Разработка энергосберегающих технологий обеспечения комфортных микроклиматических условий при ведении горных работ

Б. П. Казаков, Л. Ю. Левин, А. В. Шалимов, А. В. Зайцев

Аннотация


Проанализированы факторы естественного и техногенного происхождения, влияющие на свойства рудничной атмосферы, определяющие уровень безопасности горных работ и возможность возникновения аварийных ситуаций. Обозначены основные направления в развитии энергосберегающих технологий обеспечения комфортных микроклиматических условий. Представлен комплекс разработанных методов и математических моделей для проведения аэрологических и теплофизических расчетов. Определены направления совершенствования методов расчета стационарного и нестационарного воздухораспределения: использование эжекторных источников тяги для организации рециркуляционного проветривания; учет потерь депрессии на сопряжениях горных выработок; влияние инерционности воздушных потоков и отработанных пространств рудника при моделировании переходных аварийных процессов. На основе алгоритма расчета распределения расходов воздуха в рудничной сети разработан метод обработки результатов воздушно-депрессионных съемок в условиях дефицита данных. Смоделированы процессы переноса пыли с учетом ее коагуляции и оседания, а также взаимодействия с каплями воды при влажном обеспыливании воздуха. Разработана методика расчета интенсивности испарения и конденсации влаги, позволяющая прогнозировать время, протяженность и количество выпадаемой влаги и ее миграцию вглубь рудника в зимний период. По результатам решения задачи теплообмена рудничного воздуха и крепи воздухоподающего ствола в сопряженной постановке определяются величина депрессии естественной тяги и условия конвективной устойчивости движения воздушных потоков. Нормализация микроклиматических параметров рудничной атмосферы прогнозируется при использовании теплообменных установок, работающих на нагревание, либо на охлаждение и осушение вентиляционного воздуха. Изложены алгоритмы, позволяющие минимизировать затраты энергии на проветривание как на стадии проектирования рудника, так и в процессе его эксплуатации.


Ключевые слова


энергосберегающие технологии; воздухораспределение; тепло- и массоперенос; рудничный микроклимат; управление проветриванием

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


Автоматизированная обработка данных воздушно-депрессионной съемки для построения корректной математической модели вентиляционной сети рудников / Б.П.Казаков, А.Г.Исаевич, С.В.Мальцев, М.А.Семин // Известия вузов. Горный журнал. 2016. № 1. С. 22-30.

Вентиляторные эжеторные установки для рудников / Н.И.Алыменко, Д.Н.Алыменко, А.И.Коровин, С.В.Пшеничников// Горный журнал. 2013. № 6. С. 73-77.

Зайцев А.В. Ресурсосберегающие решения в системах кондиционирования рудничного воздуха / А.В.Зайцев, Ю.А.Клюкин // Проблемы недропользования. 2015. № 2 (5). С. 26-31.

Казаков Б.П. Особенности моделирования процесса эжектирования воздуха на базе законов сохранения энергии и количества движения выработок / Б.П.Казаков, А.В.Шалимов // Известия вузов. Горный журнал. 2006. № 2. C. 68-72.

Казаков Б.П. Сравнительный анализ методов расчета воздухораспределения в рудничных вентиляционных сетях / Б.П.Казаков, А.В.Шалимов // Горное эхо. Вестник Горного института УрО РАН. 2009. № 1. С. 17-20.

Казаков Б.П. Влияние процессов испарения и конденсации влаги на тепловой режим глубоких рудников / Б.П.Казаков, А.В.Шалимов, А.В.Зайцев // Горный журнал. 2016. № 3. С. 73-76.

Казаков Б.П. Теплообмен вентиляционного воздуха с крепью воздухоподающего ствола и породным массивом / Б.П.Казаков, А.В.Шалимов, Е.Л.Гришин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2011. № 5. С. 92-100.

Казаков Б.П. К вопросу энергосбережения проветривания рудников / Б.П.Казаков, А.В.Шалимов, А.С.Киряков // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013. № 3. С. 139-147.

Конвективная стратификация воздушных потоков по сечению горных выработок, ее роль в формировании пожарных тепловых депрессий и влияние на устойчивость проветривания / Б.П.Казаков, А.В.Шалимов, М.А.Семин, Е.Л.Гришин, Н.А.Трушкова // Горный журнал. 2014. № 12. С. 105-109.

Круглов Ю.В. Моделирование переходных процессов в вентиляционных сетях подземных рудников / Ю.В.Круглов, Л.Ю.Левин, А.В.Зайцев // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2011. № 5. С. 100-108.

Левин Л.Ю. Разработка метода расчета местных аэродинамических сопротивлений при решении сетевых задач воздухораспределения / Л.Ю.Левин, М.А.Семин, Р.Р.Газизуллин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 9. С. 200-205.

Левин Л.Ю. Аэрологическая безопасность горных предприятий / Л.Ю.Левин, Д.С.Кормщиков // Инженерная защита. 2016. № 1 (12). С. 48-53.

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

Медведев И.И. Некоторые вопросы моделирования вентилятора-эжектора / И.И.Медведев, Н.Н.Мохирев // Известия вузов. Горный журнал. 1971. № 6. C. 70-74.

Мохирев Н.Н. Инженерные расчеты вентиляции шахт. Строительство. Реконструкция. Эксплуатация / Н.Н.Мохирев, В.В.Радько. М.: Недра, 2007. 324 с.

Применение системы автоматического оптимального управления проветриванием в Березовском руднике ОАО «Беларуськалий» / Ю.В.Круглов, Л.Ю.Левин, А.С.Киряков, С.В.Бутаков, Р.И.Шагбутдинов // Горный журнал. 2013. № 6. С. 61-64.

Шалимов А.В. Учет инерционных сил движения воздуха при расчетах нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети / А.В.Шалимов, А.В.Зайцев, Е.Л.Гришин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. № 4. С. 218-222.

Kazakov B.P. Stability of natural ventilation mode after main fan stoppage / B.P.Kazakov, A.V.Shalimov, M.A.Semin // International Journal Heat Mass Transfer. 2015. № 86. P. 288-293.




DOI: http://dx.doi.org/10.18454/pmi.2017.1.116

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.