Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Влияние выработанных пространств на аэрогазодинамические процессы при аварийных режимах вентиляции рудников
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние выработанных пространств на аэрогазодинамические процессы при аварийных режимах вентиляции рудников"

4839851

ПОСТНИКОВА Мария Юрьевна

ВЛИЯНИЕ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ НА АЭРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ РУДНИКОВ

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о 0 [,:.:р

Тула 2011

4839851

Диссертация подготовлена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» на кафедре геотехнологий и строительства подземных сооружений.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

КАЧУРИН Николай Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

ЗЕМСКОВ Александр Николаевич,

кандидат технических наук ИСАЕВИЧ Алексей Геннадьевич.

Ведущая организация: ФГУП «ГИПРОЦВЕТМЕТ».

Защита диссертации состоится « /I ¿с^ 2011 г. в I* часов на

заседании диссертационного Совета Д 212.271/04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, д. 90, ауд. 220,6 уч. корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Б. Копылов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи с развитием техники и технологии добычи полезного ископаемого увеличивается сечение проводимых горных выработок и добычных камер, увеличиваются размеры шахтных полей и количество добычных участков, что было связано с увеличением добычи полезного ископаемого. В связи с этим появился большой объем пустот в выработанных пространствах. Эти пустоты представляют пути движения воздуха, а поэтому становятся путями утечек или, наоборот, притечек воздуха, что затрудняет управление вентиляционными сетями. В любом случае выработанные пространства, как пути движения воздуха, являются частью вентиляционных сетей (расчетных моделей), в которых их необходимо как-то представлять, чтобы иметь возможность рассчитывать вентиляционные сети любой сложности.

Но выработанные пространства играют еще одну роль в вентиляционных сетях. К примеру, в Тульской области в руднике ОАО «KNAUF ГИПС Новомосковск» суммарный объем пустот выработанных пространств составляет более 36 млн м3. Эти выработанные пространства представляют собой множество камер большого сечения (до 100 м2), которые невозможно изолировать. Эти пространства могут вмещать огромные объемы воздуха при работе вентилятора главного проветривания (ВГП) на нагнетание или отдавать воздух при работе ВГП на всасывание.

В аварийной ситуации (в основном, пожар) при изменении режима работы ВГП (переход от нагнетательного способа проветривания к всасывающему, от нагнетательного способа к нулевой вентиляции и наоборот) в первую очередь заполняются воздухом или отдают воздух выработанные пространства, вследствие чего изменение режима проветривания шахты (рудника) растягивается на длительный период.

В настоящее время на каждую аварийную ситуацию в шахте составляются планы ликвидации аварий (ПЛА). При разработке мероприятий по ликвидации последствий аварии и эвакуации горнорабочих из аварийных участков, которые закладываются в позициях ПЛА, исходят из того, что изменение режима вентиляции шахты происходит мгновенно с момента изменения режима работы ВГП. Однако наличие выработанных пространств затягивает процесс изменения режима вентиляции и условия безопасной эвакуации рабочих из аварийных участков могут не состояться. В этих случаях эвакуация рабочих по обозначенным эвакуационным путям может стать не только затруднительной, но и невозможной.

Например, при возникновении пожара в блоковом конвейерном штреке рудника БКПРУ-3 (г. Березники Пермского края) в 1980 г. наличие выработанных пространств привело к заполнению пожарными газами всей панели (участка), в результате чего погибло 6 человек. Другой пример - пожар на шахте «Южнодонбасская» № 1 объединения «Донецкуголь» 29 июня 1991

года в полевом конвейерном штреке горизонта -335 м. Маршрут движения людей на случай аварии не был детально проработан и отсутствовал прогноз газовой обстановки на момент возникновения пожара. В результате этой аварии погибло 32 человека.

Поэтому проблема влияния выработанных пространств на аэрогазодинамические процессы при аварийных режимах вентиляции рудников является весьма актуальной.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей аэрогазодинамических процессов в горных выработках и выработанных пространствах рудников и угольных шахт, обусловленных реверсированием вентиляторов главного проветривания, для совершенствования методики прогнозирования газовых ситуаций при аварийных режимах вентиляции, что повысит эффективность практической реализации планов ликвидации аварий.

Идея работы заключалась в том, что повышение эффективности практической реализации для планов ликвидации аварий обеспечивается прогнозированием газовых ситуаций на очистных и подготовительных участках с учетом процессов диффузионного переноса газовых примесей в рудничной атмосфере и релаксации давления в вентиляционных сетах, обусловленных аварийными режимами вентиляции.

Основные научные положения, сформулированные в работе, заключаются в следующем:

выработанные пространства шахт и рудников влияют на длительность перехода на реверсивный или нулевой режим вентиляции при возникновении аварий, создавая аэродинамические переходные процессы в вентиляционных сетях;

переходный процесс в ветвях вентиляционной сети после реверсировании ВГП может длиться от 20 до 90 мин, а скорость изменения давления при этом будет убывать пропорционально отношению разности давлений между конечным и текущим значением к периоду релаксации давления;

газовая ситуация в любой точке вентиляционной сети является следствием нестационарного газообмена между источниками газовыделений и вентиляционным потоком и моделируется уравнениями диффузионного переноса для расчетных значений расхода воздуха в ветвях;

для аналитического описания характеристики вентилятора по данным заводских испытаний и данным хотя бы одного измерения действительного

режима работы главной вентиляторной установки целесообразно использовать квадратный трехчлен.

Научная новизна работы заключается в том, что выработанные пространства большого объема рассматриваются как источники поглощения или выделения больших объемов воздуха, влияющие на режимы работы ВГП и аварийные режимы вентиляции шахт и рудников. Предложено формулировать позиции в планах ликвидации аварий (при пожарах) с учетом той реальной обстановки, которая сложится в переходный период осуществления аварийной вентиляции в первые минуты (около 20 минут), когда действия работников шахты и спасательных служб выполняются точно так, как предписывают планы ликвидации аварий.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается соответствием теоретических выводов фундаментальным законам физики; удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и промышленных экспериментов (отклонение не превышало 20%); представительным объемом данных экспериментальных измерений (в процессе газовоздушных и депрессионных'съемок проведено более 10000 измерений); положительными результатами практического использования в ПЛА предложенных сценариев развития аэрогазодинамических ситуаций при аварийной вентиляции.

Научная значимость работы заключается в систематизации, обобщении и развитии научных исследований в области вентиляции шахт и рудников, рудничной аэрогазодинамики и совершенствовании методологии управления аварийными вентиляционными режимами для обеспечения безопасных путей эвакуации рабочих из аварийных участков шахт и рудников.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные научные результаты позволяют оценить аэрогазодинамическую обстановку при аварии и длительность переходного периода аварийной вентиляции, выбрать наиболее рациональный аварийный режим и наметить наиболее безопасные пути эвакуации рабочих из аварийных участков. Практические рекомендации, сформулированные в диссертации, позволяют составлять позиции планов ликвидации аварий с учетом возможных газовых ситуаций, возникающих при аварии, что повышает уровень безопасности при эвакуации подземных горнорабочих.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований доведены до промышленного применения на калийных рудниках ОАО «Сильвинит» (отчеты: «Поддержка и корректировка графической информационной системы расчета параметров вентиляции, связанной с электронным планом горных работ для СКРУ-1, 2, 3» - договор 2006/30; «Разработать мероприятия по приведению в рабочее состояние вентиляционных систем панелей рудника СКРУ-2» - договор 2007/25). Основные научные результаты используются в курсе «Аэрология горных предприятий» на кафедре Г и СПС ТулГУ.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений ТулГУ (г. Тула, 2009 - 2010 гг.); ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2009 - 2010 гг.); Международной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения д-ра техн.наук, проф. И.И.Медведева (г. Кунгур Пермского края, июнь 2004 г.); симпозиумах «Неделя горняка» (г. Москва, январь - февраль 2005 - 2009 гг.); Уральской горнопромышленной декаде (г. Екатеринбург, 10-13 апреля 2006 г. и 18-19 апреля 2007 г.); 3-й Международной научно-практической конференции «Технологии ведения горных работ и производство машин и механизмов для горнодобывающей промышленности» (г. Пермь, 10-12 сентября 2007 г.); Всероссийской конференции «Проблемы рудничной аэрологии и безопасной разработки месторождений полезных ископаемых» (г. Пермь, 24-27 октября 2007 г.); Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, 23-25 апреля 2008 г.); IV Международной научно-практической конференции «Технология ведения горных работ и производство техники для горнодобывающей промышленности (г. Пермь, 8-10 октября 2008 г.); 5-й и 6-й Международной научно-практической конференции «Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование» (г. Пермь, 2009 - 2010 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 191 страницах машинописного текста, состоит из 5 разделов, содержит 11 таблиц, 50 рисунков, список литературы из 153 наименований, приложение.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедры «Безопасность жизнедеятельности и рудничной вентиляции» и «Электрификация и автоматизация горных предприятий» Пермского государственного технического университета за постоянную поддержку и методическую помощь в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Современные методы прогноза и управления опасными газовыми ситуациями на предприятиях минерально-сырьевого комплекса являются результатом исследований, выполненных ИПКОН РАН, ВостНИИ, ИГД им. A.A. Скочинского, Горньм институтом Уральского отделения РАН, МГГУ, Санкт-Петербургским горным институтом, ПГТУ, ТулГУ и др. Большой вклад в решение проблемы внесли академик РАН К.Н. Трубецкой, чл.-корреспонденты РАН Д.А. Рубан, Д.Р. Каплунов, А.Е. Красноштейн, а также Ф.А. Абрамов, A.A. Айруни, К.К. Бусыгин, Ю.Ф. Васючков, Ф.С. Клебанов, А.Д. Кизряков, О.И. Касимов, С.П. Казаков, Н.М. Качурин, А.Д. Климанов,

P.A. Ковалев, В.Б. Комаров, H.H. Мохирев, A.A. Мясников, Н.В. Ножкин, А.Э. Петросян, B.C. Пак, JI.A. Пучков, И.В. Сергеев, Э.М. Соколов, М.Б. Сулла, Н.И. Устинов, К.З. Ушаков, В.А. Фатуев и др. Анализ основных научных и практических результатов по прогнозу и управлению опасными газовыми ситуациями на горных предприятиях, разрабатывающих месторождения полезных ископаемых подземным способом, позволил сформулировать цель и идею работы, а также определить направление дальнейших исследований.

