A A A Ц Ц Ц Ц

ШРИФТ:

Arial Times New Roman

ИНТЕРВАЛ:

х1 х1.5 х2

КЕРНИНГ:

Обычный Средний Большой

ИЗОБРАЖЕНИЯ:

Черно-белые Цветные
Для слабовидящих Обычная версия
научно-технический и производственный журнал
ISSN 2079–3332 (print)
ISSN 3034-6835 (online)
основан в 2001 году

Аэродинамические процессы в устье воздухоподающего ствола при нагнетательном способе вентиляции шахт

Новости

Оригинальные статьи: 2026 г. № 1

Аэродинамические процессы в устье воздухоподающего ствола при нагнетательном способе вентиляции шахт

DOI: 10.56195/20793332-2026-26-1-35-40

Читать в pdf А. С. Морин, С. С. Сапожников, О. С. Игнатова, И. С. Плотников, В. Т. Чесноков
  1. ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерация
стр. 35-40, №1/2026
Аннотация:
Приведена краткая характеристика проблемы борьбы с поверхностными утечками воздуха при искусственном проветривании подземных горнодобывающих предприятий. Рассмотрены аэродинамические процессы в устье вертикального воздухоподающего ствола при нагнетательном способе общеобменной вентиляции горных выработок. Исследованы особенности аэродинамических процессов в устье ствола при заданных режимах работы главного вентилятора с использованием методов физического и численного моделирования. При физическом моделировании аэродинамических процессов была выявлена обратно пропорциональная зависимость доли непродуктивных затрат энергии вентилятора, связанных с поверхностными утечками воздуха, от скорости воздушной струи, исходящей из вентиляционного окна. При численном моделировании аэродинамических процессов с использованием универсального программного обеспечения ANSYS Fluent были установлены закономерности изменения геометрических и кинематических параметров вихревых зон и зон организованного движения в устье ствола в зависимости от скорости истечения воздуха из вентиляционного окна под углом 45°, что позволило соответствующим образом интерпретировать результаты измерений статического давления воздуха на модели ствола. На основании проведенных исследований предложен новый способ снижения поверхностных утечек воздуха при искусственном проветривании шахт нагнетательным способом с помощью направляющих пластин.
Ключевые слова:
подземные горные выработки, устье шахтного ствола, вентиляционное окно, нагнетательный способ проветривания, поверхностные утечки воздуха, поля статического давления, скорость потока, направляющие пластины, численное моделирование
Для цитирования:
Морин А.С., Сапожников С.С., Игнатова О.С., Плотников И.С., Чесноков В.Т. Аэродинамические процессы в устье воздухоподающего ствола при нагнетательном способе вентиляции шахт. Маркшейдерия и недропользование. 2026;26(1):35-40. https://doi.org/10.56195/20793332-2026-26-1-35-40.
Информация об авторах:
  1. Андрей Степанович Морин – д-р техн. наук, заведующий кафедрой горных машин и комплексов института цветных металлов, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерации
  2. Сергей Сергеевич Сапожников – аспирант кафедры горных машин и комплексов института цветных металлов, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерации
  3. Ольга Сергеевна Игнатова – канд. техн. наук, доцент кафедры горных машин и комплексов института цветных металлов, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерации; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.
  4. Иван Сергеевич Плотников – канд. техн. наук, доцент кафедры горных машин и комплексов института цветных металлов, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерации
  5. Валерий Тимофеевич Чесноков – канд. техн. наук, доцент кафедры горных машин и комплексов института цветных металлов, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Российская Федерации
Список литературы:
  1. 1. Ушаков В.К. Проблема надежности и эффективности шахтных вентиляционных систем. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015; 4: 240-248. Ushakov V.K. The problem of reliability and efficiency of mine ventilation systems. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2015; 4: 240-248. (In Russ.).
  2. 2. Алыменко Н.И., Минин В.В., Папулов Л.М. Снижение внешних утечек воздуха на рудниках и шахтах. Горный журнал. 1994; 6: 46-47. Alymenko N.I., Min V.V., Papulov L.M. Reduction of external air leaks in mines and mines. Mining magazine. 1994; 6: 46-47. (In Russ.).
  3. 3. Абрамов Ф.А. Аэродинамическое сопротивление горных выработок. Москва, 1964: 186. Abramov F.A. Aerodynamic resistance of mine workings. Moscow, 1964: 186 p. (In Russ.).
  4. 4. Каменских А.А. Разработка методов контроля и снижения поверхностных утечек воздуха на рудниках: дис. ... канд. техн. наук. Пермь, 2011: 143. Kamenskikh A.A. Development of methods for controlling and reducing surface air leaks in mines: dissertation сandidate technical sciences. Perm, 2011: 143. (In Russ.).
