У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна задача підвищення ефективності провітрювання залізорудних шахт після масових вибухів, що полягає у встановленні закономірностей процесу поглинання токсичних газів у заваленому просторі після масових вибухів і виносу їх у прилеглі до акумулюючих камер виробки, які дозволяють прогнозувати динаміку токсичних газів в очисному просторі після масових вибухів, розробці методів і засобів, що підвищують ефективність провітрювання гірничих виробок залізорудних шахт і виключають випадки отруєння гірників токсичними продуктами вибуху. Найбільш важливі наукові та прикладні результати, висновки і рекомендації полягають у наступному: 1. Виконано аналіз вентиляційних режимів і стану провітрювання залізорудних шахт. Установлено, що основним небезпечним виробничим чинником, який визначає рівень безпеки підземних гірничих робіт, є гази підривних робіт, акумульовані в заваленій гірській масі (руді) при їх непрогнозованому виході (викиді) під час очисної виїмки руди за нормальних режимів вентиляції шахти у прилеглі до акумулюючої камери бурові, очисні і транспортні виробки . 2. Розроблено класифікацію вентиляційних режимів і способів та засобів керування ними, наведено їх характеристику та рекомендації з вибору найбільш раціональних режимів провітрювання шахт. Установлено, що основними факторами, які ускладнюють введення рекомендованих режимів є відсутність ефективних способів і засобів регулювання розподілу повітря в складних шахтних вентиляційних мережах і низька аеродинамічна якість вентиляційних споруд. 3. Запропонована математична модель процесу поглинання токсичних газів у заваленому просторі і виносу їх у виробки блоку, які примикають до нього, що дозволяє з урахуванням загальної теорії динаміки сорбції, сформулювати закономірності, справедливі для видів сорбції, які мають місце в поровому просторі заваленої руди. 4. Дано математичний опис процесу зміни концентрації токсичних газів при виході їх із заваленого простору, який свідчить про те, що в результаті аерогазодинамічних процесів, що протікають у завалених просторах, при певних умовах, можуть виникнути "сплески" концентрації токсичних газів при виході їх із завалених просторів у прилягаючі до них гірничі виробки. 5. Установлено, що вихід оксиду вуглецю з зони обвалення при вимиванні його з порового простору залізної руди чистим атмосферним повітрям відбувається у виді стрибкоподібного збурення, на передньому фронті якого спостерігається уповільнення наростання концентрації, а на задньому - уповільнення її падіння; при цьому на границях газової пробки імпульс носить експонентний характер зміни концентрації; криві розгону, отримані в результаті експерименту, добре співпадають з фізичними уявленнями про газодинамічні процеси в заваленому просторі при проходженні через нього чистого атмосферного повітря, що вимиває токсичні гази за межі порового простору. 6. Показано, що після регламентованого за часом провітрювання винос оксиду вуглецю з відбитої руди в прилягаючі гірничі виробки з концентрацією перевищуючою ГДК виникає внаслідок десорбції і накопичення в порах відбитої руди вільного оксиду вуглецю при порушеннях режимів провітрювання акумулюючих камер (зупинка чи реверсування фільтраційних потоків) або внаслідок наявності і наступного обвалення у висадженій гірській масі ділянок через який, при нормальному режимі провітрювання, не проходять фільтраційні потоки атмосферного повітря. 7. Отримано експериментальну залежність поглинання оксиду вуглецю залізною рудою від парціального тиску газу, що дозволяє прогнозувати динаміку токсичних газів в очисному просторі після масових вибухів. Установлено, що кількість адсорбованих залізною рудою токсичних газів, які утворилися в результаті вибуху, при певних умовах (тиск, кількість руди, що підривається, і т.д.) може бути досить істотною, що при наступній десорбції може призвести до появи в заваленому просторі концентрації СО, яка перевищує ГДК у десятки разів. 8. Розроблено спосіб керування екстремальним газовиділенням, який полягає в тім, що повітря, яке містить високі концентрації токсичних газів, потрапляючи з очисних камер у діючі гірничі виробки обмежується за дебітом, не допускаючи утворення на робочих місцях небезпечних концентрацій. Для реалізації цього способу розроблені нові вентиляційні споруди на основі рулонних матеріалів із заданими фільтраційними характеристиками, що визначають аеродинамічний опір перемички і регулюють надходження токсичних газів у робочу зону діючих виробок. 