Цель и идея работы, а также современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме обусловили необходимость постановки и решения следующих задач исследований.

1. Разработать методику натурных исследований аэрогазодинамических процессов в вентиляционных сетях рудников с большими объемами выработанных пространств и провести серию натурных экспериментов.

2. Усовершенствовать физическую модель и математическое описание процесса диффузии примесей в вентиляционной сети очистных и подготовительных участков, разработать алгоритм прогноза газовых ситуаций и провести вычислительные эксперименты.

3. Обосновать физическую модель и разработать математическое описание переходного процесса изменения давления воздуха в вентиляционной сети при реверсировании вентилятора главного проветривания.

4. Оценить параметры процесса релаксации давления воздуха в вентиляционной сети при реверсировании вентилятора главного проветривания для калийных и гипсовых рудников.

5. Разработать методику расчета воздухораспределения в вентиляционной сети в течение переходного периода после реверсирования вентилятора главного проветривания процесс и обосновать практические рекомендации по совершенствованию методики разработки ПЛА.

Натурные наблюдения, выполненные на калийных и гипсовых рудниках, позволили рассмотреть различные классификационные формы выработанных пространств. Предложенные формы представления выработанных пространств при расчете вентиляционной сети позволили классифицировать образующиеся пустоты. Был разработан алгоритм решения задачи воздухорас-пределения в вентиляционной сети с выработанными пространствами, которые в различных ситуациях аварийного проветривания рудника могут быть представлены условными источниками тяги. Теоретически рассмотрена ситуация, когда после длительного останова вводится в работу ВГП (на рудниках с двухсменным режимом работы), и рассмотрен алгоритм решения задачи воздухораспределения в вентиляционной сети с полыми открытыми выработанными пространствами при остановке ВГП. Это позволило обосновать механизм их влияния на вентиляционную обстановку в руднике, определить период действия выработанных пространств и разработать алгоритм расчета вентиляционной сети с полыми открытыми выработанными пространствами

при реверсии общерудничной вентиляционной струи с помощью ВГП. Также обоснован механизм влияния выработанных пространств на данный аварийный процесс; выведена формула определения величины избыточного воздуха, который может размещаться в пустотах выработанного пространства неизменного объема под воздействием внешнего давления; определена инерционность вентиляционной системы.

При расчете вентиляционных сетей с целью получения воздухораспреде-ления для обычного установившегося проветривания представление выработанных пространств ветвями с входом и выходом воздуха из них является вполне закономерным. Однако те же расчеты, но выполняемые для переходного процесса от нормального проветривания к аварийному режиму уже невозможны, т.к. многие закономерности (1-й и 2-й законы вентиляционных сетей) нарушаются. Следовательно, представлять выработанные пространства обычными ветвями невозможно. Для решения задачи воздухораспределе-ния в вентиляционных сетях в переходный период выработанные пространства следует представлять ветвями с одним узлом, в которых движение воздуха разнонаправлено и имеет ограничение.

Алгоритм расчета вентиляционной сети с выработанными пространствами, которые в различных ситуациях аварийного проветривания рудника могут быть представлены условными источниками тяги, складывается из следующих этапов:

1. Главная вентиляторная установка мгновенно (для упрощения начальных выводов) переводится в режим аварийного реверсирования вентиляционной струи в руднике (шахте). В руднике имеются выработки (ветви), в которых в данное мгновение сохраняется давление (депрессия), равная Ьвп. За счет этого остаточного давления объем пустот в данной выработке - выработанном пространстве (ВП) V может разместить (} объемов воздуха. На рис. 1 показан переход от нормального всасывающего (рис.1., а, б) проветривания рудника на аварийный нагнетательный (рис.1, в, г);

2. Поскольку при нормальном всасывающем проветривании в ветви 3 создано разрежение, то в момент реверсии за счет этого разрежения со стороны воздухоподающего ствола воздух продолжает поступать в том же направлении. Со стороны вентиляционного ствола потоки воздуха реверсируются вентиляторной установкой. Суммарные потоки воздуха, втекающие в ветвь 3,

Оз=СЬ+<34 И (2З=С>9+<310-

3. Поскольку в ветви 3 разрежение, то она «втягивает в себя» воздух, т.е. действует как источник тяги. Заменим ветвь 3 на источник тяги с первоначальной депрессией Ьвп. Но тогда окажется, что условный источник тяги в ветви 3 и главная вентиляторная установка в ветви 6 работают совместно в одном направлении.

4. В следующее мгновение, т.е. через весьма малый промежуток времени с момента реверсии, выработанные пространства будут иметь емкость по

воздуху или же смогут разместить не 0 объемов, а (рис. 1,

в). Точно так же р, -()10 (рис. 1, г). В связи с этим разрежение в них

уменьшится с Ьвп Д° ЬВГ11 • Потери депрессии в ветвях вентиляционной сет

в связи с изменением Ьвп до Ьвпл должны измениться так же, как и режим

ВГП. Этот процесс будет протекать до тех пор, пока в ветви 3 разрежение не станет равным нулю.

©

©

11|© ©

© ©

а

©

© у

©

н|© ©

©

© ®/\® / ©,Х © ©

б

©

© к

© ©/»V® / © X ©

Рис. 1. Трансформация выработанных пространств в виде ветви 3 в вентиляционной сети рудника

5. Однако ВГП продолжает работать, следовательно, в руднике и особенно в выработанном пространстве начинает создаваться избыточное давление. Выработанные пространства по-прежнему должны наполняться воздухом, но уже за счет сжатия его избыточным давлением, т.е. в выработанных пространствах также растет давление. За счет этого давления потоки воздуха в ветвях 1 и 2 реверсируются. Теперь выработанные пространства наполняются воздухом за счет разности потоков 04~02 на рис. 1,ви <39 -<3ю (рис. 1,г).

6. При определенном максимальном давлении, которое может создать ВГП в данной точке вентиляционной сети (на рис. 1, а в точке соединения ветвей 2, 3, и 4, на рис. 1, б в точке соединения ветвей 9, 3 и 10), выработанные пространства полностью наполнятся воздухом. В этот момент потоки воздуха в ветвях до выработанных пространств станут равными потокам воздуха в ветвях за выработанными пространствами, т.е. (34 = <32 и С?9 = <3,0.

Таким образом, в выработанных пространствах избыточное давление возрастает от нуля до какой-то максимальной величины, причем это давление направлено навстречу направлению работы ВГП. Это явление может быть

интерпретировано действием условного источника тяги в ветви 3, направленного против действия ВГП. Вентиляционные сети на рис. 1, в, г в этом случае предстанут в виде, показанном на рис. 2, а, б.

<5=3.

©

©

©

к 1. ■ ®

© Й® ©

® . У ®_ х. ©

Рис. 2. Вентиляционные сети при наполнении выработанных пространств воздухом за счет избыточного давления

Таким образом, в переходный период проветривания рудника действие выработанных пространств может быть представлено работой условных источников тяги, работающих совместно с ВГП. Расчет таких вентиляционных систем с множеством источников тяги существующими методами не представляет труда.

Экспериментальные наблюдения в натурных условиях показали, что реверсирование ВГП приводит к резкому изменению давления воздуха в шахтной вентиляционной сети (ШВС). Переход от всасывающего способа проветривания к нагнетательному способу увеличит давление воздуха в ШВС, а переход от нагнетательного способа проветривания к всасывающему способу снизит его.

Аналогичное изменение давления воздуха происходит и при переходе на нулевой режим вентиляции. Однако предполагаемого ступенчатого изменения давления воздуха в ШВС не происходит, а возникает некоторое запаздывание, и реверс можно считать завершенным лишь по истечению 10-15 мин после реверсирования ВГП.

Натурные наблюдения показывают, что длительность переходного процесса на калийных рудниках существенно зависит от объема выработанных пространств. При этом скорость изменения давления воздуха пропорциональна разности между конечным и текущим значениями давления. То есть возникает релаксация давления воздуха в ШВС, которая проявляется как переходный процесс от начального давления к его конечному значению.

Следовательно, можно записать, что

Ф = Р-~Р. (1)

Л 1г

где р - текущее значение давления воздуха в ШВС; р„ - конечное значение давления воздуха в ШВС после реверсирования ВГП; I - текущее время про-

цесс релаксации давления p(t); V - период релаксации, численно равный времени, в течение которого давление воздуха в ШВС уменьшается в е раз.

Конечное значение давления воздуха в ШВС после реверсирования ВГП можно определить следующим образом:

J Р»' ПРИ повышении давления воздуха в ШВС, (2)

LP«'' ПРИ уменьшении давления воздуха в ШВС.

