Abstract
Dust suppression is the most popular method for depositing dust from the air to blast isolation. Improving the isolation system for probable coal dust explosions is an integral part of the problem of dust explosion protection of mining enterprises, the solution of which is one of the most important tasks in the field of occupational safety and health. Purpose: study of physics of the process and the construction of a mathematical model of the movement of aerosols in mine workings in a wide range of changes in the inertial kinematic parameters of the air flow. Research methods. Based on the Boussinesq equation, the Fourier rule and the similarity theorem of complex systems, the analogy of vorticity dispersion and kinematic viscosity, a mathematical model of the movement of dust aerosols under hydro-vortex coagulation conditions is constructed. Some similarity criteria are obtained that ensure the identity of experimental studies and real aerological processes in mines, as well as criterion equations for calculating the coefficient of aerodynamic drag and the time of unsteady inertial motion. Results. Equations are obtained that make it possible to identify aerodynamic processes of aerosol motion under hydro-cyclonic dust suppression through the criteria of Reynolds, Euler and Archimedes, corresponding to the overStokes and Stokes flow regimes. The possibility of reducing the aerodynamic resistance to 20% during hydro-vortex coagulation has been confirmed, which makes it possible to increase the energy efficiency of dust suppression by up to 15% and to increase the turbulization coefficient by at least 20%, thereby reducing the likelihood of a hazardous concentration of dust aerosols. Application. The use of the proposed mathematical model will make it possible to better calculate local aerological processes in mine workings and, as a consequence, to increase the efficiency of turbulization and dust suppression process control at mining enterprises.
Highlights
Improving the isolation system for probable coal dust explosions is an integral part of the problem of dust explosion protection of mining enterprises, the solution of which is one of the most important tasks in the field of occupational safety and health
Some similarity criteria are obtained that ensure the identity of experimental studies and real aerological processes in mines, as well as criterion equations for calculating the coefficient of aerodynamic drag and the time of unsteady inertial motion
Nikolay Petrovich KOSAREV* Vladimir Nikolaevich MAKAROV** Aleksandr Vladimirovich UGOL'NIKOV*** Nikolay Vladimirovich MAKAROV**** German Petrovich DYLDIN*****
Summary
Николай Петрович КОСАРЕВ* Владимир Николаевич МАКАРОВ** Александр Владимирович УГОЛЬНИКОВ*** Николай Владимирович МАКАРОВ**** Герман Петрович ДЫЛДИН*****. Совершенствование системы локализации вероятных взрывов угольной пыли – составная часть проблемы пылевзрывозащиты горных предприятий, решение которой является одной из важнейших задач в области техники безопасности и охраны труда. На базе уравнения Буссинеска, правила Фурье и π-теоремы о подобии сложных систем, аналогии дисперсии завихренности и кинематической вязкости построена математическая модель движения пылевых аэрозолей в условиях гидровихревой коагуляции, получены критерии подобия, обеспечивающие идентичность экспериментальных исследований и реальных аэрологических процессов в шахтах, критериальные уравнения для расчета коэффициента аэродинамического сопротивления и времени неустановившегося инерционного надстоксовского движения. Подтверждена возможность снижения до 20 % аэродинамического сопротивления при гидровихревой коагуляции, что позволяет повысить до 15 % энергоэффективность пылеподавления и не менее чем на 20 % увеличить коэффициент турбулизации, снижая тем самым вероятность возникновения опасной концентрации пылевых аэрозолей. Использование предложенной математической модели позволит более качественно рассчитывать локальные аэрологические процессы в горных выработках и, как следствие, повысить эффективность управления процессом турбулизации и пылеподавления на горных предприятиях. Исследования показывают, что более 60 % случаев образования взрывоопасной среды могут быть исключены при эффективном пылеподавлении
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
