УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОВІТРЮВАННЯ ТА ПОКРАЩЕННЯ МІКРОКЛІМАТИЧНИХ УМОВ У ВИБОЯХ ГЛИБОКИХ ШАХТ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/3041-2080/2026-6-22

Ключові слова:

рудникова атмосфера, мікрокліматичні умови, мікрокліматичний показник осушення повітря, кондиціювання, теплообмінник, водний ресурс

Анотація

У статті розглянуто способи забезпечення комфортних і безпечних умов праці шахтарів у глибоких вибоях вугільних підприємств, де ця проблема набуває дедалі більшої актуальності. Наявні, основані на температурних показниках, нормативи мікроклімату для підземних робочих місць унаслідок технічних та економічних причин відрізняються в негативну сторону від прийнятих для поверхні. Покращувати мікрокліматичні умови на підземних робочих місцях можна шляхом охолодження шахтного повітря з одночасним частковим вилученням вологи. Розрахунки показали, що з осушенням та охолодженням повітря температурою 24 оС нижче точки роси мікрокліматичний показник Нumidex зменшується з небезпечного рівня 37,7 до комфортного – 12,5. Сенс удосконалення полягає в доповненні установки місцевого провітрювання теплообмінником відкритого типу, який використовує скраплений азот, – відхід від підготовки металургійного кисневого дуття. Вилучення вологи із шахтного повітря зменшує його густину і, відповідно, витрати на провітрювання мережі гірничих виробок вентиляторами головного провітрювання. Додатковою перевагою способу покращення стану на робочих місцях є отримання із шахти водного ресурсу доволі високої якості. Вилучення частини такого ресурсу дасть змогу зменшити витрати на придбання води для технологічних потреб та на пожежогасіння. Узагальнення отриманих результатів дослідження дало змогу оцінити запропонований спосіб нормалізації умов праці гірників у глибоких шахтах, при комплексному підході, який передбачає кондиціювання повітря з одночасним вилученням води, а також полегшенням режиму вентиляції гірничих виробок, забезпечує значні переваги з боку екології, промислової санітарії, технології та економіки. Для попереднього розрахунку параметрів та оцінки розробки використані фактичні дані по ПРАТ «Шахтоуправління “Покровське”».

Посилання

Abramowicz A., Rahmonov O., Chybiorz R. Environmental Management and Landscape Transformation on Self-Heating Coal-Waste Dumps in the Upper Silesian Coal Basin. Land. 2021. № 10(1). Р. 23. https://doi.org/10.3390/ land10010023.

Ahamed P. U., Mohamed Ibraheem M. P, Syed Basith K. M., Mohammed Azharudeen J., Kiyasudeen P. A. Performance Analysis of Atmospheric Water Extraction by Refrigerator Cum Air Conditioner. International Journal of Advanced Research. 2023. № 3(3). Р. 2581–9429. https://doi.org/10.48175/IJARSCT-14341.

Almrid А. А., Alanabi F. M. Experimental study of atmospheric water generator under Libyan climate. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 2021. № 12(5). Р. 38–44. https://doi.org/10.34218/ IJMET.12.5.2021.005.

Bhukya P., Naick B., Enhancing ventilation fan performance in underground coal mines: a hybrid approach. Electrical Engineering. 2024. Vol. 106. Р. 4969–4992. https://doi.org/10.1007/s00202-024-02268-0.

Bohomaz O., Kostenko V., Hlushko I., Liashok N., Kostenko T. Use of solid mining waste to improve water retention capacity of loamy soils. Mining of Mineral Deposits. 2023. Vol. 17(4). Р. 29–34. https://doi.org/10.33271/ mining17.04.029.

Чернов В. О., Макаров А. А. Автономний комплекс для виділення води з атмосферного повітря. Патент на корисну модель 49865. Україна. 2010.

Dao V. C., Le T. D., Vu T. T., Nguyen H. C. Research, Calculation and Proposal of Ventilation Solution for Duong Huy Coal Mine when Mining Down to -250 m Depth. Inżynieria Mineralna. 2021. Vol. 1(2). https://doi.org/10.29227/IM-2021-02-49

ДСН 3.3.6.042-99 Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень. Україна. 1999.

Inbar O., Gozlan I., Ratner S., Aviv Y., Sirota R., Avisar D. Producing Safe Drinking Water Using an Atmospheric Water Generator (AWG) in an Urban Environment. Water. 2020. Vol. 12(10). Р. 2940. https://doi.org/10.3390/ w12102940

Kaplan A., Ronen-Eliraz G., Ratner S., Aviv Y., Wolanov Y., Avisar D. Impact of industrial air pollution on the quality of atmospheric water production. Environmental Pollution. 2023. Vol. 325. 121447. https://doi.org/10.1016/ j.envpol.2023.121447

Kocsis K.C., Sunkpal M. Identifying and controlling heat-induced health and safety problems in underground mines. Mining Engineering. 2017. Vol. 69 (9). Р. 53–60. https://doi.org/10.19150/me.7745

Коняхін Г. Ф., Верещагін В. Л. Пристрій для отримання води з атмосферних парів. Патент на корисну модель 48999. Україна. 2010

Kostenko V., Zavialova O., Chepak O., Pokalyuk V. Mitigating the adverse environmental impact resulting from closing down of mining enterprises. Mining of Mineral Deposits. 2018. Vol. 12(3). Р. 105–112. https://doi.org/10.15407/mining12.03.105