Решение уравнения (1) для начального условия р(0) = р0 = const получено в следующем виде:

p(t) = p.-(pe-p0)exp(-t/tr), (3)

где ро -начальное значение давления воздуха в ШВС.

Используя зависимость (3), для депрессии в ШВС можно записать следующее соотношение: h(t)/h00 = l-h0/h„exp(-T), где h - текущее значение депрессии в ШВС; h« - конечное значение депрессии в ШВС после реверсирования ВГП; h0 -начальное значение депрессии в ШВС до реверсирования ВГП; х - безразмерное время процесса (т = t/t,.). Расчетные значения зависимостей Р = P(t) и Н = Н(т), где Р = p(t) / р„ ; Н = h(i) / h«, показывают, что их кривизна зависит от конечных значений давления воздуха или депрессии в ШВС после реверсирования ВГП и величины периода релаксации, а, следовательно, и общая длительность переходного аэродинамического процесса при реверсировании ВГП будет зависеть от этих параметров.

Теоретически рассмотрена ситуация, когда после длительной остановки вводится в работу ГВУ. Чаще всего данная ситуация встречается в том случае, когда режим работы рудника исключает одну из рабочих смен (пример -рудник ОАО «KNAUF ГИПС Новомосковск»). Перед началом работ включается главная вентиляторная установка, работающая на нагнетание. В данный момент давление в руднике равно атмосферному, т.е. избыточное давление равно нулю. То же самое и в выработанных пространствах. В первый момент следует предположить, что воздух под влиянием работы вентилятора начнет поступать в выработанные пространства, т.к. за ними расположены выработки, обладающие сопротивлением, на преодоление которого нужно затратить дополнительное давление. В выработанных пространствах, как уже было сказано, сопротивления практически нет. В этот момент складывается ситуация, показанная на рис. 3, а.

Вентиляторная установка будет преодолевать сопротивление сети выработок, расположенных до выработанных пространств, следовательно, вентилятор будет развивать наименьшее давление и максимальную производительность.

В следующее мгновение в выработанных пространствах начинает увеличиваться противодавление hBn = f(V + Q3, V, t0) за счет вошедшей в первое

мгновение части воздуха Q3. Это противодавление будет равно давлению,

создаваемому ВГП в данной части вентиляционной сети. Это же давление будет причиной возникновения движения воздуха в выработках после выработанных пространств. Таким образом, выработанные пространства будут действовать как источник тяги, а вентиляционная сеть примет вид, показанный на рис.3, б.

0

©

СЯЗ

р

©

ж

© ®

© р

© ' ©. ч® ©

Рис. 3. Изменение схем вентиляционной сети при включении ГВУ после ее длительной остановки

Следующее мгновение повторит предыдущее, и так до тех пор, пока давление в выработанных пространствах не будет равно максимальному давлению, создаваемому ВГП в данной части вентиляционной сети. В этом случае будет сохраняться условие (24 =(32. На рис. 4 приведены результаты расчетов изменения давления, которое развивает вентиляторная установка (кривая ГВУ), а также давления, которое создается в открытых полых выработанных пространствах (кривая ВП) в вентиляционной сети на рис. 3. Как видно из рис. 4, наблюдается рост давления вентилятора и, естественно, в выработанном пространстве, однако интенсивность роста давления вентилятора несколько ниже роста давления в выработанном пространстве.

Объясняется это следующим: падение давления в выработках перед выработанным пространством намного больше, чем в выработках за выработанным пространством (если принять примерно одинаковые их аэродинамические сопротивления), т.к. в последних протекает только часть воздуха, поступающего в шахту. Поэтому падение давления в выработках за выработанным пространством слабо влияет на полное давление, теряемое в шахте, т.е. на давление, развиваемое ВГП.

На рис. 5 приведена вентиляционная сеть с изолированными пространствами, которые наполняются воздухом только за счет утечек воздуха через изолирующие устройства. Расчеты вентиляционной сети показали, что направление воздуха в ветви 9 принято первоначально неверно, т.е. по этой ветви поток воздуха направлен в выработанные пространства (стрелка под ветвью). Ниже в виде кривых приведены результаты расчета изменения потоков воздуха в выработках (ветвях 9 и 10), подводящих воздух к выработан-

ным пространствам (кривые 10 и 9), а также объемов воздуха, которыми выработанные пространства наполняются (кривая 3 на рис. 6).

ГВУ , < ) О

. , <

вп _

15 30 45 60 75 1 мин

Рис. 4. Изменение давления в выработанных пространствах и создаваемого вентиляторной установкой

Как видно из графика, объемы воздуха <33, заполняющие выработанные пространства, постепенно уменьшаются. Наполнение их идет медленно. Поскольку в выработанные пространства со стороны ветвей 9 и 10 поступают небольшие объемы воздуха (З3 =С?9 + <210, то в целом этот процесс слабо влияет на вентиляционную обстановку в руднике. В отличие от ситуации, показанной на рис. 3, а, в сети на рис. 3 в выработках, находящихся за выработанными пространствами, потоки воздуха возникают сразу с первого мгновения. Это обусловлено тем, что к выработанным пространствам ведут выработки с сравнительно большим аэродинамическим сопротивлением. Таким образом, при включении ВГП в работу после длительной остановки на их режим работы существенное влияние оказывают открытые полые выработанные пространства.

®

© Л®

© © ©

Рис. 5. Вентиляционная сеть с изолированными выработанными пространствами (ветвь 3)

1, мин

Рис. 6. Изменение воздухораспределения в ветвях 3, 9 и 10

Вентиляционная сеть на рис. 5 по параметрам близка к сети реального рудника, а поэтому расчеты дают представление о продолжительности переходного периода от включения вентиляторов до момента становления установившегося проветривания. Данная ситуация должна быть принята во внимание тогда, когда необходимо установить продолжительность работы ВГП для достижения нормального состояния рудничной атмосферы, прежде чем допустить к работе персонал.

Шахтные наблюдения, лабораторные эксперименты, а также результаты математического моделирования свидетельствуют о том, что связь между газовыделением и формированием поля концентраций выделяющихся газов, проявляется в виде взаимообусловленности существования этих явлений, разделенных в пространстве и времени. Особенности прогноза газовых ситуаций на очистных участках заключаются в том, что это по существу, фрагменты общей вентиляционной сети с распределенными источниками выделения газовых примесей и поглощения кислорода, поэтому моделирование средней в сечении выработки концентрации сводится к решению задачи сетевой газодинамики. Очевидно, что очистной участок можно рассматривать как вентиляционную сеть, имеющую л ветвей и д узлов. Процессы переноса в каждой ветви вполне обоснованно можно считать происходящими за счет одномерной конвективной диффузии, тогда нестационарное поле концентраций в ветвях будет описываться следующим уравнением:

^ + и ^ = (4)

а

81

где АеЛ; 1,]еЛ; Сх - концентрация газовой примеси в ветви с номером X; - интенсивность поступления газовой примеси в ветвь с номером X; их,Ух - скорость воздуха и объем выработки; 1 - пространственная координата; ^ - смежные узлы, соединяющиеся ветвью X.

Решение уравнения (4) для постоянного начального и переменного граничных условий позволило получить соотношение для определения концентраций газовой примеси во внутренних и внешних узлах сети, шения можно представить следующим образом:

внешние узлы вентиляционной сети

Эти соотно-

2>А

л*

+уг

1-Ог

+ сг

и

и

о V / о

1-Ьл'

внутренние узлы вентиляционнои сети

с,0)=2Хих со

+ст„

+У;1

На'

1>А

(6)

Газодинамическую сеть можно представить в виде следующей матрицы

\ ¡1 А ч,, 1гхп1 с,. с1+ К Ь Ь Кг иХ2 ^лй С2- С2

л„ г ]„ 1.

В П •'П Л.

Г.

(7)

Матрица (7) полностью характеризует газодинамическое состояние сети горных выработок очистного участка в любой момент времени. В начальный момент времени она описывает топологию рассматриваемой сети, ветвям которой поставлены в соответствие параметры 8Я. и? и коды, характеризующие источники газовыделений I . Предпоследний столбец матрицы в^ заполняется численными значениями концентраций во внешних граничных узлах, а для ветвей, не имеющих внешних узлов, элементы столбца принимаются равными нулю. Последний столбец состоит из нулей. Следовательно, спрогнозировать газовую ситуацию на очистном участке в любой момент времени - это заполнить В7о, В8п и в^ для этого момента времени. Для расчета элементов столбцов В, . В. и В„ можно использовать разработанный

7п оД 9п

комплекс программных средств, представляющий результаты вычислений в виде матрицы (7).

Газовые ситуации на очистных и подготовительных участках моделируют с помощью уравнения конвективно-турбулентной диффузии газовой примеси в воздухе. При этом рассматривают однородную и изотропную турбулентность, пренебрегая двумя размерами горных выработок и учитывая только длину. Если учесть конвективный и турбулентный диффузионные потоки, то математическая модель газовой ситуации в подготовительной выработке при постоянном атмосферном давлении будет иметь следующий вид

(8)

ас дС _ 52С -+и„—- =

а " ах

ах2

Пп

-ГШ * П.Б

где иср - средняя скорость движения воздуха по подготовительной выработке; Ьп.в - проектная длина подготовительной выработки; 1пв, О пв - абсолютная газообильность и объем подготовительной выработки; С = с - сн; с -

объемная концентрация рассматриваемой газовой примеси в воздухе выработки; сн - объемная концентрация газовой примеси на свежей струе, поступающей в подготовительную выработку.