  5. 5. Русский Е.Ю. Повышение эффективности работы эксплуатируемых вентиляторов главного проветривания шахт и метрополитенов: дис. ... д-ра техн. наук. Новосибирск, 2022: 370. Russkiy E.Y. Improving the efficiency of the operated fans of the main ventilation of mines and subways: dissertation Ph.D technical sciences. Novosibirsk, 2022: 370. (In Russ.).
  6. 6. Гришко А.П. Стационарные машины. Т. 2: Рудничные водоотливные, вентиляторные и пневматические установки: учебник для вузов. Москва, 2007: 586. Grishko A.P. Stationary machines. Vol. 2: Mine drainage, fan and pneumatic installations: textbook for universities. Mоscow, 2007: 586. (In Russ.).
  7. 7. Алыменко Н.И. Вентиляторные установки и их применение. Екатеринбург, 1999: 224. Alymenko N.I. Fan installations and their application. Yekaterinburg, 1999: 224. (In Russ.).
  8. 8. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А. и др. Аэрология горных предприятий. Москва, 1987: 421. Ushakov K.Z., Burchakov A.S., Puchkov L.A., et al. Aerology of mining enterprises. Moscow, 1987: 421. (In Russ.).
  9. 9. Huang X., Liu Y. Research and design of intelligent mine ventilation construction architecture. International Journal of Low-Carbon Technologies. 2022; 17: 1232-1238. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctac104.
  10. 10. Hou J., Nie G., Li G., et al. Optimization of Branch Airflow Volume for Mine Ventilation Network Based on Sensitivity Matrix. Sustainability. 2023; 15: 12427. https://doi.org/10.3390/su151612427.
  11. 11. Yi H., Kim M., Lee D., et al. Applications of Computational Fluid Dynamics for Mine Ventilation in Mineral Development. Energies. 2022; 15:8405. https://doi.org/10.3390/en15228405.
  12. 12. Chen Y., Li Z., Liu X., et al. Research on Intelligent Ventilation System of Metal Mine Based on Real-Time Sensing Airflow Parameters with a Global Scheme. Applies sciences. 2024; 14: 7602. https://doi.org/10.3390/app14177602.
  13. 13. Скопинцева О.В., Баловцев С.В. Управление аэрологическими рисками угольных шахт на основе статистических данных системы аэрогазового контроля. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021; 1: 78-89. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-1-0-78-89. Skopintseva O.V., Balovtsev S.V. Management of aerological risks of coal mines based on statistical data of the aerogas control system. Mining information and Analytical Bulletin. 2021; 1: 78-89. (In Russ.). https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-1-0-78-89.
  14. 14. Ушаков В.К. Анализ затрат на создание и эксплуатацию шахтных вентиляционных систем с целью повышения безопасности труда. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018; 6: 214-221. Ushakov V.K. Cost analysis for the creation and operation of mine ventilation systems in order to improve occupational safety. Mining Information and Analytical Bulletin. 2018; 6: 214-221. (In Russ.).
  15. 15. Копылов К.Н., Кубрин С.С., Решетняк С.Н. Повышение уровня энергоэффективности и безопасности выемочного участка угольной шахты. Горный журнал. 2019; 4: 85-89. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.04.19. Kopylov K.N., Kubrin S.S., Reshetnyak S.N. Improving the level of energy efficiency and safety of the coal mine excavation site. Mining Journal. 2019; 4: 85-89. (In Russ.). https://doi.org/10.17580/gzh.2019.04.19.
  16. 16. Морин А.С., Сапожников С.С., Анушенков А.Н. и др. Обоснование энергосберегающих методов и средств снижения утечек воздуха через устье шахтного ствола. Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2024; 29: 126-135. https:// doi.org/10.26160/2658-3305-2024-29-126-135. Morin A.S., Sapozhnikov S.S., Anushenkov A.N., et al. Substantiation of energy-saving methods and means of reducing air leaks through the mouth of a mine shaft. Transport, mining and construction engineering: science and production. 2024; 29: 126-135. (In Russ.). https://doi. org/10.26160/2658-3305-2024-29-126-135.
  17. 17. Сапожников С.С. Изучение полей давления в приустьевой зоне шахтного ствола на физической модели. Проспект Свободный. Красноярск, 2024: 352-355. Sapozhnikov S.S. The study of pressure fields in the estuary zone of a mine shaft on a physical model. Prospect Svobodny. Krasnoyarsk, 2024:352-355. (In Russ.).
  18. 18. Морин А.С. Обоснование технологии трубопроводного проветривания глубоких карьеров: дис. ... д-ра техн. наук. Красноярск, 2011: 211. Morin A. S. Substantiation of the technology of pipeline ventilation of deep quarries: dissertation Ph.D technical sciences. Krasnoyarsk, 2011: 211. (In Russ.).

 

Золото России и СНГ

Новые материалы