Evaluation of the aerological condition during open-pit mining operations based on three-dimensional models of quarries

Abstract

The relevance lies in the need to improve the existing production system for monitoring and forecasting mining conditions and to increase industrial safety during blasting operations and intensive operation of mining equipment. In the context of production growth, which involves an increase in production volumes and the size of the open pit, changes in the surrounding landscape, in particular, due to storage and the subsequent transition to mining from the lower horizons of the open pit, building a predictive model of the nature of air currents and the composition of the atmosphere is a prerequisite for planning mining operations. The purpose of the research is the mathematical and computer simulation of the process of movement of particles of different fractions of dust and gas clouds in the air of the surface layers of quarries and adjacent working areas of mining enterprises for further development and implementation of individual and collective protection systems for workers. Results of the research: The possibility of using three-dimensional computer simulation to assess and predict the state of the atmosphere in quarries in order to obtain visual and quantitative information on the distribution of air flows throughout the modeled space, including the surface layers of the quarry and the surrounding area, under certain meteorological conditions, was proved. Актуальність полягає у необхідності вдосконалення чинної виробничої системи моніторингу та прогнозування умов видобутку корисних копалин і підвищення промислової безпеки під час проведення вибухових робіт й інтенсивної експлуатації гірничо-видобувного обладнання. В умовах зростання виробництва, яке передбачає збільшення обсягів видобування та розмірів кар'єра, зміну прилеглого ландшафту, зокрема, за рахунок складування та подальший перехід на видобуток із нижніх горизонтів кар'єра, побудова прогностичної моделі щодо характеру повітряних течій і складу атмосфери є необхідною умовою під час планування гірничих робіт. Метою дослідження є математичне та комп'ютерне моделювання процесу руху частинок різнофракційного пилу та пило-газової хмари у повітрі приземних шарів кар'єрів і прилеглих робочих територій гірничо-видобувних підприємств задля подальшого розроблення та запровадження систем індивідуального та колективного захисту працівників. Результати дослідження: доведено можливість використання тривимірного комп'ютерного моделювання для оцінювання та прогнозування стану атмосфери кар'єрів із метою отримання візуальної та кількісної інформації щодо розподілу повітряних потоків у всьому модельованому просторі, включно з приповерхневими шарами кар'єра та прилеглої території, за визначених метеорологічних умов.