Мета роботи полягає в обґрунтуванні параметрів безпечного функціонування дільничних дегазаційних трубопроводів вугільних шахт для зниження рівня аварійності в очисних виробках і виїмкових дільницях. Об'єкт дослідження – процес транспортування метаноповітряної суміші по дільничним дегазаційним трубопроводам. Для вирішення поставлених задач було застосовано наступні методи досліджень: методи розрахунку газопровідних та гідравлічних мереж з місцевими опорами, а також експериментальні дослідження зміни газодинамічних параметрів газової суміші в дільничному дегазаційному трубопроводі зі скупченнями рідини, експериментальні дослідження зміни концентрації метану у вентиляційній виробці, що відводить повітря, при зупинці дегазації та при накопиченні рідини в дегазаційному трубопроводі. Аналіз результатів розрахунку та експериментальних даних дозволив обґрунтувати параметри безпечного функціонування дільничних дегазаційних трубопроводів вугільних шахт, розробити методики розрахунку та контролю параметрів безпечного транспортування метаноповітряної суміші. Основні теоретичні результати: 1) аеродинамічний опір скупчення вологи в дільничному дегазаційному трубопроводі прямо пропорційний часу утворення хвильового збурення рідини з максимальною амплітудою і змінюється по експонентній залежності. При цьому початкове зменшення прохідного перетину трубопроводу від 50 до 80 % призводить до аварійного порушення його функціонування в діапазоні від 1 до 2 с, а аеродинамічний опір досягає свого максимуму; 2) скупчення вологи в дільничному дегазаційному трубопроводі призводить до експоненціального зростання концентрації метану у виробці, що відводить повітря, за час від 2,5 до 3 годин на величину від 0,12 до 0,32 % з її додатковим збільшенням на 0,03-0,08 % протягом 15 хвилин після відключення трубопроводу. При цьому повна зупинка засобів дегазації призводить до аналогічного зростання концентрації метану з перевищенням її безпечного значення через 10-15 хвилин і досягненням рівня стабілізації через 30 хвилин та більше. Наукова новизна одержаних результатів: 1) вперше встановлені залежності аеродинамічного опору скупчення вологи в дільничному дегазаційному трубопроводі від часу утворення хвильового збурення рідини з максимальною амплітудою і початкового зменшення прохідного перетину трубопроводу, які дозволяють визначати час аварійного порушення його функціонування; 2) вперше встановлені залежності концентрації метану у виробці, що відводить повітря, від тривалості відключення засобів дегазації і часу накопичення вологи в дільничному дегазаційному трубопроводі, які дозволяють визначити відповідні періоди і діапазони зміни концентрації метану.
Практичне значення отриманих результатів полягає у розробці: 1) методики розрахунку раціональних параметрів транспортування метаноповітряної суміші по дільничним дегазаційним трубопроводам з урахуванням фактору їх обводнення, яка дозволяє визначати газодинамічні параметри вологої метаноповітряної суміші в дільничних дегазаційних трубопроводах при зміні їх пропускної здатності, здійснювати вибір безпечних параметрів транспортування газової суміші, а також число і тип вакуум-насосів; 2) методики контролю параметрів транспортування газової суміші по дільничним дегазаційним трубопроводам зі скупченнями рідини, яка дозволяє здійснювати контроль газодинамічних параметрів метаноповітряної суміші в дільничних дегазаційних трубопроводах та вентиляційних каналах, а також попереджати виникнення аварійних ситуацій, викликаних закупоркою трубопроводів скупченнями рідини. Реалізація результатів досліджень. Методика розрахунку раціональних параметрів транспортування метаноповітряної суміші по дільничним дегазаційним трубопроводам з урахуванням фактору їх обводнення була використана при розробці проекту дегазації на ПАТ «Шахта ім. О.Ф. Засядька» (Довідка про впровадження від 02.06.2015), а також передана ШУ «Добропільське» ТОВ «ДТЕК Добропіллявугілля» (Акт передачі від 26.03.2018). Методика контролю параметрів транспортування газової суміші по дільничним дегазаційним трубопроводам зі скупченнями рідини була передана ДП «Селидіввугілля» (Акт передачі від 04.04.2018). Загальний очікуваний економічний ефект від впровадження методик склав 874614 грн. на рік. Результати роботи доцільно використовувати вугільним шахтам, проектним та науково-дослідним інститутам, що займаються розробкою методів розрахунку підземних та наземних газопровідних мереж, методів і засобів їх контролю, безпекою транспортування та утилізації метану вугільних родовищ, а також безпекою праці у вугільній галузі.