Объемная концентрация газовой примеси в уравнении (8) задается в долях единицы, а сн = const. Начальные и граничные условия для протяженной подготовительной выработки можно записать следующим образом: C(x,0) = C(0,t) = 0; hm C(x,t)?t да- Решение этой краевой задачи получено

в виде

Результаты вычислительных экспериментов по динамике полей концентраций примесей на очистном и подготовительном участках представлены на рис. 7-8. Анализ результатов вычислительных экспериментов показывает, что поля концентраций газовых примесей в воздухе очистных и подготовительных участков стремятся к некоторому стационарному состоянию. Анализ полученных стационарных кривых показывает, что они близки к линейным функциям, что при необходимости позволяет использовать начальные слагаемые при разложении экспонент в базовых формулах в бесконечные ряды. Второй не менее важный вывод, качественно подтверждающий адекватность разработанных моделей, - это возрастание концентрации по направлению движения струи воздуха.

В целом, моделирование аварийной ситуации в шахте показало, что выработанные пространства в течение длительного периода времени могут играть роль источников тяги и в аварийной ситуации (при пожаре, к примеру) станут причиной заполнения газами многих выработок на большой длине. Как показали расчеты, подтверждаемые практикой, выработанные пространства большого объема не дают возможности реверсировать струи воздуха в выработках большой части рудника (шахты). Участие вентиляторов главного проветривания в реверсивном аварийном проветривании рудника способствует ускоренному наполнению воздухом выработанных пространств, сокращая время их действия в качестве источников тяги. Расчет вентиляционной сети данной ситуации показал, что падение депрессии в выработанных пространствах происходит очень длительное время (для данного рудника достигает до 90 минут, что не дает возможность реверсировать струи воздуха в выработках большей части рудника. Данные расчеты выявляют выработки, которые находятся свободными от пожарных газов и выработки, которые заполняются пожарными газами.

Рис. 7. График зависимости С от К: г _ С( x,t )ППВ

О — ————QXD

DIna { L„,3

'з-t -Г

b=0,625; ucp/LnB=0,5/1000; 1- t = 10 мин; 2-i = 30 мин; 3-1 = 60. 4 — t = 120мин; 5-t = ЗбОмин.

t, ain ->

Рис. 8. График зависимости С/ от I при ( < х/(и} ■' С, = С(х,1)0оу/1пв при {и)/£10у равном: 1 -1,5/1000 (кривая 1);

2 — 1,5/1500 (кривая 2); 3 -1,5/2000 (кривая 3); 4 -1,5/2500 (.кривая 4); 5 -1,5/3000 (кривая 5).

Результаты исследований доведены до промышленного применения на калийных рудниках ОАО «Сильвинит» и руднике фирмы ОАО «KNAUF ГИПС Новомосковск». Основные научные результаты используются в курсе

«Аэрология горных предприятий» кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности аэрогазодинамических процессов диффузионного переноса газовых примесей в рудничной атмосфере и релаксации давления в вентиляционных сетях горных выработок и выработанных пространств рудников и угольных шахт, обусловленных аварийными режимами вентиляции, позволяющие повысить эффективность практической реализации планов ликвидации аварий, что имеет важное значение для горнодобывающих предприятий России.

Основные научные и практические результаты работы, рекомендации заключаются в следующем.

1. Разработаны методические положения прогнозирования газовых ситуаций при реверсировании ВГП на основе установленных и уточненных закономерностей аэрогазодинамических процессов диффузионного переноса газовых примесей в рудничной атмосфере и релаксации давления в вентиляционных сетях горных выработок и выработанных пространств рудников и угольных шахт, обусловленных аварийными режимами вентиляции.

2. Разработана методика проведения эксперимента в шахтных условиях по определению параметров переходного периода вентиляции при включении вентилятора главного проветривания после его длительной остановки, а также измерений рабочих параметров вентилятора в начальный период после его включения в работу. Проведены экспериментальные исследование влияния выработанных пространств на режим работы вентиляторных установок в переходный период аварийной вентиляции на базе вентиляторов ВОД-ЗО, В-УПДТ-2,4 и ВРЦД-4,5.

3. Усовершенствована методика аналитического описания действительной кривой характеристики вентилятора по данным заводских испытаний и данным хотя бы одного измерения действительного режима работы главной вентиляторной установки.

4. Доказано, что переходный процесс в ветвях вентиляционной сети после реверсировании ВГП может длиться от 20 до 90 мин, а скорость изменения давления при этом будет убывать пропорционально отношению разности давлений между конечным и текущим значением к периоду релаксации давления.

5. Обосновано методическое положение, в соответствии с которым особенности прогноза газовых ситуаций на очистных участках заключаются в том, что они, по существу, являются фрагментами общей вентиляционной сети с распределенными источниками выделения газовых примесей и поглощения кислорода, поэтому моделирование средней в сечении выработки кон-

центрации сводится к решению задачи сетевой газодинамики. Разработана структура матрицы, характеризующей газодинамическое состояние сети горных выработок в любой момент времени.

6. Доказано, что поля концентраций газовых примесей в воздухе очистных и подготовительных участков стремятся к некоторому стационарному состоянию. Анализ полученных стационарных кривых показывает, что они близки к линейным функциям, что при необходимости позволяет использовать начальные слагаемые при разложении экспонент в базовых формулах в бесконечные ряды.

7. Усовершенствован алгоритм расчета системы «ВГП - ШВС» при аварийных режимах вентиляции и разработан комплекс программных средств для ситуационного моделирования в планах ликвидации аварий.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Постникова М.Ю. Влияние выработанных пространств на вентиляцию при реверсии общерудничной струи в аварийных ситуациях. Молодежь и наука: XXI века: сб. матер. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск, 2008. С.27-30.

2. Постникова М.Ю. Способ представления выработанных пространств ветвью при расчете вентиляционных сетей: материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2007. С. 27-28.

3. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Графическое решение некоторых вентиляционных задач: сб.статей XXXIII Науч.-практич. конф. Пермь, 2004. С.36-38.

4. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Модель аварийной ситуации при пожаре в шахтах.// Вестник ПГТУ. «Нефтегазовое и горное дело» Вып.7. Пермь, 2007. С.42-44.

5. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Результаты воздушно-депрессионной съемки шахты «Шаргуньская» (Узбекистан) // Вестник ПГТУ. «Нефтегазовое и горное дело». Вып.7. Пермь, 2007. С. 47-50.

6. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Моделирование аварийных ситуаций в шахтах с целью создания безопасных условий эвакуации горнорабочих: тезисы докладов 16-й Всерос. конф. молодых ученых «Математическое моделирование в естественных науках». Пермь, 2007. С.63-64.

7. Постникова М.Ю., Николаев A.B. Результаты испытания вентиляторной установки главного проветривания на руднике СКРУ-3. Материалы краевой науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых в Пермском крае». Пермь, 2008. С. 33-36.

8. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Отработанное пространство и его влияние на режимы работы вентиляторов главного проветривания // Записки горного института «Проблемы недропользования». Т. 181. Санкт-Петербург, 2009. С. 46-47.

9. Постникова М.Ю. Форма представления выработанных пространств в вентиляционных сетях, моделирующих аварийные ситуации в шахтах // Научно-технический журнал «Рудник будущего». Вып.2. Пермь, 2010. - С. 8789.

10. Постникова М.Ю., Наумов И.С. Моделирование аварийных ситуаций при пожаре в шахтах: сб.трудов VI Междунар.науч.-практич.конф. «Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование». Ч. I, Проектирование и строительство горнодобывающих предприятий. Вып.З. Пермь, 2010. - С.88-90.

11. Качурин Н.М., Постникова М.Ю., Власов Д.В. Релаксация давления воздуха в вентиляционной сети рудника при реверсировании вентилятора главного проветривания // Изв. ТулГУ. Серия «Науки о Земле» // ТулГУ. 2010. Вып. 2. С. 73-76.

12. Качурин Н.М., Постникова М.Ю., Власов Д.В. Аэрогазодинамические процессы в вентиляционных сетях рудников, обусловленные диффузией газовых примесей // Изв. ТулГУ. Сер. «Науки о Земле». 2010. Вып. 2. С. 77-81.

14. Постникова М.Ю., Качурин Н.М. Влияние выработанных пространств рудников на процесс реверсии воздушных струй в горных выработках. // Изв. ТулГУ. Сер. «Науки о Земле». 2010. Вып. 2. С. 116-120.

15. Постникова М.Ю. Влияние выработанных пространств на вентиляцию рудников в переходный период аварийной вентиляции // Горный информ.-анал.бюллетень. 2011. № 3. С. 206-209.

Изд. лиц. ЛР№020300 от 12.02.97. Подписано в печать Z.C>Z,■f/, Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Уся-печ. л. 1,1. Уч.-изд. л. 1,0, Тираж 100 экз. Заказ Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве ТулГУ. 300600, г. Тула, ул. Бодцина, 151.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Постникова, Мария Юрьевна

Введение

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗНАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ ВЛИЯНИЯ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ШАХТ И РУДНИКОВ.

1.1. Влияние выработанных пространств на вентиляционные (аэродинамические) режимы шахт

1.2. Движение газовоздушных смесей по выработанным пространствам

1.3. Существующие методы расчета вентиляционных сетей

1.3.1. Графические и графо-аналитические методы расчета

1.3.2. Аналитические методы расчета

Выводы.

Цель и идея работы. Постановка задач исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ НА ВЕНТИЛЯЦИОННУЮ СЕТЬ.