Kostenko V., Zavialova O., Novikova Y., Bohomaz O., Krupka Y., Кostenk, T. Substantiating the parameters of quickly erected explosion-proof stopping. Rudarsko-geološko-naftni zbornik. 2022. Vol. 37(4). Р. 143–153. https://doi.org/10.17794/rgn.2023.2.10

Kostenko V., Bohomaz O., Kostenko T., Berezovskyi A. Mechanism of coal aerosol explosion development in an experimental mine working. Rudarsko-geološko-naftni zbornik, 2023. Vol. 38(2). Р. 135–142. https://doi.org/10.17794/rgn.2022.4.12

Kumar M., Yadav A., Mehla N. Water generation from atmospheric air by using different composite desiccant materials. International Journal of Ambient Energy. 2017. Vol. 40(4). Р. 343–349. https://doi.org/10.1080/ 01430750.2017.1392350

Лапшин О. Є., Лапшин О. О., Лапшина Д. О. Використання шахтних вод для нормалізації мікроклімату в гірничих виробках глибоких шахт. Вісник Криворізького національного університету. 2015. Вип. 40. С. 27–33.

Milosevic D., Dunjić J., Stojanović V. Investigating Micrometeorological Differences between Saline Steppe, Forest-steppe and Forest Environments in Northern Serbia during a Clear and Sunny Autumn Day. Geographica Pannonica. 2020. Vol. 24. Р. 176–186. https://doi.org/10.5937/gp24-25885.

Nguyen Q. V., Do T. N., Nguyen T. V., Nguyen M. V. Le H. N. Solutions to improve microclimate conditions for longwall in Mong Duong coal mine (in Vietnamese). Journal of Mining and Earth Sciences. 2021. Vol. 62(5a). Р. 28–35. https://doi.org/10.46326/JMES.2021.62(5a).04.

НПАОП 10.0-1.08-25. Правила безпеки ведення гірничих робіт у вугільних шахтах. [На заміну НПАОП 10.0-1.01-10; чинний від 2025-09-05]. Вид. офіц. Київ : 144 с. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1145-25#.

OECD Global Material Resources Outlook to 2060. Economic Drivers and Environmental Consequences, OECD Publishing, Paris. 2019. https://doi.org/10.1787/9789264307452-en.

Quan T.T., Łuczak R., Życzkowski P. Climatic hazard assessment in selected underground hard coal mines in Vietnam. Journal of the Polish Mineral Engineering Society. 2019. Vol. 2(2). Р. 155–163. https://doi.org/10.29227/IM-2019-02-69.

Szlązak N., Borowski M., Obracaj D., Swolkień J., Korzec M., Piergies K. Current Ventilation Problems in Hard Coal Mines. “Wydawnictwa AGH”, 2017. 156 p.

Szlązak N., Obracaj D., Swolkień J. An Evaluation of the Functioning of Cooling Systems in the Polish Coal Mine Industry. Energies. 2018. Vol. 11. 2267. https://doi.org/10.3390/en11092267.

Teku К., Yadav J.S., Rao V.S., Raghu M., Kumar G.U. Experimental Analysis of Potable Water Generation using Humidified Air. Research and Applications of Thermal Engineering. 2021. Vol. 4(1). Р. 1–9. http://doi.org/10.5281/zenodo.4638529.

Wang К., Li Q., Wang J., Yang S. Thermodynamic characteristics of deep space: hot hazard control case study in 1010-m-deep mine. Case Studies in Thermal Engineering. 2021. Vol. 28. 101656. https://doi.org/10.1016/ j.csite.2021.101656.

Хue Y., Wang J., Xiao J. Bibliometric analysis and review of mine ventilation literature published between 2010 and 2023. Heliyon. 2024. Vol. 10. e26133. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26133.

Zhang C., Tang S. C., Li D. M., Xing J. J., Xu A. M., Li J. Experimental study of the heavy-duty working condition and intensified fatigue grade for the workmen under high temperature and great humidity environment. Journal of safety and environment. 2015. Vol. 15. Р. 176–180.

Zhang J. G., Yang S. H., Suo C. Y. Research on effects of high temperature and high humidity environment on miners physiology and psychology. China Safety Science Journal. 2015. Vol. 25. Р. 23–28.

Zheng S.-F., Eimann F., Philipp C., Fieback T., Gross U. Experimental and modeling investigations of dropwise condensation out of convective humid air flow. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Vol. 151. 119349. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119349.

НПАОП 10.0-7.08-93. Настанова з проєктування вентиляції вугільних шахт. Затверджено наказом Державного комітету України з нагляду за охороною праці № 131 від 20.12.1993. ДНАОП 1.1.30-6.09.93.

Безпека та гігієна праці у гірничодобувній галузі та вугільній промисловості в Україні. Міжнародна організація праці. Група технічної підтримки з питань гідної праці та Бюро МОП для країн Центральної та Східної Європи. Київ : МОП. 2018. 46 с.

Проєкт «Розкриття та підготовка запасів блоку №11 ПрАТ «ШУ «Покровське». Нове будівництво. с. Піщане, Донецької області. Управління проєктно-вишукувальних робіт ТОВ «ШСП № 3». Зі змінами 2021 р.

Проєкт «Розкриття та підготовка запасів блоків № 12 ПрАТ «ШУ «Покровське». Нове будівництво. с. Зелене, Донецької області. Управління проєктно-вишукувальних робіт ТОВ «ШСП № 3». Зі змінами 2022 р.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-16