Автор: Трофимов В.А.
Источник: Трофимов В.А. Конспект лекций по Компъютерному моделированию аварийных вентиляционных режимов

Для збільшення витрати повітря в певній гірничій виробці (об’єкт регулювання) необхідно збільшити аеродинамічний опір якоїсь іншої виробки (виробка-регулятор): встановити в ній перемичку, закрити вентиляційні або пожежні двері.

Для моделювання збільшення витрат повітря у якійсь виробці необхідно спочатку визначити гілку у вентиляційній мережі де буде встановлено вентиляційний регулятор. Це завдання у програмному комплексі IRS «Вентиляция шахт-ЕПЛА» вирішується автоматично. «Встановлення» регулятора, «підвищення опору» гірничої виробки, «закривання» вентиляційних або пожарних дверей усі ці події реального життя в компь’ютерній програмі моделюються збільшенням величини певного числа у «вікні» гілки-регулятора («гілка-регулятор» гілка вентиляційної мережі при збільшенні опору якої підвищується витрати повітря в «гілці — об’єкті регулювання»). Тобто, користувач просто набирає декілька цифр на клавіатурі комп’ютера і натискає клавішу, яка запускає задачу розрахунку роподілу повітря у вентиляційній мережі з новими даними аеродинамічного опору гілки-виробки.

Регулювання розподілу повітря за рахунок збільшення аеродинамічного опору в аерології шахт має назву «негативне» регулювання. Регулювання за рахунок зменшення опору гірничих виробок називається «позитивним». Моделюючи «негативне» регулювання ми моделюємо збільшення витрати повітря в об’єкті регулювання і зменшення витрати повітря в гілці-регуляторі (за рахунок збільшення опору гілки-регулятора).
Збільшення витрати повітря в гірничій виробці можливо також за рахунок зменшення аєродинамічного опору цієї виробки («позитивне» регулювання). Це можливо якщо у виробці попередньо встановлені закриті вентиляційні двері або вентиляційне вікно. В щільній перемичці можна зробити отвір або зруйнувати перемичку. Моделюючи «позитивне» регулювання ми робимо оцінку збільшення витрати повітря в гілці-регуляторі і зменшення витрат повітря в паралельних гілках-виробках (за рахунок зменшення опору гілки-регулятора). Підвищення витрати повітря в аварійній виробці може передбачатися (у відповідній позиції плану ліквідації аварії) при виникненні пожежі в похилій виробці. Наприклад, це потрібно робити якщо результати моделювання пожежі вказують на загрозу перекидання потоку повітря у аварійній виробці за рахунок протидії тепловой депресії пожежі.

В програмному комплексі IRS «Вентиляція шахт-ЕПЛА» оцінка стійкості низхідного або висхідного потоку повітря при пожежі відбувається автоматично після вибору цієї задачі. Можна робити оцінку одразу для усіх похилих виробок або для поодиноких. В останньому варіанті усі гілки-виробки, де можливе порушення стійкості провітрювання, змінюють свій колір на екрані монітору на голубий.
Підвищення витрати повітря в виробці може бути необхідно також в разі аварійного підвищення її опору (обвалення гірничих порід) і загрози підвищення концентрації шкідливих газів.

Пошук місця встановлення «негативного» регулятора в програмі IRS «Вентиляція шахт-ЕПЛА» відбувається автоматично. Крім того, автоматично визначається резервна гілка-регулятор (на той випадок, якщо підвищення опору в основному варіанті моделювання чомусь неможливе). Слід також враховувати, що можливі випадки коли для забезпечення стійкості низхідного потоку повітря необхідно передбачати встановлення регуляторів одночасно в 2-3 місцях.

Загальний сценарій дослідження (моделювання і аналіз результатів моделювання) стійкості провітрювання при пожежі в похилій виробці з низхідним рухом повітря вміщує наступні дії:
— автоматичне визначення переліку всіх місць де можливе порушення стійкості провітрювання при пожежі;
— послідовне моделювання дії пожежі в усіх гілках де можливе порушення стійкості (з переліку);
— визначення зони можливого розповсюдження пожежних газів і визначення робочих місць де можуть опинитися пожежні гази в разі порушення стійкості провітрювання;
— визначення умов виходу шахтарів із зони розповсюдження пожежних газів після порушення стійкості провітрювання;
— автоматичне визначення місць встановлення регуляторів (основне і резервне) для підвищення стійкості вентиляційного потоку в похилій виробці;
— моделювання дії пожежі після підвищення опору гілки-регулятора і визначення мінімального опору регулятора необхідного для забезпечення стійкості потоку повітря при пожежі;
— перевірка відповідності мінімально необхідного опору регулятора в моделі і регулятора встановленного в реальній гірничій виробці.

Для виробок з висхідним провітрюванням сценарій дослідження стійкості провітрювання значно простіший, адже у більшості випадків для забезпення стійкості провітрювання достатньо просто підвищити опір аварійної виробки на 0, 1 даПа с2/м6. В усіх випадках результати моделювання аварійних вентиляційних режимів (опір регуляторів необхідний для забезпечення стійкості вентиляційних потоків під час пожежі, напрямок руху повітря, необхідна депресія або витрати повітря в гірничих виробках) повинні перевірятися в умовах шахти під час планової перевірки аварійних вентиляційних режимів.