Предложена эффективная компьютерная модель расчета рассеивания пылегазового облака после взрыва в карьере. Модель позволяет выполнять расчет динамики движения с учетом метеофакторов; формы карьера; геометрической формы облака, образовавшегося после взрыва.

Объект исследований - технико-экономическая эффективность способов и средств пылегазоподавления при массовых взрывах в карьерах. Получены результаты, которые позволяют определить эффективность способов и средств пылегазоподавления при массовых взрывах в карьерах на основании сравнительной оценки их технико-экономических показателей.

Аналітично досліджено особливості поширення пилогазової хмари під час проведення вибухових робіт за умов кар'єрів з різними типами природного провітрювання.

Наведено результати аналітичної оцінки об'ємів джерел формування негабариту для типового кар'єрного масового вибуху. Виконано якісний аналіз впливу параметрів свердловинних зарядів і бурової заходки на вміст негабариту в цих джерелах. Результати роботи можна використати для прогнозування загального вмісту негабариту в роздробленій породі масового вибуху.

Наведено результати аналітичного дослідження фізико-методичних основ із удосконалення визначання безпечних зон за розкиданням уламків породи у разі масових вибухів за умов кар'єрів. Показано, що основним фізичним механізмом посиленого вибухового розкидання уламків є утворення воронок в усті свердловинних зарядів, а кінетичні параметри руху уламків доцільно визначати експериментально з використанням кіно- та відеоапаратури. Запропоновано методику врахування впливу вітру на деформування небезпечної зони навколо місця вибуху, що дозволяє ліквідувати наявну прогалину в нормативній документації з цього питання. Розкрито закономірності впливу рельєфу місцевості на величину небезпечних радіусів вибуху за розкиданням окремих уламків породи.

Обурунтовано необхідність стандартизації в області безпеки під час проведення промислових гірничих вибухів поблизу житлових будинків, споруд і інженерних комунікацій. Наведено стислий зміст проектів двох національних стандартів України на методи визначання фактичної сейсмічної стійкості будинків і споруд, тиску на фронті ударної повітряної хвилі й границь безпечної зони, розроблених у технічному комітеті зі стандартизації ТК 9 "Руди залізні та марганцеві".

Розроблено методи оцінки вибухобезпеки тупикових виробіток вугільних шахт за умов використання електричної енергії. Апробовано математичну модель, яка з'ясовує процес формування вибуху метаноповітряної суміші від джерел вогню електричного походження. Отримано залежності інтенсивності появи вибуху в тупиковій виробітці вугільної шахти від частоти і тривалості появи електричного джерела вогню, надійності засобів захисту: вибухозахисту, захисного заземлення, системи аерогазового контролю, термінів їх профілактики, частоти виникнення небезпечного середовища і тривалості її існування. Розроблено програми для розв'язання даних задач на ЕОМ. На підстві отриманої математичної моделі розроблено "Методику оцінки вибухобезпеки тупикових виробіток вугільних шахт, при експлуатації у них електрообладнання".

Установлено закономірності формування вибухонебезпечного середовища у разі порушень провітрювання та газодинамічних явищ у вугільних шахтах. Розроблено методику визначення техногенних зон у гірському масиві. Показано взаємозв'язок газодинамічних явищ з техногенними зонами. Установлено явище утворення у гірському масиві техногенних зон в області зміни кута нахилу порід, яке полягає у тому, що за силової дії в області зміни кута нахилу відбувається перерозподіл напруг у породах, що призводить до аномальних проявів гірничого тиску, а також невідомий раніше аналітичний зв'язок між вірогідністю виникнення аварії на промислових об'єктах та їх ергатичністю, який полягає у тому, що вірогідність виникнення аварії визначається співвідношенням рівня їх інтегральної ергатичності як системи "людина - машина - середовище" та сукупністю нефункціональних залежностей, що характеризують промисловий об'єкт.

Вперше наведено теоретичне обгрунтування і практичне розв'язання актуальної науково-технічної задачі, яка полягає в підвищенні безпеки й ефективності ведення гірничорятувальних робіт у газових шахтах на підставі прогнозування та управління ризиками за виконання аварійних робіт, використання закономірностей вибуховості трикомпонентних газових сумішей та застосування розроблених способів управління складом атмосфери за допомогою мембранних газовідокремлювальних установок. Виконані дослідження дозволили розпоширити уявлення про процеси, що відбуваються в ізольованих дільницях мережі гірничих виробок у разі придушення пожеж; виявити умови, які призводять до формування вибухонебезпечних газових середовищ. Вперше обгрунтовано підтверджений факт зменшення діапазону горючості трикомпонентної газової суміші за рахунок дисипації теплоти горіння за допомогою флегматизаторів. Визначено мінімальне безпечне значення коефіцієнта флегментації для метаноповітряних сумішей, яке слід ураховувати для розрахунку часу розкриття пожежної дільниці.

Освещена практика управления сейсмическими рисками (СР) на горнодобывающих предприятиях и строящихся подземных объектах. Проанализированы особенности внезапных выбросов (ВВ) пород и методов их предотвращения, а также решений, применяемых для смягчения тяжести последствий. Изучен опыт работы рудных шахт Южной Африки и Канады, Швеции, Норвегии, Финляндии, Польши, Индии. Дана характеристика геологических условий подземных работ. Внимание уделено неоднородностям породного массива во взаимосвязи с механизмом возникновения ВВ. Определены влияние геометрии и последовательности производства горных работ на появление сейсмической опасности, СР при строительстве автомобильных, железнодорожных и водопроводных туннелей.

