Ученый из Томска решил старую проблему с расчетами вентиляции шахт
Способ включить выработанное пространство шахты в расчет вентиляционной сети рудника нашел молодой ученый из Томского государственного университета (ТГУ), сообщила 12 августа пресс-служба вуза.
Выработанное пространство шахты — это объем, их которого была изъята полезная горная порода. После разработки его заполняют другой породой, в результате чего образуется пористая структура. В ее пустотах накапливается метан, который постепенно вытесняет кислород из воздуха. Если его процентное содержание превысит 1%, то возникнет аварийная ситуация, система безопасности отключит подачу электроэнергии к оборудованию шахты, чтобы не допустить появление искры и последующего взрыва.
Решить проблему накопления метана можно было бы за счет увеличения мощности вентиляционной сети, но до недавнего времени, как утверждают ученые из ТГУ, у специалистов не было методов включения пористой структуры отработанных пространств в расчеты. По словам разработчика нового способа моделирования вентиляции, Алексея Крайнова, ранее имели место только попытки применить метод конечных объемов с использованием средств вычислительной гидродинамики, однако такие способы требуют использования больших вычислительных мощностей.
При этом «инструменты и методы моделирования, широко применяемые на горнодобывающих предприятиях, должны обладать достаточной простотой при сохранении определенного уровня точности и не быть требовательными к вычислительным мощностям», — пояснил ученый.
Крайнов предложил представить пористую среду отработанного пространства в виде сети фиктивных ветвей, учитывающих свойства элементарных репрезентативных объемов, а аэродинамические параметры этих фиктивных ветвей вычислять с использованием квадратичных сопротивлений по законам Кирхгофа. Разработанная методика позволяет объединить расчет аэродинамики в выработанном пространстве с расчетом аэродинамики проветривания сети выработок шахты.
Исследователь применил свой метод для оценки градиентов давления в выработанных пространствах выемочных столбов, включенных в общую модель шахтной вентиляционной сети кузбасской шахты «Распадская» (Междуреченск). По данным пресс-службы ТГУ, метод показал свою эффективность и в ближайшее время будет включен в моделирование вентиляционных систем и других шахт.
Напомним, 8 и 9 мая 2010 года на шахте «Распадская» произошло два взрыва метана. В результате аварии 91 человек погиб. Расследование установило, что трагедия произошла из-за погони руководства шахты за прибылью и сопутствующих нарушений технических регламентов. В 2020 году суд Междуреченска прекратил уголовное дело за давностью лет.
