Прогноз аэрогазодинамических процессов в подготовительных выработках большого поперечного сечения для совершенствования расчета количества воздуха

Цель: уточнение закономерностей газообмена горного массива с атмосферой подготовительной выработки большого поперечного сечения для совершенствования методики расчета количества воздуха и прогноза газовых ситуаций. Совершенствование методики расчета количества воздуха в подготовительных выработках большого поперечного сечения основано на математических моделях движения воздуха и моделировании аэрогазодинамических процессов, основанных на уравнениях диффузионного переноса газов и уравнениях движения О. Рейнольдса, описывающих газовыделение и перенос газов в трехмерном пространстве. Уточнены закономерности газообмена в атмосфере подготовительных выработок в процессе их строительства. Проведены моделирование аэрогазодинамических ситуаций и визуализация последствий принимаемых решений. Предложены программные средства для выбора вентилятора местного проветривания и мониторинга режима его работы, которые повышают эффективность проектирования вентиляции подготовительных выработок большого поперечного сечения и обеспечивают высокий уровень аэрологической безопасности. Построены математические модели газообмена горного массива с атмосферой подготовительной выработки большого поперечного сечения и формирования газовой ситуации. Усовершенствована методика расчета количества воздуха. Проведены вычислительные эксперименты, и получены приближенные зависимости для инженерных расчетов. Усовершенствована методика аналитического описания рабочих характеристик вентиляторов местного проветривания, отличающаяся тем, что использует программные средства для преобразования графически заданных характеристик в цифровую базу данных, которая позволяет подобрать высокоточные аппроксимации. Обоснован процесс 3d-моделирования аэрогазодинамических потоков в программном комплексе Solidworks, который позволяет визуализировать и моделировать воздушные потоки в строящихся подготовительных выработках большого поперечного сечения. Уточнены математические модели движения газовых примесей в выработках, имеющих большую площадь поперечного сечения, отличающиеся тем, что расчет полей концентрации газов осуществляется на основе установленных закономерностей динамики газовыделений, входящих в уравнение конвективно-турбулентной диффузии.