Горный институт УрО РАН – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, Пермь, Россия:

Казаков Б. П., главный научный сотрудник, д-р техн. наук
Шалимов А. В., ведущий научный сотрудник, д-р техн. наук, shalimovav@mail.ru

Дан обзор и изложены результаты моделирования способов проветривания рудников с использованием вентиляционных струй. Выполнен анализ эффективности работы эжекторных установок в зависимости от аэродинамического сопротивления участка проветривания и сечения камеры смешения, на основе которого определены оптимальные параметры установки для достижения максимальной производительности. По результатам численного моделирования эжекционного эффекта в выработках большого сечения установлено, что часть кинетической энергии струи расходуется на образование воздушного вихря, играющего роль камеры смешения. Рассмотрены варианты применения воздушных завес для снижения утечек воздуха через выработки, которые не могут быть закрыты перемычками.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края в рамках научного проекта № 20-45-596021 р_НОЦ_Пермский край.

1. Vasyuchkov Yu. F., Melnik V. V. Heating coal massif from the channel of underground gasification // Eurasian Mining. 2018. No. 2. P. 3–7. 79–83. DOI: 10.17580/em.2018.02.01
2. Prokopenko S. A., Lesin Yu. V., Li A. A., Shadrin V. G. Dialectical contradictions and resolutions toward innovative development and ecological safety enhancement in modern-day coal mining // Eurasian Mining. 2020. No. 1. P. 79–83. DOI: 10.17580/em.2020.01.16
3. Kaledina N. O., Kobylkin S. S., Kobylkin A. S. The calculation method to ensure safe parameters of ventilation conditions of goaf in coal mines // Eurasian Mining. 2016. No. 1. P. 41–44. DOI: 10.17580/em.2016.01.07
4. Гендлер С. Г., Савенков Е. А. Использование струйных вентиляторов для проветривания железнодорожных тоннелей // ГИАБ. 2015. Спец. выпуск 7. Промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI веке. С. 26–31.
5. Савенков Е. А. Математическое моделирование вентиляции выработок, осуществляемой свободными струями, созданными вентиляторами, расположенными перед их устьем // ГИАБ. 2015. № 4. Спец. выпуск 17. Аэрологическая безопасность при сквозном проветривании транспортных тоннелей в период их сооружения или реконструкции. С. 22–30.
6. Казаков Б. П., Шалимов А. В. Математическое моделирование работы эжекторных установок при проветривании подземных выработок // Известия вузов. Горный журнал. 2004. № 2. С. 39–44.
7. Мартыненко О. Г., Коровкин В. Н. O расчете турбулентных веерных струй // Инженерно-физический журнал. 2008. Т. 81. № 1. С. 62–67.
8. Алыменко Д. Н. Метод расчета вентиляторной эжекторной установки, работающей в качестве ГВУ // ГИАБ. 2005. Тематическое приложение «Аэрология». С. 124–127.
9. Zhang X., Zhang Y., Tien J. C. The Efficiency Study of the Push-pull Ventilation System in Underground Mine Mine // Proceedings of the 2011 Coal Operators’ Conference. – Wollongong, 2011. P. 225–230.
10. Казаков Б. П., Семин М. А., Мальцев С. В. Математическое моделирование проветривания панелей гипсовой шахты эжекторными установками // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. № 3. С. 245–255.
11. Казаков Б. П., Шалимов А. В., Левин Л. Ю. Проветривание выработок большого сечения с помощью вентиляторных установок, работающих без перемычки // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2010. № 2. С. 89–97.
12. Long-Xing Yu, Tarek Beji, Fang Liu, Miao-Cheng Weng, Bart Merci. Analysis of FDS 6 simulation results for planar air curtain related flows from straight rectangular ducts // Fire Technology. 2018. Vol. 54. Iss. 2. P. 419–435.
13. Цой С. Регулирование воздухораспределения в выработках воздушными завесами при встречном взаимодействии струй // Вестник Академии наук Казахской ССР. 1958. № 8. С. 68–74.
14. Havet M., Rouaud O., Solliec C. Experimental investigations of an air curtain device subjected to external perturbations // International Journal of Heat and Fluid Flow. 2003. Vol. 24. Iss. 6. P. 928–930.
15. Николаев А. В., Алыменко Н. И., Каменских А. А., Фет Ш. К., Николаев В. А. Результаты моделирования процесса проветривания рудника при расположении воздушной завесы в воздухоподающем и вентиляционном стволах // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2017. Т. 16. № 3. С. 291–300.
16. Медведев Б. И. Исследование воздушной завесы как средства борьбы с утечками воздуха через надшахтные здания стволов // Известия вузов. Горный журнал. 1965. № 6. С. 84–86.
17. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых». Вып. 78. Серия 03. Документы межотраслевого применения по вопросам промышленной безопасности и охраны недр. – М. : ЗАО НТЦ ПБ, 2015. – 273 с.
18. Hong K., Liu Z., Wang X., Zhu Z. Simulation of dust migration at working faces during drill-blasting construction of underground hydropower houses // Shuili Fadian Xuebao. 2016. Vol. 35. No. 2. P. 124–130.
19. Гримитлин М. И., Тимофеева О. Н., Эльтерман Е. М., Эльянов Л. С. Вентиляция и отопление цехов судостроительных заводов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л. : Судостроение, 1978. – 239 с.
20. García-Díaz M., Sierra C., Miguel-González C., Pereiras B. A Discussion on the Effective Ventilation Distance in Dead-End Tunnels // Energies. 2019. Vol. 12. Iss. 17. 3352. DOI: 10.3390/en12173352
21. Branny M., Jaszczur M., Wodziak W., Szmyd J. Experimental and numerical analysis of air flow in a dead-end channel // Journal of Physics: Conference Series. 2016. Vol. 745. Iss. 3. 032045. DOI: 10.1088/1742-6596/745/3/032045