Введение
1. Состояние изученности вопроса и задачи исследования 11
1.1. Существующие технологии контроля проветривания горных выработок 11
1.2. Анализ методов расчета воздухораспределения в вентиляционных сетях 13
1.3. Анализ способов обеспечения аэрогазодинамической безопасности в штатных и аварийных режимах проветривания 19
1.3.1. Штатный режим проветривания 19
1.3.2. Аварийный режим проветривания 20
1.4. Цель и задачи исследования 27
2. Разработка математических методов прогнозирования воздухораспределения в вентиляционных сетях 29
2.1. Решение обратной задачи воздухораспределения в вентиляционной сети 29
2.1.1. Корректные исходные данные задачи 30
2.1.2. Некорректные исходные данные задачи 32
2.2. Программная реализация алгоритма распределения расходов 34
2.3. Верификация алгоритма прогнозирования распределения воздуха на основе данных инструментальных измерений в рудниках 40
2.4. Выводы 46
3. Разработка системы мониторинга расходов воздуха в сети горных выработок шахт и рудников 48
3.1. Концепция системы аэрогазодинамической безопасности на основе алгоритма решения обратной задачи воздухораспределения 48
3.2. Разработка системы мониторинга вентиляции на физической модели рудника (испытательном аэродинамическом стенде) 51
3.3. Экспериментальное исследование работы алгоритма прогнозирования воздухораспределения в различных вентиляционных режимах 63
3.4. Выводы 75
4. Создание аналитических инструментов плана мероприятийпо локализации и ликвидации аварий 76
4.1. Разработка методов расчета распределения продуктов горения в сети горных выработок 77
4.1.1. Обоснование модели идеального вытеснения для решения задач газопереноса 77
4.1.2. Разработка алгоритма определения зон задымления при авариях 79
4.1.3. Расчет и визуализация динамического распространения продуктов горения 82
4.2. Подготовка оперативных мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий 87
4.2.1. Алгоритм определения опасных позиций при задействовании аварии 87
4.2.2. Определение путей выхода людей с учетом топологии вентиляционной сети и распределения продуктов горения 90
4.3. Выводы 93
5. Технологическое и методическое обеспечение построения систем аэрогазодинамической безопасности на шахтах и рудниках 95
5.1. Разработка автоматической замерной станции 96
5.2. Методика определения количества и мест установки автоматических замерных станций 99
5.3. Разработка системы аэрогазодинамической безопасности рудника «Таймырский» ОАО «ГМК «Норильский никель» 100
5.4. Оценка эффективности инвестиций в систему аэрогазодинамической безопасности 104
5.5. Выводы 107
Заключение 109
Список использованных источников 111
