НДР

1. НДР «Теоретичне обґрунтування та експериментальне дослідження аеродинамічних характеристик гірничих виробок та вентиляційних мереж у нормальних та аварійних умовах вугільних шахт України для підвищення безпеки праці» (2006−2008) доповідач: к.т.н., доцент Трофимов Віталій Олександрович

2. Мета роботи:теоретичне і експериментальне обґрунтування показників аеродинамічних характеристик гірничих виробок і вентиляційних мереж, які впливають на розподіл повітря в нормальних та аварійних умовах (врахування впливу факелу розпорошеної води при пожежі, природної тяги, взаємовпливу вентиляторів, зміни аеродинамічного опору гілок-виробок і сполук виробок) та розробку методичних засад формування бази даних комп’ютерних моделей шахтних вентиляційних мереж. Завдання роботи: • виконання теоретичних досліджень впливу різних чинників на аеродинамічні показники гірничих виробок та вентиляційних мереж; • проведення експериментальних досліджень впливу різних (штучних і природних) чинників на аеродинамічні показники гірничих виробок та вентиляційних мереж; • розробка методичних засад розрахунків показників гірничих виробок і вентиляційних мереж вугільних шахт у нормальних та аварійних умовах; • розробка посібника з вентиляції вугільних шахт України.

3. ВПЛИВ ПРИРОДНИХ І ШТУЧНИХ ЧИННИКІВ НА АЕРОДИНАМІЧНІ ПАРАМЕТРИ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК ВИЗНАЧЕННЯ ДЕПРЕСІЇ ФАКЕЛУ РОЗПОРОШЕНОЇ ВОДИ hф = qф υф/ (S + α Пdк), де qф, υф – відповідно, витрати води і її швидкість на виході із форсунки (υф = 10 м/с при qф = 0,3 кг/с); S – площа перерізу виробки; α – емпіричний коефіцієнт (α = 500); П – периметр виробки; dк – діаметр краплин води у факелі (3·10-3м).

4. 1 2 3 4 5 9 8 7 6 EКСПЕРИМЕНТАЛЬНА УСТАНОВКА 1 - вентилятор; 2 - мікроманометр; 3 - водомір; 4 - манометр; 5 - аеродинамічна труба (модель гірничої виробки); 6 - дифузор вентилятора; 7 - трубка Піто; 8 - разпорошувальна форсунка; 9 - гнучкий шланг; 10 - кран.

5. СХЕМА ГІРНИЧИХ ВИРОБОК ШАХТИ ДВГРС

6. ВПЛИВ ПРИРОДНОЇ ТЯГИ НА РЕЖИМ РОБОТИ ВЕНТИЛЯТОРА І РЕЖИМ ПРОВІТРЮВАННЯ ШАХТИ Спрощена схема шахтної мережі з природною тягою Визначення впливу природної тяги в стволах на режим вентиляції шахтної мережі

7. ВЗАЄМОВПЛИВ ВЕНТИЛЯТОРІВ ГОЛОВНОГО ПРОВІТРЮВАННЯ НА ШАХТАХ УКРАЇНИ

8. ВЛАСТИВОСТІ ВЕНТИЛЯЦІЙНОЇ МЕРЕЖІ (1) Властивість вузла вентиляційної мережі: сума змін витрат повітря у вузлі вентиляційної мережі, при зміні витрат повітря в гілці, яка пов’язана з цим вузлом, дорівнює нулю Схема з’єднання гілок мережі Властивість вентиляційного контуру: сума змін депресії в гілках вентиляційного контуру, внаслідок зміни депресії однієї з гілок цього контуру, буде дорівнювати нулю. Схема вентиляційного контуру мережі Властивість затухання вентиляційного збурення у вентиляційній мережі: зміни витрат повітря і депресії у внутрішнім контурі передаються до зовнішніх вентиляційних контурів зі зменшенням величини змін. Загальна властивість вентиляційної мережі: при зміні режиму провітрювання будь якої гілки вентиляційної мережі, внаслідок дії внутрішніх чинників, дія першого і другого законів мережі відновлюється автоматично.

9. ВЛАСТИВОСТІ ВЕНТИЛЯЦІЙНОЇ МЕРЕЖІ (2) Властивість пропорційності змін витоку повітря і депресії у вентиляційних з’єднаннях: при зміні загальної витрати повітря (Qз) чи загальної депресії (hз) вентиляційного з’єднання, внаслідок дії якихось чинників за межами цього з’єднання, витрати повітря (Qі) і депресія (hі) усіх гілок з’єднання змінюються пропорційно загальним змінам Qз / Q'з = Qі / Q'і , де Q'з і Q'і – відповідно, змінена загальна витрата повітря вентиляційного з’єднання і змінена витрата повітря у окремій гілці вентиляційного з’єднання. hз/ h'з = hі / h'і, де h'з і h'і – відповідно, змінена загальна депресія з’єднання і змінена депресія окремої гілки вентиляційного з’єднання. ЕКСЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОЛУКИ НА РОЗПОДІЛ ДЕПРЕСІЇ

10. ДОСЛІДЖЕННЯ ПИТОМОЇ ДЕПРЕСІЇ В ШАХТНИХ УМОВАХ Шахта ім. А.Г. Стаханова Шахта «Алмазна»

11. АЕРОДИНАМІЧНА СТРУКТУРА ГІРНИЧОЇ ВИРОБКИ І ВЕНТИЛЯЦІЙНОГО КОНТУРУ Схема гірничої виробки Схема елементарного вентиляційного контуру R = Rвх+ Rр+ Rвих УМОВА ВИКОНАННЯ ДРУГОГО ЗАКОНУ МЕРЕЖІ При визначенні суми депресії гілок-виробок у вентиляційному контурі втрати тиску повітря у сполуках необхідно додавати до депресії відповідних виробок. Схема визначення депресії гілок вентиляційного контуру

12. ВИСНОВКИ − розроблено теоретичні засади взаємодії факелу диспергованої води і потоку повітря в гірничих виробках; − розроблено теоретичні положення методики визначення впливу природної тяги на провітрювання вентиляційної мережі і окремих її елементів; − розроблено теоретичні положенні про аеродинамічну структуру гірничої виробки; − визначено властивості вентиляційної мережі; − розроблено понятійний апарат аеродинамічних кордонів гірничої виробки і визначено умови виконання другого закону вентиляційної мережі; − встановлено наявність взаємовпливу вентиляторів головного провітрювання на вугільних шахтах України; − вивчено особливості розподілу депресії і формування режиму провітрювання елементів шахтної вентиляційної мережі; − встановлено можливість формування дільниць з негативною депресію на початку виробок у місцях розподілу вентиляційних потоків; − встановлено підвищення питомої депресії в сполуках гірничих виробок; −розроблено методичні засади розрахунків, вимірювань і комп’ютерного моделювання шахтних вентиляційних мереж; − розроблено навчальний посібник «Аерологія і моделювання шахтних вентиляційних мереж».

13. ЗАГАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ Захищено кандидатських дисертацій − 1. Підготовлено кандидатських дисертацій − 1. Готується одна докторська дисертація. Опубліковано наукових статей − 8. Доклади на конференціях − 5. Курсових робіт − 3. Навчальний посібник − 1. Впровадження у навчальний процес: модернізовано курс лекцій з аерології і лабораторний практикум. Готується новий курс лекцій «Аерологія і комп’ютерне моделювання вентиляційних мереж». Посібник передано для апробації на дві шахти. Розроблено концепцію викладання аерології і охорони праці за допомогою віртуальної моделі шахти.