Калийные соли — стратегически важное сырье для сельского хозяйства, однако их добыча сопровождается образованием большого количества пыли. В замкнутом пространстве шахт она накапливается, попадает в дыхательные пути работников и ускоряет износ техники.
Особую проблему создает гигроскопичность соляной пыли — способность впитывать влагу из воздуха. В зависимости от влажности частицы могут увеличиваться в размере, оседать или, наоборот, долго оставаться во взвешенном состоянии.
Сейчас в рудниках используют вентиляцию и системы распыления воды, однако они работают в постоянном режиме и не учитывают, где именно в конкретный момент скапливается пыль. Измерительные приборы тоже фиксируют ситуацию только в моменте, а предсказывать дальнейшее поведение частиц до сих пор было невозможно.
Для решения проблемы ученые обратились к неожиданному источнику данных — исследованиям морского аэрозоля. Над океаном соляные частицы также впитывают влагу, изменяются в размерах и оседают. Однако напрямую перенести эти модели на шахты нельзя из-за другой среды и состава пыли.
Исследователи изучили состав рудниковой пыли на одном из месторождений и впервые рассчитали параметр гигроскопичности для смеси хлорида натрия и калия с примесями минералов.
После этого ученые адаптировали математические закономерности из океанологии под условия калийных шахт. В итоге появилась модель, которая по влажности воздуха способна предсказать, как изменится размер частиц и где именно они будут скапливаться.
«Теперь инженеру не нужно проводить сложные исследования. Достаточно знать состав пыли и текущую влажность воздуха. Модель рассчитывает, насколько частицы набухнут, отяжелеют и начнут оседать», — рассказал заведующий кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» ПНИПУ Константин Черный.
Для проверки модели исследователи построили специальную камеру со стенками из соляной породы. Внутри изменяли влажность воздуха, а лазерный счетчик фиксировал количество и размеры частиц. Затем экспериментальные данные сравнили с расчетами модели — графики полностью совпали.
По словам авторов работы, новая технология позволит создавать более эффективные системы вентиляции, которые будут направлять воздух именно в зоны скопления пыли, а не работать «вслепую». Это поможет снизить запыленность рабочих мест, уменьшить риск профессиональных заболеваний и сократить расходы предприятий на обслуживание техники и электроэнергию.
Фото: hi-tech.mail.ru
[expert_review params=»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»]