Исследование показало, как колебания атмосферного давления влияют на выделение опасных газов в шахтах.

Статья с результатами опубликована в сборнике «Актуальные проблемы охраны труда и безопасности производства, добычи и использования калийно-магниевых солей». Исследование было проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Газодинамические явления представляют собой одну из серьезных проблем при разработке калийных рудников. В процессе добычи солей из горных пород выделяются токсичные серосодержащие газы, которые опасны для здоровья работников.

На рудниках осуществляется активная вентиляция выработок и рабочих зон, контролируется состояние атмосферы, а также применяются средства индивидуальной защиты. Тем не менее, несмотря на все меры предосторожности, ситуация остается угрожающей, что обуславливает необходимость разработки новых технологий для борьбы с газовыделениями.

Метеорологические факторы могут значительно влиять на процессы перемещения и концентрации газа в породах. Ученые Пермского Политеха изучили эту взаимосвязь и разработали методику прогнозирования на основе данных об атмосферном давлении в рудниках.

«Интенсивность выделения газа зависит от газопроницаемости массива выработок, газоносности пород и давления газа в разрабатываемом пласте. При увеличении атмосферного давления газопроницаемость пластов снижается, и газ выделяется через микротрещины и поры. При значительном падении давления в выработке начинается активное высвобождение газа как из стенок, так и из измельченной породной массы. Чем больше объем добычи в таких условиях, тем интенсивнее выделение газа», – объясняет Александр Земсков, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ПНИПУ, доктор технических наук.

При осуществлении такого прогнозирования необходимо учитывать, что на изменение атмосферного давления в рудниках также влияет работа вентиляционной системы.

Политехники подчеркивают, что существуют пороговые значения давления, превышение которых резко изменяет интенсивность газовыделений. Эти значения варьируются в зависимости от времени года. Измерения погодных условий в районе крупных рудников Верхнекамского месторождения показали, что в 62% случаев газодинамическая обстановка ухудшается в весенние и осенние месяцы при резкой смене метеорологических условий.

«На основе данных об изменении атмосферного давления и анализа информации на калийных рудниках мы составили прогноз на год для Верхнекамского месторождения и определили потенциально опасные и угрожающие дни по метеофакторам. В такие дни работники должны быть заранее уведомлены о повышенной опасности для предотвращения негативных ситуаций», – делится Алсу Имайкина, студентка кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ПНИПУ.

Ученые Пермского Политеха доказали, что прогнозирование газовыделений в калийных рудниках с использованием метеорологических факторов является надежным инструментом для обеспечения безопасности горнорабочих.