В теплое время года на калийных рудниках образуется избыточная влага. Воздух попадает в шахту и охлаждается, выпадение влаги и соляные породы создают условия для коррозии оборудования. Это ухудшает устойчивость выработок и приводит к размыванию почвы. Использовать теплотехнические средства для осушения воздуха затратно, поэтому сейчас применяют системы автоматического проветривания рудников. Ученые Пермского Политеха и Горного института УрО РАН усовершенствовали процессы их работы. Разработка позволяет автоматически управлять микроклиматом и предотвращать появление влаги в шахте.
Результаты исследования пермские ученые опубликовали в журнале «Недропользование» (2022). Работу они выполнили при финансовой поддержке РНФ. Системы осушения уже внедрили на всех рудниках ОАО «Беларуськалий».
– На калийных рудниках проблема излишней влажности особенно актуальна. В воздухе и на почве образуются агрессивные компоненты, которые наносят значительный ущерб на всех участках шахты. Выпадение влаги приводит к коррозии и аварийности оборудования и транспорта, нарушениям в системах автоматики и энергоснабжения. Из-за накопления конденсата горным машинам, которые доставляют рабочих до забоев, зачастую сложно проезжать. Кроме того, физико-механические свойства горных пород ухудшаются из-за того, что они впитывают влагу. Выработки и залежи становятся менее устойчивыми, что повышает опасность работ в этом месте, – поясняет один из разработчиков, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» Пермского Политеха, доктор технических наук Артем Зайцев.
По словам ученых, использование специальных средств осушения или охлаждения воздуха требует неоправданно больших затрат или разработки дополнительного оборудования.
– Создать наиболее эффективные и надежные системы вентиляции можно с помощью систем автоматического управления проветриванием. Они позволяют исключить избыточную подачу воздуха в шахту. Эти системы помогут улучшить распределение воздуха, что повысит безопасность горных работ и сократит энергозатраты на вентиляцию рудника, – рассказывает ученый.
Исследователи изучили работу систем автоматического управления проветриванием на руднике. Они выяснили, что количество конденсата в теплое время года определяется расходом воздуха, его микроклиматическими параметрами и температурой горных пород. Ученые доказали, что автоматическое управление позволяет распределять воздух на рудниках более равномерно и снижать его влажность. Кроме того, перемещение систем проветривания ближе к вертикальным выработкам помогает осушать большее количество помещений, считают ученые.
Текст: Антон Свитек