КОНДИЦИИ ДЛЯ НЕДР

— Направление горной теплофизики так или иначе всегда присутствовало в тематике нашего института, которому уже почти тридцать пять лет. Но в основном это касалось систем воздухоподготовки и тепломассобменных процессов на калийных рудниках, занимающих в экономике Пермского края важное место. Собственно тепловым режимом шахт и рудников серьезно занимались на Донбассе, в МакНИИ — Макеевском институте по безопасности работ в горной промышленности. Хорошая школа существует в Санкт-Петербургском горном институте. Еще один центр горной теплофизики — Якутск, Институт горного дела Севера СО РАН, но там в основном сосредоточены на ведении горных работ в условиях вечной мерзлоты. Мы же подхватили эту эстафету где-то в конце девяностых годов. К нам обратились за помощью коллеги из «Беларуськалия», когда дошли до критических по температурам глубин. В результате для одного из крупнейших в мире Старобинского калийного месторождения (это близ города Солигорска) была разработана система кондиционирования воздуха СКВ-250 с отведением избыточного тепла в исходящую вентиляционную струю. Установка прошла опытно-промышленные испытания и теперь успешно эксплуатируется в руднике 4 РУ ОАО «Беларуськалий». В процессе этой работы мы с неизбежностью стали обращать внимание на все предприятия, где могут возникать подобные проблемы. Так, в середине 2000-х на карте наших партнеров возникли Республика Коми, компания Лукойл, поселок Ярега — единственное в России место, где «черное золото» из недр извлекают шахтным способом. Это нефтяные пласты, которые перед извлечением разогреваются закачиванием пара. Потом появился Норильск с глубинами более 1200 метров, дальше — калийный рудник Гремячинского ГОК ООО «ЕвроХим-ВолгаКалий» (глубина ведения работ более 1100 метров) и другие предприятия.

— Говорить о каких-то заимствованиях в подобных делах крайне сложно. Есть общие фундаментальные подходы, касающиеся всей горной теплофизики, но дальше все индивидуально. С зарубежными коллегами мы общаемся, но, во-первых, они не любят делиться своими достижениями в конкретных инженерных вопросах, поскольку на этом зарабатывают, а во-вторых, у нас разные объекты. Тепловыми режимами на больших глубинах серьезно занимаются в Южно-Африканской Республике (конкретно компания Bluhm Burton Engineering), мы с ними в контакте, но там глубина рудников достигает почти четырех километров, при том что на поверхности другие метеорологические условия. Главная проблема кондиционирования и вообще нормализации микроклимата в шахтах заключается в том, куда утилизировать лишнее тепло. Возьмите обычный кондиционер. Он забирает тепло из помещения и выбрасывает его в атмосферу, объемы которой не ограничены. В шахтах и на рудниках такие возможности сильно урезаны. Поэтому нужно либо тянуть на поверхность большой трубопровод, что очень трудоемко и дорого, либо сбрасывать тепло на какие-то исходящие воздушные струи внутри шахты. И тут возникает масса деталей, связанных с особенностями месторождения, объемами воздуха, характера его поступления, влажности, наличия или отсутствия водоотлива и еще много чего. И везде характеристики разные. Мы специализируемся на двух направлениях: калийные месторождения, которые прежде никто не кондиционировал, и северные широты — прежде кондиционеры на глубинах в условиях зон вечной мерзлоты также не устанавливались никогда.

И самое главное, мы научились рассчитывать параметры рудничной вентиляции и горной теплофизики на конкретных объектах. Для этого создан программный аналитический комплекс «Аэросеть». Работа над ним велась давно, с конца девяностых годов. И теперь мы имеем качественный компьютерный инструмент, соответствующий всем нормативным документам, позволяющий моделировать, проектировать системы вентиляции и кондиционирования воздуха, вести инженерные расчеты. Услугами «Аэросети» пользуются самые разные горнодобывающие предприятия: Уралкалий, Беларуськалий, ЕвроХим, УГМК, Норникель, и многие другие.

— Поиском такого баланса мы занимаемся постоянно. Так, в сотрудничестве с Федеральным научным центром медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, находящеимся в Перми, мы провели комплексное исследование воздействия температур в калийных рудниках на здоровье человека — постарались учесть максимум факторов, сделали оценку характера труда по разным специальностям. В результате удалось обосновать и зарегистрировать отступление от нормы правил для работы на калийном месторождении в Волгоградской области с +26⁰ до +32⁰ С — разумеется, при соблюдении определенных условий. Это позволило существенно, почти в четыре раза, снизить мощность проектируемых систем кондиционирования. А это экономия в сотни миллионов рублей, подчеркну еще раз — без какого-либо ущерба здоровью людей.             

— Первый проект завершен, это подземная система местного кондиционирования воздуха на глубине около 1300 метров. Но она была скорее подготовительной перед вторым, основным проектом. С помощью первой установки на небольшом участке шахты мы собрали материал, чтобы изучить ситуацию, откалибровать наши математические модели и понять, как действовать дальше на горном объекте. И на этой основе разработали уникальную центральную систему кондиционирования при отработке залежей сульфидно-никелевых руд Октябрьского месторождения. Это действительно гораздо более масштабная система (для сравнения, мощность первой 350 киловатт, второй — 6 мегаватт), общая протяженность сети трубопроводов — более 5 километров. Сейчас она практически полностью смонтирована нашими партнерами, специалистами научно-производственной компании «АэроСфера». Надеюсь, система вступит в строй к лету, если не будет дополнительных обстоятельств. Ведь горное производство — живое и сложное, оно требует постоянного контроля и коррекции технологий.