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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 178

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

со

 

 

 

е

х р [ - ] /

- ( i - ^ ^ C - ^ ) " 1

- 1

х

 

 

 

 

 

m=l

 

 

 

 

X

exp

(2ml-^.x + x—

"1/

°y

 

(5.57)

 

 

L

 

Г

 

 

 

После аналогичных преобразований сумма второго

ряда

то­

го

же

уравнения перепишется так:

 

 

 

 

 

( -

А,)»-! ( ехр ^ -

(2m -

2)/х ] /

+

 

 

т=\

 

 

 

 

 

 

+ е х р ( -

2 - ^ j / - £ - ) } е Х р [ _ | / " Х . ( х _ у

 

= « p [ - l / ~ ( * - y

 

 

т - г

x

 

 

/п=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X exp

 

 

 

 

(5.58)

где

С учетом (5.57) и (5.58) изображение (5.55) окончательно перепишется следующим образом:

 

й

8,

 

Г у

 

?у(*> Р) =

-^-i.

е - ^ - У

~{х-к)

-

 

р

р-Оуа*

 

р

 

'о 'о

 

8

 

 

 

- (

р—

ауо\ )' 1 + Д'.

 

 

+ - 7 =

142


со

X ? | ( - A ] 3 M - 1 exp (2ml1x1+x-l1) у Г - m=l

(5.59) % Теперь воспользовавшись таблицей преобразований Лап­

ласа [61], оригиналы изображений (5.54) и (5.59), т. е. ис­ комые функции, запишем в виде

 

Цх,

т) =

f0

+ 1 +

Кг V , ( _ / z x )

 

- 4

erfo

(2m—

l)lx

x

 

m

2 / , #, x

 

 

 

 

 

t l

t l

 

 

 

 

 

 

 

 

+

erf.

(2m—l)/x

- f x

bx

exp

{ % o f t } ,

\ ' 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X e x p ^ m - l ^ - ^ a J X

 

 

 

 

 

 

( 2 т - 1 ) / х - х

 

 

 

т-ехр{[(2т— ^/j.-r-xKo-^X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

(2m—l)l1

+ x

 

 

 

 

 

(5.60>

 

 

erfc

 

 

 

 

 

 

 

*,(*, t)

= f0

-

Si exp { - a ^ - y

+ flyojT} -

Г у ( х - / 1 ) - ( ^ - ^ )

X

 

X

1+Ki

 

2 ] / % t

 

 

 

am

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

m=l

 

 

 

 

х-1г+2т1гу.г

5JL exp {ауТ^т}

exp { — а х

( х - У }

X

X

^

 

21/HyT

 

 

 

 

 

 

x — lx

 

 

 

 

 

 

 

x — /х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zyt

 

+

1/0,6»*

] ~ ( Г д а

 

 

 

 

 

 

 

 

14a


(х-1х-\-2т1гкг ,

(5.61)

Совершенно аналогичным путем получаются .и решения уравнений (5.7) и (5.8) с краевыми условиями (5.9) — (5.12)

'для системы тел порода—слой закладки толщиной 12:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2т-\)12

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

+

erfc

( 2 т - 1 ) / а + И

 

 

52 ехр {апа|т}

(- К)™-^

X

 

 

 

 

 

2 ] / а, т

 

 

 

1 + ^ 2

т = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

{ ехр {[(2т -

1)/3 -\х\]

х3 а2

erfc

 

^

+

 

 

 

 

 

 

 

+

ехр {[(2т - 1)/, + |л'|]х2а2[

X

 

 

 

 

 

X

 

( 2 т - 1 ) / 2

+ Ы

 

 

 

 

 

 

(5.62)

 

 

ег/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*«( - * . ^) = ^ - 5 2

е х р { - а 2 ( | х | - / 2

) + а п а = т ) + Г п

( И - д - ( ^ - ^ )

X

 

 

 

 

К,

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

X

 

