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 термо- и 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.