Дмитрий Владимирович Ольховский – инженер, лаборатория развития горного производства.
Пермь, Scopus ID 57225125993
Dmitriy V. Olkhovskiy – Engineer, Mining Production Development Laboratory.
Perm, Scopus ID 57225125993
Олег Сергеевич Паршаков – кандидат технических наук, лаборатория развития горного производства.
Пермь, Scopus ID 57202379375
Oleg S. Parshakov – Cand. Sci. (Eng.), Researcher, Mining Production Development Laboratory.
Perm, Scopus ID 57202379375
Сергей Анатольевич Бублик – инженер, лаборатория математического моделирования геотехнических процессов.
Пермь; Scopus ID 57223084283
Sergey A. Bublik – Engineer, Laboratory of Mathematical Modeling of Geotechnical Processes.
Perm, Scopus ID 57223084283
Determining the sources of hazardous and toxic substances released into mine air, their gas composition, as well as providing each such source of pollution with the required amount of fresh air are important issues in terms of ensuring normal healthy and safe working conditions for miners. This paper studies blasting as one of the most dangerous sources of mine air pollution. The study was carried out for a long dead-end exploration working, and a development (preparatory) working of a copper-nickel mine. In accordance with the federal rules and regulations (FNiP), a number of requirements, including monitoring of gas hazard at a face, is applied to blasting operations.
The study examined the behavior of gas-air mixture in dead-end mine workings after blasting. The findings are based on the experimental data obtained in the conditions of two dead-end workings at an operating coppernickel mine. A technique for the experimental studies of gas release after blasting in a dead-end working was developed. The main technical characteristics of the instruments involved in the in-situ measurements are given. Time dependences of the concentrations of toxic gases after blasting at the blasted working mouth, at the return ventilation current, and near a booster were established. In order to assess the reliability of the data obtained, the volume of released carbon oxides was calculated based on the data of gas analyzers and chemical reactions of explosives decomposition during detonation, depending on the types and weights of the explosives. A model of gas-air mixture transfer was described, constructed, and calibrated allowing for longitudinal dispersion. The Voronin model was used to simulate the gradual removal of toxic gases from the working face and solving the problem of boundary conditions. Based on experimental data, the coefficients of longitudinal dispersion, ventilation efficiency, and volume concentration of the considered gas admixture in the mixing zone at initial time were determined for a long dead-end mine working.
The constructed gas-dynamic model and longitudinal dispersion coefficients obtained as a result of the analysis enabled the time required for long dead-end mine workings ventilation to be analysed and estimated. Based on the model, the algorithm for calculating the velocity of spreading the combustion products in a mine ventilation network in emergency situations is being improved. The value of longitudinal dispersion coefficient for different operating conditions is also being refined.
Based on the gas distribution simulation within the interval of 1,500 m from a working face, the time required for the ventilation of a dead-end mine working was determined.
Определение источников выделения опасных и ядовитых веществ в рудничную атмосферу, их газового состава, а также обеспечение каждого такого источника загрязнения требуемым количеством свежего воздуха – важные вопросы с точки зрения обеспечения нормальных санитарно-гигиенических и безопасных условий труда горнорабочих. В настоящей работе на примере протяженной тупиковой разведочной выработки и подготовительной разрезной выработки медно-никелевого рудника проводится исследование одного из наиболее опасных источников загрязнения – взрывных работ, к которым в соответствии с Федеральными нормами и правилами (ФНиП) предъявляется ряд требований, в том числе осуществление контроля газовой обстановки в забое.
В работе проведено исследование динамики газовоздушной смеси в тупиковых горных выработках после проведения в них взрывных работ. Исследования выполнены с учетом экспериментальных данных, полученных в условиях двух тупиковых выработок действующего медно-никелевого рудника. Разработана методика проведения экспериментальных исследований газовыделений после взрывных работ в тупиковой выработке. Даны основные технические характеристики инструментальной базы, задействованной при проведении натурных измерений. Выявлены зависимости изменения концентраций ядовитых газов после взрывных работ в устье взрываемой выработки, на исходящей струе воздуха и у вентилятора местного проветривания. Для оценки достоверности полученных данных произведен расчет объема выделившихся окислов углерода по данным газоанализаторов и химическим формулам разложения взрывчатых веществ при детонации в зависимости от типа и массы взрывчатых веществ. Описана, построена и откалибрована модель переноса газовоздушной смеси с учетом продольной дисперсии. Для моделирования постепенного выноса ядовитых газов из забоя выработки и задачи граничного условия применяется модель Воронина. На основе экспериментальных данных определены коэффициенты продольной дисперсии, эффективности проветривания и объемная концентрация рассматриваемой газовой примеси в зоне перемешивания в начальный момент времени для протяженной тупиковой выработки.
Построенная газодинамическая модель и полученные в результате анализа коэффициенты продольной дисперсии позволяют выполнять анализ времени проветривания протяженных тупиковых выработок. На основе полученной модели ведется усовершенствование алгоритма расчета скорости распространения в вентиляционной сети рудника продуктов горения при аварийных ситуациях, а также уточнение коэффициента продольной дисперсии для различных условий ведения работ.
Определено время проветривания тупиковой выработки по результатам моделирования газораспределения при удалении забоя выработки на 1500 м.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.