9. Обґрунтовано вузловий спосіб регулювання розподілу повітря як найбільш ефективний і перспективний. Для його реалізації в умовах залізорудних шахт розроблений багатопозиційний регулятор розподілу повітря для сполучень гірничих виробок, який успішно пройшов промислові випробування на шахті "Жовтнева" ВАТ "Криворізький залізорудний комбінат". Конструкція РВП дозволяє забезпечити необхідний розподіл повітря у вузлах шахтних вентиляційних мереж і відрізняється простотою і зручностями при експлуатації. 10. Розроблено армовані герметизуючі покриття вентиляційних споруд, які наносяться на поверхню у рідкому стані і дозволяють істотно підвищити міцність покрить та продовжити їхній термін служби, що дає можливість забезпечити нормативні значення витоків повітря. Запропоновано спосіб плівкової герметизації ізолюючих вентиляційних споруджень, вироблених просторів і зон, що мають активний некерований аеродинамічний зв'язок у шахтних вентиляційних мережах у тому числі з денною поверхнею. Використання результатів дисертаційної роботи в практиці організації й оперативного керування провітрюванням гірничих виробок шахт дозволяє істотно підвищити рівень безпеки підземних гірничих робіт і знизити енергоємність вентиляційних режимів залізорудних шахт України. Основні положення і результати дисертації опубліковані у роботах: 1. Голинько В.И., Евстратенко И.А. Вентиляционные режимы рудников Кривбасса // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2003. - № 5. - С. 58-60. 2. Евстратенко И.А., Кривцун Г.П., Микрюков С.Б. Узловое регулирование распределением воздуха в сложных вентиляционных сетях угольных и железорудных шахт // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2003. - № 8. - С. 97-98. 3. Голинько В.И., Евстратенко И.А., Микрюков С.Б. Аэродинамические процессы и структура воздушного потока в негерметичных горных выработках, примыкающих к обрушенным пространствам // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2003. - № 1. - С. 85-86. 4. Евстратенко И.А., Микрюков С.Б. Снижение утечек воздуха через вентиляционные сооружения и надшахтные здания // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2003. - № 2. - С. 86-88. 5. Евстратенко И.А. Моделирование газодинамических явлений в обрушенных пространствах после массовых взрывов // Сб. научных тр. НГУ, № 19, т.3. – Днепропетровск: 2004. – С. 43-56. 6. Алексеев Е.К., Евстратенко И.А., Микрюков С.Б. Оперативное перераспределение воздуха в очистных выработках соседних блоков с помощью вентиляционных перемычек повышенной воздухонепроницаемости // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2004. - № 1. - С. 76-78. 7. Голинько В.И., Евстратенко И.А. Газодинамические процессы в обрушенных пространствах шахт после массовых взрывов // Разработка рудных месторождений: Научн.-техн. сб. – 2004. Вып. 85. - С. 70-74. 8. Колесник В.Е., Евстратенко И.А., Лебедев Я.Я. Моделирование процесса выноса ядовитых примесей после производства массовых взрывов на шахтах Кривбасса // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ. - 2004. - № 1. - С. 81-83. 9. Евстратенко И.А., Кривцун Г.П., Лебедев Я.Я. Способ борьбы с утечками воздуха через вентиляционные сооружения, основанный на применении воздухонепроницаемых пленок // Разработка рудных месторождений: Научн.-техн. сб. – 2005. Вып. 89. – С. 203-207. 10. Патент України 65930 А, МК Е21F1/10. Регулятор шахтних повітряних потоків / В.І.Голінько, І.А.Євстратенко, Г.П.Кривцун, Я.Я.Лебедєв // Опубл. 15.04.2004. Бюл. № 4. – 6 с. 11. Евстратенко И.А., Кривцун Г.П., Микрюков С.Б. Классификация способов и средств обеспечения оптимальных вентиляционных режимов шахт // Сб. науч. тр. НГУ. Тр. межн. науч.-техн. конф. “Форум гірників» – 2003. – №17, том 2. – С. 362-367. 12. Евстратенко И.А. Повышение эффективности управления вентиляционными режимами рудников Кривбасса // Тезисы докладов межд. конф. “Україна наукова 2003”. – Том 27. Гірнича справа - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003. – С. 6-7. 13. Состояние и пути повышения эффективности проветривания железорудных шахт / Голинько В.И., Евстратенко И.А., Кривцун Г.П., Микрюков С.Б. // Сб. научных тр. НГУ. Доклад на межн. науч.-техн. конф. “Проблемы аэрологии горнодобывающих предприятий” – 2004. – № 19, том 3. – С. 168-171. | 