2.1. Форма представления выработанных пространств при расчете вентиляционных сетей

2.2. Влияние выработанных пространств на режимы работы ГВУ и воздухораспределение в руднике

2.2.1. Влияние отработанных пространств на воздухораспределение при включении ГВУ после ее длительной остановки

2.2.2. Действие выработанных пространств после отключения вентиляторных установок

2.2.3. Влияние выработанных пространств на вентиляцию при реверсии общерудничной струи в аварийных ситуациях

2.3. Определение объема воздуха, вмещаемого выработанными пространствами

2.4. Инерционность вентиляционной системы

Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

3.1. Процесс стабилизации проветривания рудника, обладающего большими объемами выработанных пространств

3.2. Влияние выработанных пространств на работу ВУГП

3.2.1. Методика измерения.

3.2.2. Методика описания кривой действительной 93 характеристики вентилятора

3.2.3. Экспериментальное исследование влияния выработанных пространств на работу ВУГП

Выводы.

4. ПРОГНОЗ ГАЗОВЫХ СИТУАЦИЙ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ 106 ШАХТ И РУДНИКОВ.

4.1. Классификация газовых ситуаций.

4.2. Очистные участки шахт и рудников.

4.3. Динамика концентрации газовой примеси газа на очистных участках и в подготовительных выработках при постоянном атмосферном давлении.

4.4. Релаксация давления воздуха в вентиляционной сети при реверсировании вентилятора главного проветривания.

4.5. Моделирование аварийных ситуаций в шахте

4.5.1. Расчет распределения газов по выработкам шахты

4.5.2. Алгоритм расчета вентиляционной сети в переходный период аварийной вентиляции.

4.5.3. Алгоритм расчета аварийной ситуации в вентиляционной сети при действии ГВУ и выработанных пространств.

Выводы.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК В ПРОЕКТАХ РЕКОНСТРУКЦИИ РУДНИКОВ.

5.1. Существующее состояние работ в руднике, цель реконструкции рудника и основные технические решения.

5.2. Нормальная вентиляция рудника.

5.3. Аварийная вентиляция шахты «KNAUF ГИПС Новомосковск»

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние выработанных пространств на аэрогазодинамические процессы при аварийных режимах вентиляции рудников"

Актуальность. В связи с развитием техники и технологии добычи полезного ископаемого увеличивается сечение проводимых горных выработок и добычных камер, увеличиваются размеры шахтных полей и количество добычных участков, что было связано с увеличением добычи полезного ископаемого. В связи с этим появился большой объем пустот в выработанных пространствах. Эти пустоты представляют пути движения воздуха, а поэтому становятся путями утечек или, наоборот, притечек воздуха, что затрудняет управление вентиляционными сетями. В любом случае выработанные пространства, как пути движения воздуха, являются частью вентиляционных сетей (расчетных моделей), в которых их необходимо как-то представлять, чтобы иметь возможность рассчитывать вентиляционные сети любой сложности.

Но выработанные пространства играют еще одну роль в вентиляционных сетях. К примеру, в Тульской области в руднике ОАО «KNAUF ГИПС Новомосковск» суммарный объем пустот выработанных пространств составляет более 36 миллионов м . Эти выработанные пространства представляют собой множество камер большого сечения (до 100 м"), которые невозможно изолировать. Эти пространства могут вмещать огромные объемы воздуха при работе вентилятора главного проветривания (ВГП) на нагнетание или отдавать воздух при работе ВГП на всасывание.

В аварийной ситуации (в основном — пожар) при изменении режима работы ВГП (переход от нагнетательного способа проветривания к всасывающему, от нагнетательного способа к нулевой вентиляции и наоборот) в первую очередь заполняются воздухом или отдают воздух выработанные пространства, вследствие чего изменение режима проветривания шахты (рудника) растягивается на длительный период.

В настоящее время на каждую аварийную ситуацию в шахте составляются планы ликвидации аварий (ПЛА). При разработке мероприятий по ликвидации последствий аварии и эвакуации горнорабочих из аварийных участков, которые закладываются в позициях ПЛА, исходят из того, что изменение режима вентиляции шахты происходит мгновенно с момента изменения режима работы ВГП. Однако наличие выработанных пространств затягивает процесс изменения режима вентиляции и условия безопасной эвакуации рабочих из аварийных участков могут не состояться. В этих случаях эвакуация рабочих по обозначенным эвакуационным путям может стать не только затруднительной, но и невозможной.

Например, при возникновении пожара в блоковом конвейерном штреке рудника БКПРУ-3 (г. Березники Пермского края) в 1980 г. влияние выработанных пространств привело к заполнению пожарными газами всей панели (участка), в результате чего погибло 6 человек. Другой пример - пожар на шахте «Южнодонбасская» № 1 объединения «Донецкуголь» 29 июня 1991 года в полевом конвейерном штреке горизонта -335 м. Маршрут движения людей на случай аварии не был детально проработан и не было прогноза газовой обстановки на момент возникновения пожара. В результате этой аварии погибло 32 человека.

Поэтому проблема влияния выработанных пространств на аэрогазодинамические процессы при аварийных режимах вентиляции рудников является весьма актуальной.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научрю-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей аэрогазодинамических процессов в горных выработках и выработанных пространствах рудников и угольных шахт, обусловленных реверсированием вентиляторов главного проветривания, для совершенствования методики прогнозирования газовых ситуаций при аварийных режимах вентиляции, что повысит эффективность практической реализации планов ликвидации аварий.

Идея работы заключалась в том, что повышение эффективности практической реализации для планов ликвидации аварий обеспечивается прогнозированием газовых ситуаций на очистных и подготовительных участках с учетом процессов диффузионного переноса газовых примесей в рудничной атмосфере и релаксации давления в вентиляционных сетях, обусловленных аварийными режимами вентиляции.

Основные научные положения, сформулированные в работе, заключаются в следующем: выработанные пространства шахт и рудников влияют на длительность перехода на реверсивный или нулевой режим вентиляции при возникновении аварий, создавая аэродинамические переходные процессы в вентиляционных сетях; переходный процесс в ветвях вентиляционной сети после реверсировании ВГП может длиться от 20 до 90 мин, а скорость изменения давления при этом будет убывать пропорционально отношению разности давлений между конечным и текущим значением к периоду релаксации давления; газовая ситуация в любой точке вентиляционной сети является следствием нестационарного газообмена между источниками газовыделений и вентиляционным потоком и моделируется уравнениями диффузионного переноса для расчетных значений расхода воздуха в ветвях; для аналитического описания характеристики вентилятора по данным заводских испытаний и данным, хотя бы одного измерения, действительного режима работы главной вентиляторной установки целесообразно использовать квадратный трехчлен.

Научная новизна работы заключается в том, что выработанные пространства большого объема рассматриваются как источники поглощения или выделения больших объемов воздуха, влияющие на режимы работы ВГП и аварийные режимы вентиляции шахт и рудников. Предложено формулировать позиции в планах ликвидации аварий (при пожарах) с учетом той реальной обстановки, которая сложится в переходный период осуществления аварийной вентиляции в первые минуты (около 20 минут), когда действия работников шахты и спасательных служб выполняются точно так, как предписывают планы ликвидации аварий.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: соответствием теоретических выводов фундаментальным законам физики; удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и промышленных экспериментов (отклонение не превышало 20%); представительным объемам данных экспериментальных измерений (в процессе газовоздушных и депрессионных съемок проведено более 10000 измерений); положительными результатами практического использования в ПЛА предложенных сценариев развития аэрогазодинамических ситуаций при аварийной вентиляции.

Научная значимость работы заключается в систематизации, обобщении и развитии научных исследований в области вентиляции шахт и рудников, рудничной аэрогазодинамики и совершенствовании методологии управления аварийными вентиляционными режимами для обеспечения безопасных путей эвакуации рабочих из аварийных участков шахт и рудников.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные научные результаты позволяют оценить аэрогазодинамическую обстановку при аварии и длительность переходного периода аварийной вентиляции, выбрать наиболее рациональный аварийный режим и наметить наиболее безопасные пути эвакуации рабочих из аварийных участков. Практические рекомендации, сформулированные в диссертации, позволяют составлять позиции планов ликвидации аварий с учетом возможных газовых ситуаций, возникающих при аварии, что повышает уровень безопасности при эвакуации подземных горнорабочих.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований доведены до промышленного применения на калийных рудниках ОАО «Сильвинит» (отчеты: «Поддержка и корректировка графической информационной системы расчета параметров вентиляции, связанной с электронным планом горных работ для СКРУ-1, 2, 3» - договор 2006/30; «Разработать мероприятия по приведению в рабочее состояние вентиляционных систем панелей рудника СКРУ-2» - договор 2007/25). Основные научные результаты используются в курсе «Аэрология горных предприятий» на кафедре Г и СПС ТулГУ.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на: научных семинарах кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений ТулГУ (г. Тула, 2009 — 2010 гг.); ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2009 -2010 гг.); Международной Конференция, посвященная 75-летию со дня рождения профессора, д.т.н. И.И. Медведева (г. Кунгур Пермского края, июнь 2004 г.); Симпозиумах «Неделя горняка» (г. Москва, январь - февраль 2005 -2009 гг.); Уральской горнопромышленной декаде (г. Екатеринбург, 10-13 апреля 2006 г. и 18-19 апреля 2007 г.); 3-й международная научно-практическая конференция «Технологии ведения горных работ и производство машин и механизмов для горнодобывающей промышленности» (г. Пермь, 10-12 сентября 2007 г.); Всероссийской Конференции «Проблемы рудничной аэрологии и безопасной разработки месторождений полезных ископаемых» (г. Пермь, 24-27 октября, 2007 г.); Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, 23-25 апреля 2008 г.); IV международная научно-практическая конференция «Технология ведения горных работ и производство техники для горнодобывающей промышленности (г. Пермь, 8-10 октября 2008 г.); 5-й и 6-й Международной научно-практической конференции «Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование» (г. Пермь, 2009 - 2010 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 191 страницах машинописного текста, состоит из 5 разделов, содержит 11 таблиц, 50 рисунков, список литературы из 153 наименований, приложение.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедры «Безопасность жизнедеятельности и рудничной вентиляции» и «Электрификации и автоматизации горных предприятий» Пермского государственного технического университета за постоянную поддержку и методическую помощь в проведении исследований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Постникова, Мария Юрьевна

Выводы

1. Описано существующее состояние рудника ОАО«КЫАЦР Гипс Новомосковск». Система отработки месторождения камерно-столбовая.

