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

глубоких шахт является естественное распределение темпера­ туры .горных пород вдоль выработок вентиляционной сети. Не­ смотря на это, его определение, в большинстве случаев произ­ водится грубо .приближенно, без правильного учета влияния рельефа поверхности, теплопроводности и фарады залегания пород, что три сложном рельефе поверхности и складчатом залегании пород приводит к недопустимо большим погреш­ ностям.

В этом отношении особый интерес представляет ТкибулиШаорокое каменноугольное месторождение, являющееся ос-, ионной угольной базой Грузинской ССР и всего Закавказья. Оно характеризуется (чрезвычайно сложным рельефом поверх­ ности и складчатым залеганием .пород. Вместе с тем, мощная угольная толща состоит из химически активных самовозгораю­ щихся углей и в сюноганом залегает на большой глубине (до 1600 м) от поверкиости. Вследствие этого на строящихся и на­ мечаемых ,к строительству шахтах месторождения прадуем ат-

.р-ивается слоевая выемка угля при полной гидравлической за­ кладке выработанного пространства. Большая глубина зале­ гания полезного ископаемого вызывает необходимость прогно­ за и регулирования теплового режима будущих шахт место­ рождения. Поэтому институтом «Грузгинрошахт» в проекте •шахты «Шаори № 1» предусмотрено кондиционирование руд­ ничного .воздуха стационарными холодильными установками с общей холодопроизводительностью около 5000 квт., при этом все расчеты проведены без учета охлаждающего влияния гид­ равлической закладки выработанного пространства.

Исходя из этого, в данной работе, мы задались целью теоретически .и экспериментально исследовать влияние гидрав­ лической закладки выработанного .пространства и сложного рельефа поверхности на тепловой режим глубоких шахт и на (примере Ткибули-Шаорского каменноугольного месторожде­ ния решить следующие задачи:

1) изучить теплофизичбокие свойства горных пород и уг­ лей месторождения с учетом анизотропного строения вещест­ ва и закладочных материалов при различной влажности и плотности;

9

2) исследовать влияние рельефа поверхности, анизотрон- И'Оста и формы залегания пород на естественное распределе­ ние температуры в недрах;

3)построить профили геотампературного поля по харак­ терным стратиграфическим разрезам и с учетом ВЛИЯНИЯ фор­ мы залегания пород и рельефа поверхности определить реаль­ ное температурное поле месторождения;

4)разработать теоретические основы теплообмена между •гадравлнческой закладкой, угольным и породным массивами

при различном начальном распределении температуры в сис­ теме;

5) изыскать способ и вывести упрощенные зависимости приближенного аналитического расчета температурного поля угольного массива при 'Одностороннем контакте с закладкой и сложном «ачальном распределении температуры;

6) исследовать температурное поле угольного массива, всей системы в целом и определить распределение температу­ ры по поверхности обнажения очистной выработки при раз­

7) провести вариантный тепловой расчет одной из строя­ щихся шахт месторождения, оценить влияние гидравлической закладки на тепловой режим глубоких шахт и разработать практические мероприятия по максимальному использованию энергии холода заложенного материала дл,я улучшения теп­ лового режима глубоких шахт.

Необходимо отметить, что четыре последние задачи, ка­ сающиеся влияния гидравлической закладки на тепловой ре­ жим глубоких шахт, имеют тесную, органическую связь с пер­ выми тремя, без предварительного решения которых невоз­ можно получить количественное, конкретное решение осталь­ ных задач, т. е. нельзя достигнуть поставленной цели. Так, например, влияние •гидравлической закладки на тепловой ре­ жим глубоких шахт, как это доказывается в работе, в значи­ тельной степени зависит от температуры и тепловой активно­ сти прилегающих массивов угля и породы, а естественное теп­ ловое состояние угленосной свиты — от неровности рельефа по­ верхности, формы залегания и анизотропности горных пород.

10

Ч А С Т Ь П Е Р В А Я

ГЕОТЕРМИЯ ТКИБУЛИ-ШАОРСКОГО КАМЕННО­ УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Г Л А В А I

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

§ 1. Общие сведения

Т.юнбули-Шаорокое 'каменноугольное месторождение, яв- л.ягощееся основным угольным бассейном /Грузинской ССР,, расположено в Западной Грузин, к северо-востоку от г. Кута­ иси.

Накеральаки'М хребтом месторождение делится на две ча­ сти: на собственно Ткибульокое месторождение и Шаорокую угленосную площадь. Ткибульешш район месторождения пред­ ставлен котловиной с абсолютными высотами 500—900 м, ок­ руженной с двух сторон скалистыми обрывами Накеральокого кряжа (рис. 1).

Ткибульокая часть месторождения делится на три про- мышленно-угленооных участка: Западный,. Восточный и Юговосточный, соответственно разрабатывающиеся шахтами З а ­ падная, им. Ленина и им. Орджоникидзе. Восточный и Юговосточный участки представляют единое поле угленаисоплепия,

рождения и отделен от них промежуточным, безугольным уча­ стком (рис. 2).

Шаорская угленосная площадь представлена ллатообразной возвышенностью и нагорьем. Абсолютная отметка наибо-

12

лее высокой части иашрья достигает 1900 ж. Низменная часть имеет абсолютные отметки 1120—1125 м.

Таким образом, Ткибули-Шаорокое каменноугольное ме­ сторождение характеризуется чрезвычайно сложным релье­ фом поверхности (рис. 1).

Шаорокая угленосная площадь разделена та три геоло­ гически обособленных участка: Центральный, Мухурокий

Рис. 1. Схематическая карта поверхности месторождения

(распол.ожанный ниже Сабилаеургакого (сброса) a-i участок з а Мохвараульским сбросом. На этой площади в настоящее время выделены три промышленно-угленосных участка: Вос- точяый-2, Запа|дный-2 и Центральный. В настоящее время за­ канчивается строительство шахт, разрабатывающих первые два участка. Кроме того, намечается строительство крупней-

13

«

w Ероницо подсчёта З&хзсоЬ

Fto/ioiopa *6е.Эо*мыщ

Рис. 2. Схематическая геологическая карта месторождения

шей в республике .глубокой шахты для .разработки Нейтраль­ ного участка (рис. 2) и шахты «Орджоники'Дзе-2».

Шаорокая угленосная площадь характеризуется значи­ тельной глубиной залегания угольной толщи. В южной и юго-восточной частях района она колеблется в пределах 600— 900 м, а на Центральном участке глубина залегания уголь­

1000 м [36]. Общая же мощность свиты составляет 3000 — 35О0 м. В пределах Шаорстой площади лорфиритовая свита не обнажается и, находясь стратиграфически значительно ни­ же угольной толщи, разведочными скважинами не затраги­ вается.

Рис. 3. Стратиграфический разрез месторождения (по Г—Г, рис. 4)

15