Снижение концентрации витающей пыли в атмосфере очистной камеры при добыче калийных руд механизированным способом

Интенсивное пылеобразование является сопутствующим процессом при ведении горных работ на калийных рудниках. В призабойной зоне очистных камер при функционировании комбайновых комплексов концентрация пыли значительно превышает предельно допустимую, что приводит к ряду негативных последствий для горнорабочих и горно-шахтного оборудования. Существующие мероприятия по борьбе с пылью либо малоэффективны, либо значительно снижают производительность проходческих и добычных работ.  Таким образом в настоящий момент актуальной задачей является разработка технических решений, позволяющих снизить интенсивность пылеобразования в очистном забое без снижения производительности механизированной добычи калийной руды. С этой целью предлагается модернизировать бункер-перегружатель посредством оснащения его съемным тентом. Для контроля заполнения бункера-перегружателя предусматривается использование системы автоматизации. С целью оценки эффективности предлагаемого решения был проведен ряд замеров концентрации пыли в очистном забое с применением прототипа съемного тента бункера-перегружателя. Результаты замеров подтвердили эффективность предлагаемого решения, которое позволило значительно снизить концентрацию пыли за счет изоляции области образования пыли внутри бункера при перегрузке руды из проходческо-очистного комбайна в бункер-перегружатель. Наличие съемного тента бункера-перегружателя позволит уменьшить содержание твердых частиц в очистном забое без снижения производительности комбайнового комплекса.  Предлагаемое техническое решение может быть использовано предприятиями при изготовлении новых модификаций бункеров-перегружателей.

Сенькин А. В., Исаевич А. Г., Шишлянников Д. И., Тюбеев И. Х., Бруев Н. А. Снижение концентрации витающей пыли в атмосфере очистной камеры при добыче калийных руд механизированным способом // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 6. – С. 109 –120. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_6_0_109.

Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSNM-2023-0005).

Сенькин Антон Викторович¹ — аспирант, e-mail: senkin.anton59@gmail.com, ORCID ID: 0009-0007-2910-6211, 
Исаевич Алексей Геннадьевич^1,2 — д-р техн. наук, и.о. зав. кафедрой; ведущий научный сотрудник, e-mail: aero_alex@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3759-5514,
Шишлянников Дмитрий Игоревич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: dish844@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-7395-6869,
Тюбеев Ибрагим Хизирович¹ — аспирант, e-mail: tyubeev2001@mail.ru, ORCID ID: 0009-0006-8772-7107, 
Бруев Никита Андреевич² — инженер отдела АТ, e-mail: nikitabruevv@gmail.com, ORCID ID: 0009-0006-4013-8225, 
¹ Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
² Горный институт Уральского отделения РАН — филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения РАН.

Сенькин А.В., e-mail: senkin.anton59@gmail.com.

1. Семенов В. В., Шмакин И. Г. Обоснование рациональных параметров режущих органов комбайнов типа «Урал» // Горное оборудование и электромеханика. — 2008. — № 4. — С. 49—52. 

2. Максимов А. Б. Обоснование параметров породоразрушающих исполнительных органов и погрузочного оборудования проходческо-очистных комбайнов «Урал-20Р»: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.06. — Екатеринбург, 2019. — 18 с.

3. Martell J., Guidotti T. L. Trading one risk for another: consequences of the unauthenticated treatment and prevention of silicosis in Ontario miners in the McIntyre Powder Aluminum Inhalation Program // New Solutions: A Journal of Environmental and Occupational Health Policy. 2022, vol. 31, no. 4, pp. 422—433.

4. Hutsich E. A., Kosiachenko G. E., Sychik S. I. Peculiarities of morbidity and assessment of occupational health risks for workers who contact aerosols of man-made mineral fibers // Health Risk Analysis. 2019, no. 4, pp. 113—121. DOI: 10.21668/health.risk/2019.4.12.eng.

5. Семенов В. В. Обоснование и выбор параметров исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов нового поколения для добычи калийных руд: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.06. — Тула, 2011. — 23 с.

6. Исаевич А. Г., Чайковский И. И., Поляков И. В. Особенности формирования пылевой обстановки в комбайновом забое глубокого калийного рудника // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2021. — № 4. — С. 539—550.

7. Трифанов М. Г. Оценка нагруженности приводов проходческо-очистных комбайнов «Урал-20Р» для выбора технически обоснованных режимов работы в реальных условиях эксплуатации: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.06. — Екатеринбург, 2018. — 15 с.

8. Чекмасов Н. В., Сидякин Д. А. Определение рациональных параметров шнекового погрузчика // Горное оборудование и электромеханика. — 2010. — № 7. — С. 52—53.

9. Семенов В. В., Шмакин И. Г., Жабин А. Б., Чеботарёв П. Н. Обоснование параметров и выбор резцов исполнительного органа проходческо-очистного комбайна для добычи калийных руд «Урал-61» // Известия ТулГУ. Естественные науки. — 2009. — № 3. — С. 300—309.

10. Трифанов М. Г. Контроль параметров работы и оценка технического состояния приводов проходческо-очистных комбайнов «Урал-20Р» / Инновационные системы планирования и управления на транспорте и в машиностроении: сборник трудов II Международной научно-практической конференции. Т II. — СПб., 2014. — С. 82—85.

11. Чекмасов Н. В., Чистяков А. Н., Мальчер М. А., Трифанов М. Г., Лаук В. В. Особенности расчета и увеличение производительности скребковых конвейеров проходческо-очистных комбайнов // Горное оборудование и электромеханика. — 2006. — № 7. — С. 8—10.

12. Морозова О. В. Анализ рудничной атмосферы на запыленность при добыче и транспортировании калийно-магниевых руд в шахтах и рудниках // Международный журнал перспективных исследований. — 2021. — Т. 11. — № 1-1. — С. 25—36.

13. Земсков А. Н., Лискова М. Ю., Гайдин А. М. Способы и средства борьбы с сероводородом в рудничном воздухе и в подземных водах // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2021. — № 1. — С. 91—100.

14. Медведев И. И., Красноштейн А. Е. Аэрология калийных рудников. — Свердловск: УрО РАН, 1990. — 250 с.

15. Файнбург Г. З. Проблемы становления новой парадигмы проветривания системы горных выработок рудных шахт // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2024. — № 1. — С. 450—465.

16. Semin M., Ivantsov A., Lyubimova T., Isaevich A., Sukhanov A. Analyzing the impact of heat emissions from the borer miner on the efficiency of the exhaust ventilation system in a blind heading // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2024, vol. 235, pp. 126—183. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.126183.

17. Медведев И. И., Красноштейн А. Е. Борьба с пылью в калийных рудниках. — М.: Недра, 1977. — 192 с.

18. Isaevich A., Semin M., Levin L., Ivantsov A., Lyubimova T. Study on the dust content in dead-end drifts in the potash mines for various ventilation modes // Sustainability. 2022, vol. 14, no. 5, article 3030. DOI: 10.3390/su14053030.

19. Файнбург Г. З. Ключевые проблемы цифровизации процессов проветривания многосвязных систем подземных горных выработок // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2024. — № 4. — С. 671—685.

20. Roghanch P., Kocsis K. C. Improving the climatic conditions in development and production workings of hot underground mines by redesigning the auxiliary ventilation system: a case study // International Journal of Mining and Mineral Engineering. 2017, vol. 8, no. 4, pp. 280—293. DOI: 10.1504/IJMME.2017.10008864.