2. Целью реконструкции рудника является увеличение годовой производительности по руде до 5 млн.т. в год.

3. Расчет вентиляционной сети рудника при аварийной ситуации - пожар — в пункте перегруза с конвейера на конвейер в главном (магистральном) западном конвейерном штреке показал, что:

4. Выработанные пространства в течение длительного периода времени могут играть роль источников тяги.

5. Выработанные пространства большого объема не дают возможности реверсировать струи воздуха в выработках большей части рудника (табл.14П).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности аэрогазодинамических процессов диффузионного переноса газовых примесей в рудничной атмосфере и релаксации давления в вентиляционных сетях горных выработок и выработанных пространств рудников и угольных шахт, обусловленных аварийными режимами вентиляции, позволяющие повысить эффективность практической реализации планов ликвидации аварий, что имеет важное значение для горнодобывающих предприятий России.

Основные научные и практические результаты работы, рекомендации заключаются в следующем.

1. Разработаны методические положения прогнозирования газовых ситуаций при реверсировании ВГП на основе установленных и уточненных закономерностей аэрогазодинамических процессов диффузионного переноса газовых примесей в рудничной атмосфере и релаксации давления в вентиляционных сетях горных выработок и выработанных пространств рудников и угольных шахт, обусловленных аварийными режимами вентиляции.

2. Разработана методика проведения эксперимента в шахтных условиях по определению параметров переходного периода вентиляции при включении вентилятора главного проветривания после его длительной остановки, а также измерений рабочих параметров вентилятора в начальный период после его включения в работу. Проведены экспериментальные исследование влияния выработанных пространств на режим работы вентиляторных установок в переходный период аварийной вентиляции на базе вентиляторов ВОД-ЗО, В-УПДТ-2,4 и ВРЦД-4,5.

3. Усовершенствована методика аналитического описания действительной кривой характеристики вентилятора по данным заводских испытаний и данным, хотя бы одного измерения, действительного режима работы главной вентиляторной установки.

4. Доказано, что переходный процесс в ветвях вентиляционной сети после реверсировании ВГП может длиться от 20 до 90 мин, а скорость изменения давления при этом будет убывать пропорционально отношению разности давлений между конечным и текущим значением к периоду релаксации давления.

5. Обосновано методическое положение, в соответствии с которым особенности прогноза газовых ситуаций на очистных участках заключаются в том, что это по существу фрагменты общей вентиляционной сети с распределенными источниками выделения газовых примесей и поглощения кислорода, поэтому моделирование средней в сечении выработки концентрации сводится к решению задачи сетевой газодинамики. Разработана структура матрицы, характеризующей газодинамическое состояние сети горных выработок в любой момент времени.

6. Доказано, что поля концентраций газовых примесей в воздухе очистных и подготовительных участков стремятся к некоторому стационарному состоянию. Анализ полученных стационарных кривых показывает, что они близки к линейным функциям, что при необходимости позволяет использовать начальные слагаемые при разложении экспонент в базовых формулах в бесконечные ряды.

7. Усовершенствован алгоритм расчета системы «ВГП — ШВС» при аварийных режимах вентиляции и разработан комплекс программных средств для ситуационного моделирования в планах ликвидации аварий.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Постникова, Мария Юрьевна, Тула

1. Абрамов Ф.А., Кременчуцкий И.В. Расчет аэродинамического сопротивления вентиляционных окон в сложных вентиляционных сетях. Известия вузов. Горный журнал, № 12, 1964.

2. Абрамов Ф.А., Подольский В.А. Исследование проветривания шахт при помощи электрических моделей. Известия Днепропетровского горного института им. Артема, том XXIII, 1955.

3. Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Буллах Г.И. Применение быстродействующих ЭВМ для расчета проветривания шахт. Известия АН СССР, ОТН, Металлургия и горное дело, № 2, 1962.

4. Абрамов Ф.А., Пигида Г.Л. Расчет вентиляционных схем с вспомогательными вентиляторами. Изв. вузов. Горный журнал. -1962. № 10. - с.42-51.

5. Абрамов Ф.А., Подольский В.А., Фролов H.A. Новый метод расчета сложного диагонального соединения. Горный журнал, № 2, 1957.

6. Абрамов Ф.А., Аксентьев А.Д. Некоторые методы преобразования схем вентиляции шахт. Известия вузов. Горный журнал, № 11,1966.

7. Абрамов Ф.А. Исследование взаимосвязанности воздушных потоков в шахтной вентиляционной сети с помощью быстродействующей электронной машины./ Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Тян Р.Б., Швец Г.А.// Известия вузов. Горный журнал, № 2, 1965.

8. Абрамов Ф.А., Аксентьев А.Д., Торговников Б.М. Локальные преобразования сложного диагонального соединения в схеме проветривания. Известия вузов. Горный журнал, № 11, 1965.г

9. Абрамов Ф.А., Тян Р.Б. Регулирование воздушных потоков в вентиляционных сетях шахт. В сб. ЦНИИТЭН угля, 1964.

10. Абрамов Ф.А., Торговников Б.М. Некоторые свойства вентиляционных сетей шахт. Известия вузов. Горный журнал, № 11, 1962.

11. Абрамов Ф.А., Тян Р.Б., Швец Г.А. Взаимосвязь аэродинамических параметров при регулировании расхода воздуха в вентиляционной сети шахт. Сб. «Совершенствование проветривания шахт». Труды Днепропетровского филиала института механики АН УССР, вып.1, 1967.

12. Абрамов Ф.А., Бойко В.А., Фролов H.A. Моделирование вентиляционных сетей шахт. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1961. - 219 с.

13. Абрамов Ф.А. Аэрогазо-динамика выемочного участка./ Абрамов Ф.А., Грецингер Б.Е., Соболевский В.В., Шевелев Г.А. // Киев. Изд-во: Нау-ково, 1972 г.

14. Алборов И.Д., Худиев Ч.М. Аэродинамическое сопротивление зон обрушения. Безопасность труда в промышленности. — 1995. № 3. - с.23-27.

15. Алешко П.И. Механика жидкости и газа. -Харьков: ХГУ, 1977.320 с.

16. Андрияшев М.М. Техника расчета водопроводных сетей. Изд-во «Советское законодательство», 1932.

17. Астахов A.C. Линейное программирование в горном деле, «недра»,1964.

18. Аэрология горных предприятий: Изд 3-е, перераб. и доп. / Ушаков К.З., Бурчаков A.C., Пучков JI.A., Медведев И.И. // М.: Недра, 1987. -421 с.

19. Багриновский А.Д. Регулирование распределения воздуха в диагональных соединениях выработок. Проблемы рудничной аэорологии, АН СССР, 1963.

20. Багриновский А.Д., Шпак Г.В., Зубов Р.В. Новые электрические модели для расчета рудничных вентиляционных сетей. Научные исследования по разработке угольных и рудных месторождений. ИГД АН СССР, 1959.

21. Багриновский А.Д. Основы теории управления шахтными вентиляционными сетями. М.: Недра, 1964. -129 с.

22. Бакланов A.A. Численное моделирование в рудничной аэрологии. Апатиты, изд. Кольского филиала АН СССР, 1987. 197 с.

23. Белов В.И. Безопасность жизнедеятельности.

24. Белов В.И. Новый способ расчета вентиляции диагональных сетей методом последовательных приближений // Труды Донецкого индустр. ип-та. -1959. -Т. 35. -вып. 4. -С.56-66.

25. Бодягин М.Н. Расчет регулирования воздухораспределения в сложных вентиляционных системах. Техника и технология разработки полезных ископаемых. НИИОГР, вып. VII, 1969.

26. Бодягин М.Н. К вопросу расчета воздухораспределения в вентиляционных сетях. Труды научно-исследовательского и конструкторского института по добыче полезных ископаемых открытым способом, вып.З, 1964.

27. Бодягин М.Н. Рудничная вентиляция. М.: Недра, 1967. -216 с.

28. Вассель Р.Я. Диаграмма для расчета параллельного соединения вентиляционных сетей. Известия вузов. Цветная металлургия, № 4, 1964.

29. Вентиляция шахт, рудников и подземных сооружений: Ю.В.Шувалов, С.Г. Тендер, М.М. Сметанин, И.А. Павлов, В.В.Смирняков; Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2007. 159 с.

30. Виленкин Н.Я. Метод последовательных приближений. М.: Наука, 1968. -143 с.

31. Волков A.A. Математическое описание установившихся процессов воздухораспределения в вентиляционных сетях шахт./ Волков A.A., Евдокимов А .Г.// Известия вузов. Горный журнал, № 2, 1965.

