Актуальность создания безопасных атмосферных условий на рабочих местах в карьерах по мере их углубления и увеличения угла откоса бортов постоянно возрастает. Существует большое количество технических предложений по общеобменной вентиляции глубоких и сверхглубоких карьеров. В качестве целесообразного метода вентиляции признан трубопроводный способ, наиболее эффективно реализуемый с помощью мобильных систем с гибкими аэростатическими трубопроводами.
При этом вопрос о целесообразности искусственной вентиляции глубоких карьеров до настоящего времени остается дискуссионным, что в основном связано с отсутствием аргументированного обоснования необходимости соблюдения санитарно-гигиенических норм во всем объеме карьерного пространства при известных экономических и энергетических ограничениях. Вместе с тем, существуют менее затратные способы нормализации атмосферы глубоких карьеров, основанные на интенсификации естественных возду-хообменных процессов. Активизация естественного воздухообмена может быть инициирована выполнением особых технологических мероприятий или с помощью специальных сооружений и устройств, включая теплообменные системы, воздухопроводные каналы с естественной тягой, механические и электромагнитные комплексы и другого.
Одним из наиболее действенных методов улучшения естественного проветривания карьеров является возведение заграждений, деформирующих ветровой поток с повышением его скорости во внутрикарьерном пространстве или увеличением (на 20−40%) угла раскрытия воздушной струи. Заграждения могут выполняться в виде отвалов горных пород, воздушных, водяных и водовоздушных завес, а также крупных пластин (щитов) или эластичных крыльев. Экспериментально доказано, что наличие ветрона-правляющего заграждения над карьером ведет к полной ликвидации зоны рециркуляции в его глубокой части, где в обычных условиях нарушения состава воздуха имеют тяжелый, хронический характер.
Данное устройство позволяет управлять не только ветровыми, но и тепловыми схемами естественного проветривания карьеров. Например, с целью создания или интенсификации конвективных воздушных потоков аэростатное крыло 1 может быть размещено над рабочим бортом, при этом внутрь его оболочки с помощью воздуходувки 2 через трубопровод 3 подают горячий воздух. Избыточные объемы стравливаются из оболочки через предохранительный клапан. В результате, в зоне дислокации теплового аэростата создается положительный температурный градиент, образующий мощные восходящие потоки воздуха.
