегазовое и горное дело. — 2015. — № 14. — C 92—97.

13. Hasheminasab F., Bagherpour R., Aminossadati S.M. Numerical simulation of methane distribution in development zones of underground coal mines equipped with auxiliary ventilation // Tunnelling and Underground Space Technology, 2019, Vol. 89, pp. 68—77.

14. Романченко С.Б. Управление аэропылединамическими процессами при подземной угледобыче // Горный журнал. — 2014. — № 5. — С. 298—333.

15. Сутормин Е.В., Треков М.В. Проходческие комбайны для добычи сильвинитовых руд / Молодежь и научно-технический прогресс. Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Губкин, 16 апреля 2015 г. — Белгород, 2015. — С. 138—140.

16. Лискова М.Ю., Ковалев Р.А., Копылов А.Б., Воронкова Ю.А. Пылевая обстановка на руднике // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 3. — С. 49—61.

17. Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Аэрология калийных рудников. — Свердловск: УрО АН СССР, 1990. — С. 250.

18. Файнбург Г.З., Овсянкин А.Д., Красюк Н.Ф., Вайсман О.Я., Шалаев С.Б., Забелин А.Ю. Проветривание тупиковых комбайновых забоев калийных рудников всасывающим способом / Разработка калийных месторождений: Межвузовский сборник научных трудов. — Пермь: Пермский политехнический институт, 1989. — С. 153—159.

19. Файнбург Г.З., Овсянкин А.Д., Вайсман О.Я., Шалаев С.В. Опыт применения всасывающего способа проветривания комбайновых выработок на Верхнекамских калийных рудниках / Совершенствование разработки соляных месторождений: Межвузовский сборник научных трудов. — Пермь: Пермский политехнический институт, 1990. — С. 122—127.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.