Ученые Пермского Политеха рассказали, как изменение атмосферного давления влияет на выделение опасных газов в рудниках
Эксплуатация калийных рудников часто связана с рисками для здоровья и безопасности работников, в частности, из-за отравления вредными газами, которые выделяются из породы в процессе добычи. Сейчас существуют различные методы борьбы с этим явлением, но, несмотря на это, проблема все еще актуальна. Чтобы обеспечить необходимые меры безопасности и снизить риск заболевания горнорабочих, важно заранее определять места и время газовыделений в рудниках. Для этого нужно знать, как происходит движение газа и что на это влияет. Ученые Пермского Политеха исследовали взаимосвязь между изменением атмосферного давления и газовой обстановкой в выработках и разработали методику, которая позволит прогнозировать ситуацию в руднике на основе метеорологических данных.
Статья с результатами опубликована в сборнике «Актуальные проблемы охраны труда и безопасности производства, добычи и использования калийно-магниевых солей», 2024 год. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Газодинамические явления — это одна из серьезных проблем разработки калийных рудников. В процессе добычи солей из пород выделяются ядовитые серосодержащие газы, опасные для здоровья рабочих.
На рудниках проводят интенсивную вентиляцию выработок и рабочих зон, контролируют состояние атмосферы, а также используют средства индивидуальной защиты. Но, несмотря на все меры предосторожности, ситуация остается опасной, поэтому необходимо продолжать разработку новых технологий для борьбы с газовыделениями.
Метеорологические факторы могут существенно влиять на процессы перемещения и концентрации газа в породах. Ученые Пермского Политеха изучили эту связь 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 повышенном атмосферном давлении газопроницаемость пластов занижается, и газ выделяется через микротрещины и поры. При значительном падении давления в выработке начинается интенсивное высвобождение газа как из стенок, так и из измельченной породной массы. Чем больше в этих условиях объем добычи, тем сильнее он выделяется, — объясняет Александр Земсков, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ПНИПУ, доктор технических наук.
При таком прогнозировании важно учитывать, что на изменение атмосферного давления в рудниках также влияет и работа вентиляционной системы.
Политехники отмечают, что существуют пороговые значения давления, превышение которых резко меняет интенсивность газовыделений. Они отличаются в зависимости от времени года. Измерение погодных условий в районе рудников крупного Верхнекамского месторождения показало, что в 62% случаев газодинамическая обстановка обостряется в весенние и осенние периоды при резкой смене метеорологических показателей.
— На основе информации об изменении атмосферного давления и анализе данных на калийных рудниках мы выполнили прогноз на год для Верхнекамского месторождения и выявили предположительно опасные и угрожаемые дни по метеофакторам. В такие дни работники заведомо должны быть осведомлены о повышенной опасности для предотвращения неблагоприятных ситуаций, — рассказывает Алсу Имайкина, студентка кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ПНИПУ.
Ученые Пермского Политеха доказали, что прогнозирование газовыделений в калийных рудниках с использованием метеорологического фактора представляет собой надежный инструмент обеспечения безопасности горнорабочих.