32. Волков A.A., Яковлин Б.Д. Об одном алгоритме оптимального управления конечным состоянием воздухораспределения при не полностью заданном потокораспределении в шахтной вентиляционной сети. Приборы и системы автоматики, вып. 11, 1970.

33. Волков A.A. Синтез оптимального управления воздухораспределе-нием в шахтной вентиляционной сети методом линейного программирования.// Известия вузов. Горный журнал, № 10, 1968.

34. Волков A.A., Евдокимов А.Г., Волколупова Р.Т. Топологический анализ шахтных вентиляционных сетей. Известия вузов. Горный журнал, № 1, 1967.

35. Волков A.A., Евдокимов Е.Г. Математическое описание и дискретное моделирование на ЭВМ установившихся процессов потокораспределения в гидравлических сетях. ГОСИНТИ, № 5-64-1130/31, 1964.

36. Воронина Л.Д. Багриновский А.Д., Никитин B.C. Расчет рудничной вентиляции. Госгортехиздат, 1962.

37. Воропаев А.Ф. Решение сложных диагональных соединений вентиляционной сети // Труды Харьковского горного ин-та. -1961. -Т. 10. -С.48-51.

38. Выханду JL Обобщение метода Ньютона для решения нелинейных систем уравнений. « Ученые записки Тартуского университета», № 37, 1955.

39. Дзидзигури A.A. Совместная работа шахтных вентиляторов. / Дзид-зигури A.A., Мусхелишвили B.JL, Кутателадзе A.A., Ониани Ш.И.// Госгортехиздат, 1961.

40. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом. / НПО ОБТ. М.:, 1996 .- Кн.1.- 260 с.

41. Епишин Н.М. Расчет сложного диагонального вентиляционного соединения горных выработок. Унипромедь. Труды, вып. VII, 1963.

42. Епишин Н.М. Определение режима работы вспомогательного вентилятора. Труды Уральского н.-и. и проектного института медной промышленности, вып.7,1963.

43. Епишин Н.М. Расчет сложных вентиляционных сетей // Свердловск, Труды УНИПРОМедь. -1966. -вып. 9. -С. 23-29.

44. Ершов Н.М. Исследование вентиляционных сетей посредством маршрутных матриц. Сб. КНИУИ «Вопросы борьбы с газом, пылью и подземными пожарами в горной промышленности», 1964.

45. Ершов Н.М. Регулирование распределения воздуха в вентиляционной сети. Труды Карагандинского н.-и. угольного института, вып. 15, 1964.

46. Загускин В.Л. Справочник по численным методам решения уравнений. Физматгиз, 1960.

47. Зельвянский А.Ш. Упрощенный способ определения сечений выработок вентиляционных сетей. Сб. «Совершенствование горного хозяйства шахт Донбасса». ДонУГИ, № 43, 1968.

48. Зубов В.Г. Механика. -М.: Наука, 1978. -352 с.

49. Каледина Н.О. Управление газовыделением из выработанных пространств угольных шахт: автореферат дис.докт.техн.наук. М.: МГГУ, 1995.-33 с.

50. Капустин Н.Г. Новый метод определения наивыгоднейшей площади по перечного сечения выработок струи наибольшей депрессии шахты. «Уголь», № 9, 1963.

51. Карабин А.И. Сжатый воздух. Выработка, потребление, пути экономии. -М.: Машиностроение, 1964. -343 с.

52. Карабин А.И. Сжатый воздух. —М.: Машиностроение, 1964. -382 с.

53. Качурин Н.М., Постникова М.Ю., Власов Д.В. Аэрогазодинамические процессы в вентиляционных сетях рудников, обусловленные диффузией газовых примесей / Изв. ТулГУ. Серия «Науки о Земле» // ТулГУ. 2010. Вып. 2. С. 73-76.

54. Качурин Н.М., Постникова М.Ю., Власов Д.В. Релаксация давления воздуха в вентиляционной сети рудника при реверсировании вентилятора главного проветривания / Изв.ТулГУ. Серия «Науки о Земле» // ТулГУ. 2010. Вып. 2. С. 77-80.

55. Керстен И.О. Аэродинамические испытания шахтных вентиляционных установок. —М.: Недра, 1986. -196 с.

56. Клебанов Ф.С. Влияние выработанных пространств на аэрогазодинамические режимы шахт. Сб. «Научные исследования по разработке угольных и рудных месторождений». Госгортехиздат, 1959.

57. Краткий справочник физико-химических величин: Изд. 2-е, пераб. Под ред. Равделя A.A. и Пономаревой A.M. -М.: Химия, 1983. -232 с.

58. Комаров В.Б., Борисов Д.Ф. Рудничная вентиляция. -JL: ГОНТИ НКТП, 1938. -454 с.

59. Комаров В.Б., Килькеев Ш.Х. Рудничная вентиляция. Изд. 2-е, пе-рераб. и доп. М.: Недра, 1969. - 416 с.

60. Концов А.Г. Простой способ определения аэродинамического сопротивления сложных параллельных соединений выработок. Сб. «Новое в теории и технологии разработки рудных месторождений». Недра, 1964.

61. Койда Н.У. Гидравлический расчет водопроводной сети на цифровых автоматических машинах путем нахождения минимума особой функции. Горный журнал, № 5, 1965.

62. Койда Н.У. Гидравлический расчет сложных водопроводных сетей по методу изопьез. Известия вузов. Строительство и архитектура, № 6,1961.

63. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике: 9-е издание. -М.: Наука, 1982. -208 с.

64. Куликовский К.Д., Купер В.Я. Методы и средства измерений. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -448 с.

65. Кузьмин B.C. Новая методика расчета кольцевых сетей при установившемся течении.// Сб. «Электроника и вычислительная техника в нефтяной, газовой и химической промышленности». Недра, 1965.

66. Кюнци P.A., Крелле В. Нелинейное программирование. «Советское радио», 1965.

67. Лидин Ф.Д. Борьба со скоплениями метана в угольных шахтах./ Лидии Ф.Д., Айрунин А.Т., Клебанов Ф.С., Матвиенко Н.Г.// М.: государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1961 г.

68. Липкович С.М. О наивыгоднейшем распределении депрессии по выработкам шахт./ Липкович С.М., Осипов С.Н.// «Уголь», № 4, 1963.

69. Лобачев В.Г. Приемы расчета водопроводных сетей. Министерство коммунального хозяйства РСФСР, 1950.

70. Медведев И.И., Полянина Г.Д. Газовыделения на калийных рудниках. -М.: Недра, 1974. -168 с.

71. Милетич А.Ф. Утечки воздуха и их расчет при проветривании шахт. Недра, 1968 г. 146 с.

72. Мохирев H.H. Проветривание подземных горнодобывающих предприятий. -Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2001. -280 с.

73. Мохирев H.H. Разработка современных методов и средств обеспечения высокоэффективного проветривания рудников, обладающих малыми аэродинамическими сопротивлениями: Дис. . д-ра техн. наук / Перм. гос. техн. ун-т .- Пермь, 1994 .- 302

74. Мохирев H.H. Определение сопротивлений выработок рудников с малыми депрессиями // Технология и безопасность горных работ, Пермь: ПЛИ. -1972. -№ 115. -С. 62-64.

75. H.H. Мохирев, В.В. Радько. Вентиляция бокситовых шахт (на примере ОАО «Севуралбокситруда». Пермь — Североуральск, 2008. - 302 с.

76. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Графические решения некоторых вентиляционных задач Сб. статей XXXIII научно-практической конференции ГНФ. Пермь, 2004. - С.342-344.

77. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Аналитический расчет совместной работы вентиляторов. Материалы научно-технической конференции посвященной 75-летию проф. Медведева И.И. Кунгур, ГИ РАН, 2004. - С.45-48

78. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Сравнительная оценка работы поверхностных и подземных ГВУ. Материалы научно-технической конференции посвященной 75-летию проф. Медведева И.И. Кунгур, ГИ РАН, 2004-С.49-52.

79. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Результаты обследования вентиляционной системы рудника СКРУ-2. Сб. статей «Нефтегазовое и горное дело» Вестник ПГТУ. Пермь, 2005. № 6 С. 168-171.

80. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Аналитический расчет параллельной работы вентиляторов. Сб. статей «Нефтегазовое и горное дело» Вестник ПГТУ. Пермь, 2007. № 7 С.39-41.

81. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Модель аварийной ситуации при пожаре в шахте. Сб. статей «Нефтегазовое и горное дело» Вестник ПГТУ. Пермь, 2007. № 7 С.42-44.

82. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Определение области мощностей на характеристике вентилятора. Сб. статей «Нефтегазовое и горное дело» Вестник ПГТУ. Пермь, 2007. № 7 С.45-47.

83. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Результаты воздушно-депрессионной съемки шахты «Шаргуньская» (Узбекистан). Сб. статей «Нефтегазовое и горное дело» Вестник ПГТУ. Пермь, 2007. № 7 С.47-50.

84. Мохирев H.H., Постникова М.Ю. Результаты обследования вентиляционной системы рудника БКРУ-2. Технология ведения горных работ и производство техники для горнодобывающей промышленности. Пермь, 2009. №4.-С. 80-83.

85. Осипов С.Н., Жадан В.М. Вентиляция шахт при подземных пожарах. М: Недра, 1973.- 152 с.

86. Патрушев М.А., Карнаух Н.В. Определение сопротивлений ветвей в момент опрокидывания струй в диагоналях сложных вентиляционных сетей. Сб. «Разработка месторождений полезных ископаемых», вып. 14, Киев, 1968.

