Инженеры раскрыли тайну воздушных потоков в подземной лаборатории на глубине почти в милю

Инженеры из подземной лаборатории в США разгадали загадку, связанную с изменением воздушных потоков во время сильных дождей. Исследование, проведенное на глубине почти в милю, показало, что падающая вода может существенно влиять на вентиляцию.

На объекте Sanford Underground Research Facility (SURF) в Южной Дакоте, расположенном в бывшей шахте, горные инженеры заметили, что во время ливней воздушные потоки в туннелях ослабевали или даже меняли направление. Особенно это было заметно в районе шахты №5, куда во время дождей направляли избыточную воду для откачки.

«Сначала мы не понимали, что происходит с воздушным потоком во время сильных дождей. Мы видели эти изменения по всему подземелью и задавались вопросом: почему это происходит?» — рассказал горный инженер Джейсон Коннот.

Разгадка пришла после установки датчиков воздушного потока Maestro на уровне 2000 футов. Данные показали, что падающая вода действует как поршень, проталкивая воздух вниз по шахте. Коннот нашел подтверждение этой теории в научной литературе, описывающей аналогичные явления в городских канализационных системах. Адаптировав уравнения гидродинамики к условиям SURF, он получил результаты, идеально совпадающие с наблюдениями.

«Вы бы не подумали, что вес капель воды может перемещать столько воздуха», — отметил Коннот.

Результаты исследования имеют значение не только для SURF, но и для безопасности горных работ по всему миру. Например, при тушении пожаров в шахтах сброс воды в ствол может непредсказуемо изменить вентиляцию. Работа Коннота, опубликованная в журнале Mining, Metallurgy & Exploration, позволяет прогнозировать эти изменения и заранее настраивать системы управления воздухом.

«Благодаря этой работе мы можем предвидеть проблемы с воздушным потоком и правильно настраивать вентиляцию», — подчеркнул Брайс Питзик, директор подземных операций SURF.