Проанализированы факторы естественного и техногенного происхождения, влияющие на свойства рудничной атмосферы, определяющие уровень безопасности горных работ и возможность возникновения аварийных ситуаций. Обозначены основные направления в развитии энергосберегающих технологий обеспечения комфортных микроклиматических условий. Представлен комплекс разработанных методов и математических моделей для проведения аэрологических и теплофизических расчетов. Определены направления совершенствования методов расчета стационарного и нестационарного воздухораспределения: использование эжекторных источников тяги для организации рециркуляционного проветривания учет потерь депрессии на сопряжениях горных выработок влияние инерционности воздушных потоков и отработанных пространств рудника при моделировании переходных аварийных процессов. На основе алгоритма расчета распределения расходов воздуха в рудничной сети разработан метод обработки результатов воздушно-депрессионных съемок в условиях дефицита данных. Смоделированы процессы переноса пыли с учетом ее коагуляции и оседания, а также взаимодействия с каплями воды при влажном обеспыливании воздуха. Разработана методика расчета интенсивности испарения и конденсации влаги, позволяющая прогнозировать время, протяженность и количество выпадаемой влаги и ее миграцию вглубь рудника в зимний период. По результатам решения задачи теплообмена рудничного воздуха и крепи воздухоподающего ствола в сопряженной постановке определяются величина депрессии естественной тяги и условия конвективной устойчивости движения воздушных потоков. Нормализация микроклиматических параметров рудничной атмосферы прогнозируется при использовании теплообменных установок, работающих на нагревание, либо на охлаждение и осушение вентиляционного воздуха. Изложены алгоритмы, позволяющие минимизировать затраты энергии на проветривание как на стадии проектирования рудника, так и в процессе его эксплуатации.

The paper contains analysis of natural and technogenic factors influencing properties of mine atmosphere, defining level of mining safety and probability of emergencies. Main trends in development of energy-saving technologies providing comfortable microclimate conditions are highlighted. A complex of methods and mathematical models has been developed to carry out aerologic and thermophysical calculations. Main ways of improvement for existing calculation methods of stationary and non-stationary air distribution have been defined: use of ejection draught sources to organize recirculation ventilation accounting of depression losses at working intersections inertance impact of air streams and mined-out spaces for modeling transitory emergency scenarios. Based on the calculation algorithm of airflow rate distribution in the mine network, processing method has been developed for the results of air-depressive surveys under conditions of data shortage. Processes of dust transfer have been modeled in view of its coagulation and settlement, as well as interaction with water drops in case of wet dust prevention. A method to calculate intensity of water evaporation and condensation has been suggested, which allows to forecast time, duration and quantity of precipitation and its migration inside the mine during winter season. Solving the problem of heat exchange between mine airflow and timbering of the ventilation shaft in a conjugation formulation permits to estimate depression value of natural draught and conditions of convective balance between air streams. Normalization of microclimatic parameters for mine atmosphere is forecasted for the use of heat-exchange units either heating or cooling and dehumidifying ventilation air. Algorithms are presented that permit to minimize ventilation energy demands at the stages of mine design and exploitation.

№1 (223) (2017)