شبیه سازی عددی بهبود سیستم های تهویه در معادن زغال سنگ زیرزمینی اتاق و ستون توسط سدهای هوا و پرده تهویه

تهویه معدن یکی از عملیات مهم معدن کاری زیرزمینی است. از اهداف تهویه معدن می توان به تامین اکسیژن کافی برای تنفس افراد، ایجاد شرایط کاری مناسب و رقیق کردن و خارج کردن گازها و گرد و غبار اشاره کرد. هنگام استخراج زغال سنگ، گاز متان از کانی های زغال متصاعد می شود. برای جلوگیری از تجمع این گاز و انفجار شدید، استفاده از تهویه کمکی در کنار تهویه عمومی ضروری است. تهویه کمکی در معدن زغال سنگ اتاق و ستون به دو روش سد هوا و پرده تهویه عملیاتی می شود. در این پژوهش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی معادلات بقای جرم، تکانه، گونه ها و انرژی گسسته سازی شده و نتایج حاصله با کار آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است و سپس چند سناریو جهت بهبود تهویه معدن پیش بینی شده است. از نتایج شبیه سازی می توان به کاهش 34.8 درصدی غلظت گاز متان با استفاده از سدهای هوا اشاره کرد اما میزان آن همچنان فراتر از استاندارد است. پرده تهویه غلظت بیشینه متان را 74.2 درصد کاهش می دهد اما در نواحی کناری دیواره ها غلظت این گاز 3.4 درصد است که بیشتر از استاندارد است. با به کارگیری همزمان چیدمان سدهای هوا و پرده تهویه کیفیت هوا 88.8 درصد بهبود یافت و استاندارد غلظت گاز متان به طور کامل رعایت شده و ایمنی معدن از نظر تجمع و انفجار این گاز در سطح مطلوبی قرار می گیرد.