Проанализированы существующие методы и средства контроля пылевзрывоопасности горных выработок шахт. Обоснован метод контроля пылевзрывоопасности выработок по результатам измерения концентрации пыли в рудничной атмосфере за участком интенсивного пылеотложения.

Обобщены современные данные о свойствах угольной и породной пыли, образующейся при ведении горных работ в шахтах. Приведены данные о взрывчатости угольной пыли. Рассмотрены поражающие факторы объемного взрыва пылегазовоздушных смесей (ПГВС). Оценена эффективность современных способов предупреждения и локализации ПГВС.

Дан анализ методов определения добавки инертной пыли к осевшей на стенках выработок угольной и предложен менее трудоемкий и более точный метод ее определения.

Изложены материалы исследований взрывоопасности горючих газов и угольной пыли с учетом давления воздуха и содержания в нем кислорода. Установлены зависимости кислородного индекса горючих газов и наночастиц угольной пыли от их нижнего концентрационного предела взрываемости. Разработаны основы положений взрывобезопасности горных технологий при разработке газоносных выбросоопасных горных массивов. Определены параметры взрывозащиты забоев горных выработок при вентиляции их обедненным воздухом.

Показано, что в ряде случаев, при низких температурах, молекулы кислорода, азота и азота с кислородом в большом количестве пребывают в виде кластеров. Поэтому в угольных шахтах атмосфера насыщена такими кластерами. В зимних условиях возникают взрывы, вызванные проведением взрывных работ и искрением. При наличии в угольной шахте частиц пыли, окутанной жидким кислородом, в нормальных условиях происходит самовозгорание со взрывом вблизи вентиляционного канала и этот локальный взрыв инициирует мощный взрыв метановоздушной смеси во всем объеме шахты.

На основании исследований давления в зоне взрыва метанопылевоздушных смесей и изучения затухания ударных волн при их прохождении через местные сопротивления, выполненных в Украине и России, составлена методика расчета параметров ударных волн, учитывающая их формирование и распространение по горным выработкам. В отличие от существующих эта методика дает возможность выполнять расчеты для случаев взрывов метана при частичной загазированности слоевыми скоплениями.

Проанализированы информационные материалы по исследованию затухания ударных воздушных волн (УВВ) при их перемещении в горных выработках. Показано, что приведенные в Уставе ГВГСС расчетные зависимости для вычисления снижения давления в УВВ при перемещении их по прямолинейным участкам горных выработок и через местные сопротивления дают неточные результаты. Намечены пути исследований и приведены некоторые результаты.

Розв'язано наукову задачу, що полягає у встановленні закономірностей розповсюдження пилової хмари після масових вибухів в залізорудних кар'єрах та рівнем її екологічної небезпеки та розробці на цій основі екологічно ефективних способів і засобів зменшення викидів пилу у довкілля. Розроблено методичні засади визначення висоти підйому пилових частинок залізорудного пилу під дією теплових чинників за наявності вітру та за його відсутності. Розроблено спосіб і засіб зменшення висоти підйому пилової хмари дальності її розповсюдження, які передбачають проведення робіт з оптимізації параметрів свердловинних зарядів, а також використання як набійки свердловинних зарядів гумової пробки з анкерним пристроєм. Удосконалено спосіб захисту довкілля від викидів пилу шляхом зрошування пилової хмари в цілому, обгрунтовано необхідний діаметр крапель води для забезпечення максимальної ефективності пилопригнічення, а також об'єм води для цього. Для транспортуваня та розбризкування води над пиловою хмарою обгрунтовано використання спеціальним чином обладнаних вертольотів. Ступінь екологічної небезпеки у ході впровадження запропонованих способів і засобів знепилення досягає рівня "безпечний".

Проведено числовий експеримент поширення потоку полум'ягасного порошку із вибухозахисних систем шахт за допомогою програми ANSYS Fluent для визначення оптимальної геометрії вихідного перерізу, котра є одним із параметрів системи, що має найбільший вплив на такі недоліки, як нерівномірне перекриття шахти та мала швидкість розповсюдження інгібітору.

Цель работы - обоснование необходимости применения газодинамического подхода к решению задачи распространения ударных волн в сети горных выработок, описание метода решения, выбора алгоритма и разработки программы. Методика исследования базируется на фундаментальных уравнениях газовой динамики и численных решениях многомерных задач. Предложен приближенный метод решения одномерных дифференциальных уравнений Эйлера для расчета распространения волн давления по прямолинейным выработкам и двумерная система Эйлера для моделирования поведения воздушных ударных волн на сопряжениях горных выработок. Для приближенного решения предложен метод центральных разностей с искусственной схемной диффузией. Согласно предложенному методу разработаны алгоритм и программа расчета распространения воздушных ударных волн в сети горных выработок. Предложенные метод, алгоритм и программа позволяют выполнять расчеты распространения воздушных ударных волн в сети горных выработок и находить границы опасных зон их влияния. Разработанные алгоритм и программа расчета параметров воздушных ударных волн позволяют находить безопасные места ведения горноспасательных работ при взрывах метана и пыли в угольных шахтах.