ег/с

\A-_U

 

- ( 1 + Ая)

> i ( - A 8 ) m

- 1

X

 

 

1

 

т

 

 

 

 

 

 

2 ] / а п

 

 

 

 

 

 

 

X

er/c

|х|—Z2 +2m/3 x2

Ч

52 ехр К а | т }

ехр { - <т 2 (М - у}

X

 

2 ]

^

 

 

 

о

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

|JC! —

/ В

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

х

e r f c

{ W ^ ~ v

l ^ x

) ~ h

2

е х р

 

х

 

 

 

х

e r / c

и т ^ + т ^

 

] - ( Т + # ^ (

- Л а Г " 1

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/п=1

 

 

 

Хехр

{ ( М

- / 2 +

2 т к

ч )

а з }

.е , / с

(M ^ ± f / ' X '

+

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.63)

144


где К2 = г ^ —критерий, характеризующий тепловую ак-

тивность закладки относительно песчаников;

Решения (5.60), (5.61), (5.62) и (5.63) полностью удов­ летворяют соответствующим дифференциальным уравнениям и краевым условиям. Следовательно, согласно теореме един­ ственности решения, других решений поставленной задачи, отличающихся от полученных, не может быть.

§ 3- Анализ решения

Рассматриваемую систему тел нейтральная плоскость ус­ ловно делит на две подсистемы. Температурное поле каждой 'Из них является составной частью температурного поля сис­ темы в целом. Связующим звеном между рассмотренными выше процессами теплоотдачи от угольного массива к слою закладки толщиной 1\, с одной стороны, и от породного мас­ сива к слою закладки толщиной 12, с другой, может служить характер изменения теплового состояния нейтральной плос­ кости во времени.

Температура на границе раздела зон ^ и U, т. е. на нейт­ ральной плоскости в любой момент времени с обеих сторон одинакова. Следовательно совместное рассмотрение решений (5.60) и (5.62) даст возможность возвратить подсистемы, ус­ ловно принятые за самостоятельные, в одну общую реальную

систему.

В силу

равенства

 

 

 

*з(+0, т) = / 3 ( - 0 , т )

(5.64)

можно

написать

 

 

 

 

 

со

 

 

X

a{2j{-KT-" erfc

(2т-

о) \

Л

 

 

1 +

m=l

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

{2m-\)lx

X

(-/г,)7 ""1 ехр

{ ( 2 m - 1 ) / ^ , } - e r f ,

10. Ш. Ониани

145


 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ехр (оп а| т) V I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+/С.

2 ^ (

~

Г

~ К

 

 

е х Р К 2 ' " - 1 ) / 2 ^ 2 }

х

 

2

/«=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г (2/п-1}/„

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Х

е Г

[ С [ 2У~,

 

'

+

 

 

 

 

I

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/71=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2/7/

-

1)/„

 

 

 

/л=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

 

 

 

 

 

 

-

5i e xp{fl,aiT} • ^

 

 

( - ^ ) ' " - i

 

 

 

 

 

 

 

 

m=l

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о2 ехр пф)

 

 

 

( -

Л,)'"-1

 

 

 

 

 

 

 

 

m=l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г(2т

-

1)/г

,

 

'

 

ехр {2т-1

)/1 х1 а1 )

erf с

 

2

у

+ ]

/ %

а ? Т j +

^

X

 

 

 

 

 

 

 

 

~ 1 ) / г - 1 _ А

I !

+ ^ '

ехр {(2/я—1)/2 х2 а2 )

erf с

{

2

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.65)

Таким образом,

толщина

 

зон теплового

(влияния

примы­

кающих к закладке массивов угля и породы зависит не толь­ ко от соотношения тепловых активностей этих сред по отно­

шению к закладке и от начального распределения

температу­

ры,

но и от времени т.

 

:

Вторым уравнением для определения двух

неизвестных

U и

h служит равенство

 

146