Источник фото — mediakuzbass.ru
Добыча угля в шахте сопровождается выделением метана – горючего газа, который является угрозой для разработки подземных пластов. Чтобы предотвратить риск возникновения пожара, необходимо контролировать концентрацию метана и удалять его с помощью больших объемов воздуха, подаваемого системой вентиляции. При этом владельцам шахт необходимо найти оптимальные параметры сети горных выработок, чтобы воздушный поток в достаточном объеме поступал в нужную точку подземной сети.
Ученые Томского политеха предложили для этой цели использовать трехмерную модель расчета, которая учитывает фронтальную проекцию (вид спереди) участков вентиляционной сети и, тем самым, упрощает проектирование системы проветривания. При этом она также помогает в оптимальном размещении датчиков, измеряющих концентрацию метана в воздушных потоках. Новая методика была выработана на основе параметров шахты Садкинского угольного месторождения, включая длину угледобывающих участков и расположение узлов контроля.
«В ходе исследования было установлено, что на устойчивость газовзрывобезопасности и воздухоснабжения угольных шахт значительное влияние оказывают диагональные соединения. Они имеют свои особенности и по-разному влияют на распределение потоков воздуха и выбросы метана в горных выработках, влияя на пожарную безопасность в целом. Поэтому построение сферической схемы вентиляционной сети с использованием проекций поверхности отклика позволит улучшить научные представления об управлении аэрогазовым режимом на выемочном участке», — цитирует Томский политех одного из авторов исследования, доцента отделения материаловедения Никиту Мартюшева.
Доля подземной добычи угля в последние десятилетия снижалась. Если в 1995 г. на долю шахт приходилось 42,1% угледобычи в РФ, то в 2020 г. – 25,6%, в то время как угольных разрезов увеличилась с 57,9% и 74,4% соответственно, согласно данным ЦДУ ТЭК (более поздних данных нет). При этом общая добыча угля за тот же период увеличилась чуть более чем на 50% (с 262,8 млн т до 401,6 млн т).
