Определение расхода воздуха в горных выработках на основе натурных измерений фактической газовости оборудования с двигателями внутреннего сгорания

Бесплатный доступ

Все более сложные геологические и гидрогеологические условия отработки рудных месторождений, ведение работ на более глубоких горизонтах, а также амбициозные планы экономического развития предприятий поставили задачи использования высокопроизводительного, мощного дизельного самоходного и добычного оборудования. Это сказалось на увеличении нагрузки на вентиляционную сеть и потребовало использования новых методов обеспечения безопасности при ведении горных работ. Приведена оценка влияния взаимосвязанных производственных факторов на аэрологическую безопасность рудника. Представлены фактические данные по газам, поступающим от различных источников. Проведен анализ метода расчета необходимого количества воздуха по фактору выхлопные газы дизельного оборудования. Проведено численное моделирование динамических процессов (с изменяющимися во времени параметрами), позволившее установить распределение концентраций выхлопных газов по горным выработкам. Последующие натурные измерения позволили верифицировать полученные результаты математического моделирования в условиях горных предприятий. Проведенные натурные эксперименты и их анализ позволили обосновать необходимость внедрения новых, более совершенных методов расчета расхода воздуха для рудника, использующего оборудование с ДВС. В качестве основного метода расчета требуемого количества воздуха использовалась методика, разработанная в МГИ НИТУ «МИСИС» (далее - Методика), были оценены ее точность и преимущества.

Еще

Рудник, вентиляция, выхлопные газы, требуемый расход воздуха, двигатель внутреннего сгорания, норма выбросов, газодинамические процессы, численное моделирование, шахтные измерения

Короткий адрес: https://sciup.org/140304431

IDR: 140304431   |   УДК: 622.4   |   DOI: 10.17073/2500-0632-2024-01-203

Determining airflow requirements in mine workings based on field measurements of actual emissions from internal combustion engine equipment

The increasing complex geological and hydrogeological conditions ore deposit mining, deeper excavation sites, and ambitious business expansion strategies, necessitate the use of high-performance, heavy-duty selfpropelled machinery and winning equipment. Such activities significantly strain mine ventilation systems and demand innovative safety measures during mining. This study assesses the influence of interconnected production variables on the aerological safety of mining operations. It provides real-world data on emissions from diverse sources within mines. The analysis includes an examination of current methodologies for estimating the air volume needed to dilute exhaust gases from diesel-powered machinery. Through numerical simulation that accounts for changes over time, the study was able to predict how exhaust gas concentrations would disperse within mines. These theoretical findings were then confirmed through empirical observations made in actual mining setting The field studies conducted, alongside their thorough analysis, underscored the necessity for adopting new, more sophisticated approaches to calculate airflow requirements in mines operating ICE machinery. A particular methodology developed by the MMI of the NUST MISIS (hereinafter referred to as the Methodology) was put forward as the primary tool for this purpose. The Methodology’s precision and benefits were closely scrutinized, revealing its effectiveness in ensuring aerological safety in mines.

Еще

Список литературы Определение расхода воздуха в горных выработках на основе натурных измерений фактической газовости оборудования с двигателями внутреннего сгорания

  • Воронин В.И., Воронина Л.Д., Вагриновский А.Д. Руководство по проектированию и практическому осуществлению противопылевых вентиляционных режимов в металлических рудниках. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу; 1960.
  • Ольховский Д.В., Паршаков О.С., Бублик С.А. Исследование динамики газовой обстановки подземных выработок после проведения взрывных работ. Горные науки и технологии. 2023;8(1):47-58. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-08-86
  • Смайлис В.И., Иктров В.А., Соколов В.С. Исследование токсичности выхлопных газов дизелей Д-108 и Д-130. Труды ЦНИДИ. 1963;47.
  • Левин Л.Ю., Зайцев А.В., Гришин Е.Л., Семин М.А. Расчет количества воздуха по содержанию кислорода для проветривания рабочих зон при применении машин с двигателями внутреннего сгорания. Безопасность труда в промышленности. 2015;(8):43-46.
  • Кузьминых Е.Г., Кормщиков Д.С. Анализ методов расчета требуемого количества воздуха для разжижения отработанных выхлопных газов. Горное эхо. 2020;(3):107-115. https://doi.org/10.7242/echo.2020.3.21
  • Semin M., Levin L. Mathematical modeling of air distribution in mines considering different ventilation modes. Mathematics. 2023;11(4):989.
  • Пучков Л.А., Каледина Н.О., Кобылкин С.С. Методология системного проектирования вентиляции шахт. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014;(S1): 128-136.
  • Кобылкин А.С. Сравнение результатов шахтных исследований с результатами моделирования процессов пылепереноса и пылеотложения. В: Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр. 2018. С. 269-273.
  • Barrett Ch., Gaillard S., Sarver E. Demonstration of continuous monitors for tacking DPM trends over prolonged periods in an underground mine. In: Diesel Particulate Control. Proceedings of the 16th North American Mine Ventilation Symposium. Colorado School of Mines, Colorado, USA, June 17-22, 2017. Pp. 5-29-5-36.
  • Кобылкин С.С., Каледина Н.О., Кобылкин А.С., Сенаторов В.А. Динамика выхлопных газов от дизельных машин в рудниках. Горный журнал. 2023;(12):94-102. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.12.15
  • Кузьминых Е.Г., Левин Л.Ю., Мальцев С.В. Распределение продуктов выхлопных газов техники с двигателями внутреннего сгорания в шахтной вентиляционной сети. Горное эхо. 2023;(2):96-103. https://doi.org/10.7242/echo.2023.2.17
  • Суриков А.В., Лешенюк Н.С. Расчет видимости в помещениях в условиях пожара с применением программного комплекса FDS. Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2018;2(2):147-160. https://doi.org/10.33408/2519-237X.2018.2-2.147
Еще