<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gscience</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Mining Science and Technology (Russia)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Горные науки и технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2500-0632</issn><publisher><publisher-name>The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/2500-0632-2024-01-203</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gscience-688</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SAFETY IN MINING AND PROCESSING INDUSTRY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОМ КОМПЛЕКСЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Determining airflow requirements in mine workings based on field measurements of actual emissions from internal combustion engine equipment</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Определение расхода воздуха в горных выработках на основе натурных измерений фактической газовости оборудования с двигателями внутреннего сгорания</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-0486-4623</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сенаторов</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Senatorov</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сенаторов Владимир Александрович – помощник командира отряда.</p><p>Губкин</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vladimir A. Senatorov – Assistant Detachment Commander, Branch of the “Militarized Mine Rescue Squad of the South and Center” of the Federal State Unitary Enterprise “Militarized Mine Rescue Unit”.</p><p>Gubkin</p></bio><email xlink:type="simple">senatorovw.vladimir.1970@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Филиал «Военизированный горноспасательный отряд Юга и Центра» ФГУП «Военизированная горноспасательная часть»<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">South and Center Region Paramilitary Mine Rescue Team, Paramilitary Mine Rescue Unit<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>03</day><month>04</month><year>2024</year></pub-date><volume>9</volume><issue>1</issue><fpage>53</fpage><lpage>59</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Senatorov V.A., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сенаторов В.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Senatorov V.A.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mst.misis.ru/jour/article/view/688">https://mst.misis.ru/jour/article/view/688</self-uri><abstract><p>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 self-propelled machinery and winning equipment. Such activities significantly strain mine ventilation systems and demand innovative safety measures during mining.</p><p>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.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>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.</p><p>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.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>рудник</kwd><kwd>вентиляция</kwd><kwd>выхлопные газы</kwd><kwd>требуемый расход воздуха</kwd><kwd>двигатель внутреннего сгорания</kwd><kwd>норма выбросов</kwd><kwd>газодинамические процессы</kwd><kwd>численное моделирование</kwd><kwd>шахтные измерения</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>mine</kwd><kwd>ventilation</kwd><kwd>exhaust gases</kwd><kwd>required airflow</kwd><kwd>internal combustion engine</kwd><kwd>rated exhaust</kwd><kwd>gas dynamics</kwd><kwd>numerical simulation</kwd><kwd>field tests</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Voronin V.I., Voronina L.D., Vagrinovsky A.D. Guidelines for the design and practical implementation of anti-dust ventilation regimes in metal mines. Moscow: State scientific and technical publishing house of literature on mining; 1960. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Olkhovskiy D.V., Parshakov O.S., Bublik S.A. Study of gas hazard pattern in underground workings after blasting. Mining Science and Technology (Russia). 2023;8(1):47–58. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-08-86</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смайлис В.И., Иктров В.А., Соколов В.С. Исследование токсичности выхлопных газов дизелей Д-108 и Д-130. Труды ЦНИДИ. 1963;47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smailis V.I., Iktrov V.A., Sokolov V.S. Study of the toxicity of exhaust gases of diesel engines D-108 and D-130. Proceedings of the Central Research Diesel Institute. 1963;47.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Levin L.Yu., Zaitsev A.V., Grishin E.L., Semin M.A. Calculation of the amount of air based on oxygen content for ventilating work areas when using machines with internal combustion engines. Occupational Safety in Industry. 2015;(8):43–46. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuzminykh E.G., Kormshchikov D.S. Analysis of methods for calculating the required amount of air to dilute exhaust gases. Gornoye Ekho. 2020;(3):107–115. (In Russ.) https://doi.org/10.7242/echo.2020.3.21</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Semin M., Levin L. Mathematical modeling of air distribution in mines considering different ventilation modes. Mathematics. 2023;11(4):989.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semin M., Levin L. Mathematical modeling of air distribution in mines considering different ventilation modes. Mathematics. 2023;11(4):989.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пучков Л.А., Каледина Н.О., Кобылкин С.С. Методология системного проектирования вентиляции шахт. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014;(S1): 128–136.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Puchkov L.A., Kaledina N.O., Kobylkin S.S. Methodology of system design mine ventilation. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2014;(S1):128–136. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kobylkin A.S. Comparison of the results of mine research with the results of modeling the processes of dust transfer and dust deposition. In: Problems and Prospects for the Integrated Development and Conservation of the Earth’s Interior. 2018. Pp. 269–273. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">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.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kobylkin S.S., Kaledina N.O. Diesel exhaust gas dynamics in underground mines. Gornyi Zhurnal. 2023;(12):94–102. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2023.12.15</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuzminykh E.G., Levin L.Yu., Maltsev S.V. Distribution of exhaust gas products from equipment with internal combustion engines in the mine ventilation network. Gornoye Ekho. 2023;(2):96–103. (In Russ.) https://doi.org/10.7242/echo.2023.2.17</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Surikov A., Leshenyuk N. Modeling of visibility in a room under fire conditions with application of the FDS software complex. Journal of Civil Protection. 2018;2(2):147–160. (In Russ.) https://doi.org/10.33408/2519-237X.2018.2-2.147</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
