Том 335 № 9 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/9/4453

Проветривание тупиковых очистных камер большого сечения в условиях изменяющегося объема навала руды

Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения безопасных условий труда в рабочих зонах подземных рудников. В условиях отгрузки руды горными машинами в камерах большого сечения в области за навалом руды возможно образование застойных зон с низкими скоростями воздуха. Ввиду нестационарности процессов накопления и переноса газовых примесей в тупиковой выработке существует вероятность образования локальных скоплений газа в таких застойных зонах, а также их резкого выноса в последующем, что приведет к загрязнению воздушного потока, который попадает на рабочее места машиниста. Цель: определение закономерностей выноса газа из тупиковой очистной выработки большого сечения при наличии в ней навала руды. Объект: очистная тупиковая горная выработка большого сечения сложной геометрии. Методы: трехмерное численное моделирование нестационарного турбулентного течения газовоздушной смеси в программном комплексе Ansys CFX, визуализация и анализ данных моделирования в программном комплексе Wolfram Mathematica. Результаты. Представлены результаты математического моделирования проветривания тупиковых очистных камер большого сечения сложной геометрии с учетом изменяющегося объема навала руды при отгрузке погрузочно-доставочными машинами с двигателем внутреннего сгорания. Показано, что в зависимости от высоты навала руды формируется либо единый вихрь, проветривающий пространство камеры, либо застойная зона за навалом руды, которая характеризуется относительно малой интенсивностью переноса массы. Получены зависимости изменения средней концентрации выхлопных газов на выходе из камерного пространства от времени нахождения техники в очистном пространстве. Определен коэффициент эффективности проветривания и зависимость поправочного объемного коэффициента от геометрических параметров очистного пространства. Получена аналитическая модель выноса газов из очистного пространства тупиковой камеры в условиях изменяющегося объема навала руды. Зависимость позволяет определять концентрацию газа на рабочем месте машиниста погрузочно-доставочной машины в любой момент времени, и, как следствие, определять безопасное для машиниста время работы машины по уборке горной массы.

Ключевые слова:

тупиковые камеры, камерное пространство, диффузионный перенос, двигатель внутреннего сгорания, выхлопные газы

Авторы:

Евгений Вадимович Накаряков

Евгений Леонидович Гришин

Лев Юрьевич Левин

Скачать pdf