87. Попов А.С. Проектирование рудничной вентиляции при диагональном соединении проводов воздуха. Из-во «Союзуголь», 1930.

88. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. — М.: Угле-техиздат, 1953. 227 с

89. Постникова М.Ю. Способ представления выработанных пространств ветвью при расчете вентиляционных сетей.// Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2007. — С. 27.

90. Постникова М.Ю. Форма представления выработанных пространств в вентиляционных сетях, моделирующих аварийные ситуации в шахтах // Научно-технический журнал «Рудник будущего». Вып.2. Пермь, 2010. -С.87-89.

91. Пучков Л.А., Каледина Н.О. Динамика метана в выработанных пространствах шахт. М.: МГГУ, 1995. —313 с.

92. Пучков Л.А. Аэродинамика подземных выработанных пространств. М.: МГГУ, 1993-267 с.

93. Проект «Расширение шахты ОАО "КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК", 2008 г.

94. Рогов Е.И., Цой С. К вопросу теории расчета вентиляционных сетей./ Рогов Е.И., Цой С.// Известия вузов. Горный журнал, № 3, 1964.

95. Рогов Е.И., Банкин С.С., Рясков Е.Я. Метод уменьшения равномерности задач расчета вентиляционных сетей. Рудничные вентиляционные сети и борьба с пылью. Труды ИГД АН КазССР, том 38, 1969.

96. Рогов Е.И. Банкин С.С., Рясков Е.Я. Некоторые свойства вентиляционных сетей и их приложения в расчетах. Рудничные вентиляционные сети и борьба с пылью. Труды ИГД АН КазССР, том 38, 1969.

97. Скляров Л.А. Аналитический метод решения задач по искусственному распределению воздуха // Труды Донецкого индустр. ин-та. -1959. -Т. 35.-вып. 4. -С.67-72.

98. Скляров Л.А. Аналитический метод решения задач по естественному распределению воздуха в простом диагональном соединении выработок // Труды Донецкого индустр. ин-та. -1959. -Т. 35. -вып. 4. -С.72-74.

99. Смородин С.С. Расчет вентиляции глубих забоев сжатым воздухом. Записки Л.Г.И., том 55. вып.1, 1968.

100. Скляров Л.А. Аналитический метод решения задач по естественному распределению воздуха в простом диагональном соединении выработок. Труды Донецкого индустриального института, т. 35, вып. 4, 1959.

101. Слепых В.Ф., Радченко Г.А., Шрайбер Ю.Ф. Расчет распределения воздуха и его потерь в очистных блоках. Труды ИГД АН Каз.ССР, т. 38, 1969.

102. Солодовников A.C. Введение в линейную алгебру и линейное программирование. М.: Просвещение, 1966. —216 с.

103. Справочник по рудничной вентиляции. Под ред. К.З. Ушакова. М.: Недра, 1977.-328 с.

104. Теоретическая механика. Вывод и анализ уравнений движения на ЭВМ / Веретенников В.Г., Карпов И.И., Макеев А.П. и др.; под ред. Веретен-никова В.Г.// М.: Высшая школа, 1990. -174 с.

105. Толмачев С.Т. Расчет сложных диагональных соединений методом преобразования треугольника в звезду. Известия вузов. Горный журнал, № 12, 1967.

106. Толмачев С.Т. К расчету сложных вентиляционных сетей. Известия вузов. Горный журнал, № 5, 1967.

107. Толмачев С.Т., Файнштейн Э.Г. Расчет много диагональных соединений вентиляционных сетей как систем с распределенными параметрами. Сб. «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых», № 2, 1968.

108. Торговников В.М. Расчет принудительного распределения воздуха в вентиляционной сети. Сб. НИГРИ «Вопросы подземной и открытой разработки железных руд в Криворожкском бассейне», вып. 11, 1964.

109. Тян Р.Б., Швец Г.А. Математическая постановка вопроса расчета сложных вентиляционных сетей. «Совершенствование проветривания шахт» Труды Днепропетровского филиала института механики ан УССР, вып. 1, 1967.

110. Тян Р.Б. Исследование вопросов распределения и регулирования расходов воздуха в сложных вентиляционных сетях с применением ЭВМ. Автореферат диссертации, Днепропетровск, 1965.

111. Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Об одной задаче регулирования воздухо-распределения в вентиляционных сетях шахты. Известия вузов. Горный журнал, № 3, 1967.

112. Уразбаев С.С. Факторы, влияющие на выбор оптимальных сечений горных выработок. Кибернетика в горном деле. Алма-Ата, 1966.

113. Уразбаев С.С. Отыскание оптимальных параметров вентиляционной сети методом оптимизации сопротивлений ее ветвей. Труды ИГД АН КазССР, т.24, 1967.

114. Ушаков. К.З. Газовая динамика шахт. 2-е изд. перераб. и доп. М.: изд-во Московского горного университета, 2004. - 481 с.

115. Ушаков К.З. Аэрология горных предприятий./ Ушаков К.З., Бурча-ков A.C., Пучков Л.А., Медведев И.И// М.: Недра, 1987. 421 с.

116. Фаворин М.В. Моменты инерции тел. Справочник под ред. М.М. Гернета. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1977. -511 с.

117. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Л.: Машиностроение, 1969.-415 с.

118. Фролов Н.С. Новый метод расчета вентиляционных сетей. Труды Криворожского горнорудного института, вып. 23, 1963.

119. Хайкин С.Э. Силы инерции и невесомость. -М.: Наука, 1967.312 с.

120. Цой С. Метод расчета сложной диагональной системы проветривания // Труды ИГД АН Каз. ССР. -1960. -Т. 4. -С. 44-62.

121. Цой С., Уразбаев С.С. К вопросу определения оптимальных сечений горных выработок с учетом фактора вентиляции. Труды ИГД АН Каз. ССР. -1966. -Т. 23. -С. 27-30.

122. Цой С., Рязанцев Г.К. Принцип минимума и оптимальная политика управления вентиляционными и гидравлическими сетями. М.: Наука, 1968.-211 с.

123. Цой С. Исследование шахтных вентиляционных сетей и управление их параметрами: Дис. . д-ра техн. наук / ИГД АН Каз. ССР. -Алма-Ата, 1965.-306 с.

124. Цой С. Исследование шахтных вентиляционных сетей и управление их параметрами. Афтореферат диссертации, Алма-Ата, 1966.

125. Цой С., Цхай С.М. Синтез параметров вентиляционных сетей. Кибернетика в горном деле. -1966. -С. 96-101.

126. Цой С., Петрович С.И., Цхай С.М. Применение линейного программирования для определения оптимального варианта распределения воздуха. «Вестник АН КазССР», № 8, 1964.

127. Цой С., Рогов Е.И. К теории расчета вентиляционных сетей. Известия АН СССР, № 3, 1963. 1

128. Цой С., Данилина Г.П. Оптимальный синтез шахтных вентиляционных сетей. Известия вузов. Горный журнал, № 2, 1968.

129. Цой С., Петрович С.И. Применение линейного программирования для определения оптимального варианта распределения воздуха. Вестник АН КазССР, № 8, 1964.

130. Цой С., Рогов Е.И. Основы теории вентиляционных сетей. Алма-Ата. 1965. - 103 с.

131. Цой С., Рогов Е.И. Основы вентиляционных сетей. Алма-Ата: ИГД АН Каз. ССР. -1965. 212 с.

132. Цхай С.М. Об одном алгоритме поиска независимых циклов. Кибернетика в горном деле. Алма-Ата, 1966.

133. Чечет Г.О. К вопросу проектирования вентиляции рудников. Решение задач по вентиляции в «диагональной» системе проводов. СПб, 1908.

134. Чиннов Н.Г. К расчету сложных вентиляционных схем. Сб. статей Всесоюзного заочного политехнического института, вып.26, 1961.

135. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике: Изд. 2-е пере-раб. -М.: Наука, 1985.-512 с.

136. Ярцев В.А., Токмаков В.В. Оптимальное соотношение депрессий вентиляторов при комбинированном способе проветривания. Известия вузов. Горный журнал, № 9, 1968.

137. Ярцев В.А. Гидравлическая модель вентиляционной сети шахты. Известия вузов. Горный журнал, № 5, 1963.

138. Egan M.R. Smoke, carbon monoxide and hydrogen chloride production from the pyrolysis conveyor belting and brattice cloth // Inf. Circ. Bur. Mines US Dep. Inter. -1992. -№ 9304. -p. 1-14.

139. Errygers A.E. Practical pointers for fan applications. Canadian Mining Journal, Vol. 88, № 10, 1967.

140. Maas W. An electric analogue for mine ventilation and its application to ventilation planning. Geologie En Mijnbauw, April, 1950.

141. McPherson M.J., Robinson G. Barometric survey of shafts at Baulby Mine, Cleveland Potash // Journal of Mine Ventilation Society of South Africa. -1980. -V. 33, № 9. -P. 145-164.

142. Roberts A. Mineventilation. Cleaver-hume press LTD, London, 1960.

143. Scott D.R., Hinsley F.B. Ventilation network theory. Colliery Eng., Feb.,Apr., June, Dec., 1951, April, 1952.

144. Scott D.R., Hinsley F.B. The solution of ventilation network problems. Trans. Inst. Min. Eng., vol. Ill, 1952, 1953.

145. Scott D.R. Solving ventilation network problems by machine. Colliery Engineering, Oct, 1952.

146. The solution of mine ventilation network problems. Queensland Government Mining J., vol.692, June, 1959.