Файл: Ониани, Ш. И. Тепловой режим глубоких шахт при гидравлической закладке выработанного пространства и сложном рельефе поверхности.pdf

На рис. 43 представлены кривые изменения температуры с глубиной в очистных выработках в случае разработки наибо­

(около 4,5 м), что служит подтверждением высокой газонос­ ности -и газопроницаемости пласта I I I по сравнению с осталь­ ными [33].

измерения проведены спустя 2300 часов после закладки вы­ работанного пространства первого опоя того же блока, в тре­ тьем же слое — спустя 3500 час после закладки выработан­

его отделяет угольный массив толщиной 5—6 м, максималь­ ное снижение температуры на поверхности обнажения сос­ тавляет 1,8 град при охлажденной зоне не более 1,5 м. В слу­ чае выемки третьего слоя того же пласта эти величины со­ ответственно уменьшаются до 0,6 град и 0,5 м. При выемке второго и третьего слоев, как и следовало ожидать, темпера­

повышаться, хотя данные наблюдений для глубин, превыша­ ющих 1,1 м отсутствуют. Несколько большее снижение тем­

ГЛАВА V

АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПОСТРОЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ СИСТЕМЫ УГОЛЬ—ЗА­ КЛАДКА—ПОРОДА ПРИ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОМ НАЧАЛЬНОМ Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И И ТЕМПЕРАТУРЫ В [БОКОВЫХ ТЕЛАХ

;§'1. Постановка задачи

Как было отмечено выше, начальная температура заклад­ ки не превышает зимой (январь, февраль) 6, а летом (июль, август) 20°С. Естественная температура горных пород на пло­ скости -контакта угольной толщи с нижними песчаниками для шахт «Западная-2» и «Комсомольская» достигает 37—38°С, а для запроектированной ша.хты «Шаори № 1» она доходит до 48—49°С.

Таким образом, температурный напор от неохлажденногоугольного и народного массивов к закладке на шахтах «Ком­ сомольская» и «Западная-2» может достичь в зимний период 32, а в летний — 18 град. На нижних горизонтах шахты «Ша­ ори № 1» температурный перепад между закладкой и окру­ жающей чредой существенно увеличится. Это обстоятель­ ство при управлении кровлей полной гидравлической заклад ­ кой выработанного пространства является очень важным для рассматривааМ'Ого месторождения.

В результате столь значительной начальной разности температур между закладкой и прилегающими к ней масси­ вами заложенный материал окажет существенное влияние на распределение температуры вокруг очистной выработки со­ седнего с закладкой угольного слоя.

Определенное охлаждающее влияние на тепловые атмос­ ферные условия очистной выработки гидравлическая заклад­ ка М'Ожет оказать и при выемке первого слоя. Это прежде все-

120

mo .-происходит потому, что боковые стенки нейтрального брем­ сберга представлены заложенным материалом, а в очистной выработке (при выполнении первого цикла отбойки угля) за­ кладка занимает примерно 25% теплоотдающей поверхности лавы (рис. 10). Кроме того, .некоторое количество тепла от вентиляционной струи передается отработанной воде заклад­ ки через стенки трубопровода, проложенного по откаточным выработкам. Все эти факторы, несомненно влияющие на теп­ ловой режим лавы, при выемке первой горизонтальной поло­ сы первого на;кло.нно1по слоя отсутствуют. Затем они вступа­ ют в силу и с увеличением .количества отработанных полос их роль в формировании микроклимата очистной выработки по­ степенно возр астаег.

Выше было сказано, что ткибулыские угли характеризу­ ются высокой газоносностью и газопроницаемостью. В ре­ зультате этого при выемке первого слоя и 'особенно первой горизонтальной полосы угольной толщи, интенсивная дега­ зация угольного массива и частичная — вмещающих пород, предопределяет характер распределения температуры вокруг очистной выработки. С увеличением глубины разработки изза повышения газоносности пластов будет иметь место рост степени охлаждения и толщины охлажденной зоны угля и по­ роды около поверхности обнажения, вызванный охлаждаю­ щим эффектом десорбции и расширения газа. Поэтому вли­ яние гидравлической закладки на формирование теплового режима лавы в данном случае имеет подчиненное значение.

Таким образом, при выемке первого слоя гидравлическая закладка воздействует на температуру вентиляционной струидо очистного забоя, но в лаве ее влияние практически отсут­ ствует. Температурное поле вокруг очистной выработки и тем­ пература обнаженной поверхности полностью определяются'

в значительной .степени дегазируется при выемке первого. По­ этому при его отработке дегазация не может играть сущест­ венной роли в перераспределении температуры в, массиве

121

•-около плоокости обнажения в очистной .выработке. Однако, закладка .в .выработанном .пространстве первого слоя со зна­ чительно низкой начальной температурой передает большую часть аккумулированного холода прилегающей среде и к моменту отработки второго слоя (т. е. спустя 4—6 месяцев) создает совершенно новое распределение температуры вокруг очистной выработки, существенно снижая температуру по­ верхности обнажения в лаве.

•Охлажденная зона, обусловленная теплообменом с руд­ ничным воздухом, в очистных выработках настолько мала, •что практически не оказывает влияния на интенсивность пе­ реноса тепла от гарного массива к воздуху. Поэтому в ла­ вах глубоких шахт повсеместно наблюдается максимальное приращение температуры рудничного воздуха, достигающее нескольких (5—8) градусов. Без знания распределения тем­ пературы вокруг очистной выработки немыслим тепловой ра­

угольных пластов глубоких шахт и полной гидравлической закладке выработанного пространства решение вопроса по­ строения температурного ноля системы уголь—закладка—по­ рода является жизненно важной и актуальной задачей.

•Строго говоря, поставленная задача трехмерная, так как аккумулированный в закладочном материале холод переда­

расчетов теплообмен между закладкой и прилегающими мас­ сивами можно расематрмюагсь как одномерную задачу по .сле­ дующим соображениям. Во-первых, теплоот.да.ющ.ая поверх­ ность по границам выемочного блока в (несколько десятков раз меньше по сравнению с твплоотдающими поверхностями в кровле и почве, н, во-вторых, при закладке второй и .каж­

122