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
|
|
|
|
|
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-х |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
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 {апф) |
• |
|
|
|
( - |
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