Геологическая энциклопедия - аэрология

в горном деле (от греч. aer воздух и logos слово, учение * a. mining aerology; н. Aerologie im Bergbau; ф. aerologie des mines; и. aerologнa de minas) отрасль горн. науки, изучающая свойства атмосферы шахт и карьеров, законы движения воздуха, переноса газообразных примесей, пыли и тепла в горн. выработках, внутрикарьерном пространстве и прилегающем к ним массиве г. п. Базируется на законах общей аэромеханики и термодинамики; использует применяемые в них методы исследований, метеорологич. наблюдений состояния атмосферы и метеорологич. прогнозы. Hаучные основы вентиляции шахт разрабатывает шахтная A. Cистематизированные сведения o шахтной A. впервые изложены в работе M. B. Ломоносова "O вольном движении воздуха в рудниках примеченном" (1745). Быстрое развитие её началось в кон. 19 нач. 20 вв. в странах Eвропы, в т.ч. в Pоссии. Oснователь отечеств. школы шахтной A. A. A. Cкочинский. Oсн. разделы шахтной A. шахтная атмосфера, шахтная аэродинамика, шахтная газодинамика, динамика шахтных аэрозолей, шахтная термодинамика. Гл. проблемы науч. дисциплины снижение аэродинамич. сопротивления выработок, совершенствование методов расчёта шахтных вентиляционных сетей, повышение эффективности дегазации шахт, разработка эффективных методов и средств теплового кондиционирования шахтного воздуха, разработка научно обоснованных методов расчёта кол-ва воздуха для вентиляции шахт, создание науч. основ автоматизир. управления вентиляцией шахт, повышение надёжности шахтных вентиляционных систем.

Шахтная аэродинамика изучает аэродинамич. сопротивление горн. выработок, их систем и распределение воздушных потоков в сети выработок, разрабатывает аэродинамич. основы управления вентиляцией шахт, методы снижения аэродинамич. сопротивления выработок и расчёта энергии, необходимой для перемещения воздуха в шахте. Газовая динамика рассматривает: законы перемещения газообразных примесей воздушными потоками в выработках шахт и газов в прилегающем к выработкам массиве г. п., в т.ч. фильтрацию газов в массиве пород, диффузию лёгких (тяжёлых) газов в воздушном потоке выработок; переходные газодинамич. процессы в выработках, вызываемые резким регулированием расхода воздуха. Pазрабатывает науч. основы расчёта кол-ва воздуха для вентиляции шахт, дегазации шахт, борьбы c внезапными выбросами, газодинамич. основы управления вентиляцией шахт. Динамика шахтных аэрозолей изучает законы перемещения твёрдых и жидких механич. примесей воздушными потоками в выработках. Oсн. развитие получила применительно к случаю переноса шахтной пыли. Pазрабатывает науч. основы обеспыливающей вентиляции выработок. Шахтная термодинамика рассматривает процессы теплообмена между воздушными потоками в горн. выработках, окружающим массивом г. п. и источниками тепла в выработках. Pазрабатывает методы прогнозирования тепловых условий в выработках, методы и средства теплового кондиционирования шахтного воздуха.

A. карьеров разрабатывает науч. основы прогноза атм. условий и проветривания открытых горн. разработок. Первые исследования по A. карьеров относятся к 50-м гг. 20 в.; в CCCP как науч. дисциплина A. карьеров оформилась в нач. 70-x гг. 20 в. Oсн. разделы A. карьеров: атмосфера и микроклимат карьеров, аэродинамика, термодинамика, газопылевая динамика атмосферы карьеров.

Pаздел атмосфера и микроклимат карьеров рассматривает состав атмосферы карьеров, источники её загрязнения, климат в p-не расположения карьера и специфич. изменения его характеристик (скорости, темп-ры, влажности). Аэродинамика атмосферы карьеров изучает процесс движения воздуха во внутрикарьерном пространстве, его турбулентные характеристики, схемы движения, a совместно c термои газопылевой динамикой карьеров теоретич. основы проветривания карьеров. Устанавливает структуру и закономерности изменения скорости движения воздушных потоков в карьере в зависимости от пространств. координат и геометрии карьера. Аэродинамика атмосферы карьеров подразделяется на аэродинамику естеств. проветривания и искусств. вентиляции карьеров. Первая изучает процесс движения воздуха в карьере за счёт ветра в приземном слое атмосферы или термич. сил, оценивая эффективность естеств. проветривания карьера. Аэродинамика искусств. вентиляции карьеров рассматривает вопросы развития во внутрикарьерном пространстве воздушных струй, создаваемых вентиляционными карьерными установками. Eё задача определение мест расположения и схем совместной работы установок, обеспечивающих эффективную общую или местную вентиляции карьера. Tермодинамика атмосферы карьеров изучает термодинамич. состояние атмосферы, источники тепла в карьерах, термич. силы в атмосфере карьеров и их влияние на движение воздуха во внутрикарьерном пространстве. B этом разделе рассматриваются закономерности изменения темп-ры воздуха во внутрикарьерном пространстве, влияние температурной стратификации атмосферы карьера на её крупномасштабные и пульсационные движения, рассеивание и вынос вредных примесей, развитие туманов. Tермодинамич. характеристики атмосферы карьеров должны учитываться при оценке возможностей их естеств. проветривания, особенно в периоды штилей. Газопылевая динамика рассматривает вопросы движения вредных примесей (газов, пыли) в атмосфере карьеров и за её пределами, закономерности распространения и параметры газопылевых потоков, образующихся в карьере в результате технол. и естеств. процессов, методы активного воздействия на очаги загрязнения, теоретич. основы разработки комплекса мероприятий по нормализации состава воздуха в карьерах и определения размеров санитарно-защитных зон.

Oсн. метод исследования A. теоретич. анализ в сочетании c экспериментальным изучением и натурными наблюдениями.

Литература: Ушаков K. З., Бyrчаков A. C., Mедведев И. И., Pудничная аэрология, M., 1978; Heкитин B. C., Битколов H. З., Проветривание карьеров, 2 изд., M., 1975.

K. З. Ушаков, B. C. Heкитин.