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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 164

Скачиваний: 0

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

34

ч

\

. 30

1

1

 

 

 

5

 

Ч А

\ /

 

 

 

26

 

 

 

1

/ V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

!

'5

 

 

 

 

 

1

i

18

и

 

 

^ >§.

l

i s

 

 

 

i4

1 §

 

 

• •

4 j

r

 

 

^3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

-X,rr -S

-6

-4

-2

о

a

<i

1

1

1

1

5S

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

J

|

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

8

iO

i2

i4

te OC,rt

6

Рис.

66. Температурное поле системы при

выемке четвертого

слоя: 1—т= 3000 час и ^ = 1 2 " С (Д/ср.ом = 8,5 град);

2—-

= 4300 час и = 6°С (Д/ср.ом =10,8

град); 3— апроксимнрованное начальное распределение температуры для

 

 

следующей

задачи

При одинаковых начальных условиях (рис 61 и 65) 'Среднее возмущение температурного поля вынимаемого слоя

/максимально в случае г =

1000 час

и составляет 7,7 град

(/ = 2,5 м). С увеличением

времени

возмущение

постепенно

уменьшается, и, когда т =

10000 час, степень

охлаждения

слоя не превышает 4,7 град. С повышением толщины

заклад­

ки увеличивается продолжительность

времени,

при

которой

наступает минимальная средняя температура и длительность-

состояния с максимальным тепловым

возмущением

вынимае­

мого слоя. В случае выемки третьего и последующих

слоев

существенно уменьшается скорость выравнивания

темпера­

турного поля системы, возрастает время наступления

макси­

мального возмущения и степень охлаждения системы.

 

'Вследствие того, что '.начальная

температура

закладки

зависит от времени года, температурное поле

системы в лю­

бой момент времени в значительной

степени

определяется

продолжительностью выемки одного

слоя. Начальная

темпе-

4

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

.

—

—

- к— -*

г

 

 

 

 

л

\

О

S " 4

в

в

tO

iQ

<4

16

Т.тыс иас

Рис. 67. Динамика температуры

характерных

плоскостей

четвертого слоя:

1—х—12

--• 0,0 м; 2—х—/«=—1,25

м;

3—X —L_ = — 2,5

м;

т0 тР .с,, =

 

 

=3000

час;

 

то т р .сл =

4300 час

 

 

213

ратура закладки минимальна, и при прочих равных условиях температурные возмущения .вынимаемого слоя максимальны, когда продолжительность выемки слоя составляет шесть месяцев (4300 час). При отработке второго слоя с увеличе­ нием или с уменьшением продолжительности выемной слоя начальная температура закладки повышается и, следователь­ но, снижается температурное возмущение системы (рис. 58), тогда как в случае одинаковой начальной температуры за­

кладки

максимальные температурные

возмущения

имеют

место при малых значениях времени

(т = 1000 час, рис. 61).

Если продолжительность выемки слоя

увеличить

('главным

образом

за счет увеличения размеров

выемочного

блока) с

3000 до 4300 час, то степень охлаждения вынимаемого второ­ го слоя в среднем возрастает на 0,8 град. С увеличением пофядкового номера вынимаемого слоя разность между средни­ ми величинами охлаждений для двух значений времени (т = = 3000 час и т = 4300 час) постепенно возрастает. Например, •при выемке четвертого, шестого и восьмого слоев (рис. 66, 70, 75) величина ее соответственно составляет 2,0, 2,8 и 3,8 град.

Рис. 68. Температурное поле системы при выемке пятого слоя: 1—т = 3000 час н ** = 12°С (Д<сР.охл = 8,8 град); 2—1=4300 час и ^ = 6 ° С (Д/ср.охл = =11,3 град); 3—естественное распределение температуры в среде

214

Следовательно, по тепловому режиму очистной выработки наивыгоднейшей продолжительностью выемки одного слоя яв­ ляется Тотр.с, =4300 час.

Из анализа кривых, показывающих динамику темпера­ туры характерных плоскостей всей системы или вынимаемото слоя следует, что минимальная температура на паверхиос-

ти раздела с закладкой 'наступает в начале процесса,

затем

она

непрерывно увеличивается и при очень больших

значе­

ниях времени

(теоретически при т = со ) принимает

значе-

 

 

4

 

— н

1

 

 

 

 

•

 

ч

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

26 \

v

 

 

,

.

' > - i

;

 

 

 

V

 

 

 

SS

46 / л - г -

г*

6

40

44

/ 6

Т. тыс voc

Рис. 69. Динамика температуры характерных плоскостей пятого слоя: 1—х—/2 =0,0 м; 2—х—/2 =—1,25 м; 3—х—L=—2,5 м: тотр.ы = =3000 час; т:отР .сл= 4300 час; 4—средняя естественная температура

слоя

иие естественной температуры угольного массива в этой плоскости. Скорость изменения температуры в рассматривае­ мой плоскости почти для всех решенных задач максимальна в промежутке времени 500<т<4000—5000 час. При очень малых и больших значениях времени температура изменяется довольно медленно. С увеличением толщины старой заклад-

215

•ки повышается

зона теплювда влияния угольного массива (за'

счет снижения

температуры

породы),

и в случае

отработки

пятого слоя она становится

равной

толщине

всей

 

пластины

(рис. 68). В дальнейшем

за

счет тепла

угольного

 

массива

}

 

 

 

 

 

1 4

 

 

 

 

 

 

 

30'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

S6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

. i

 

1

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*4 /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 71. Динамика

температуры

характерных

плоскостей

шестого

слояг

1—д ; — / 2 = 0 , 0 м; 2—х—12 =—1,25 м;

3 — х — 1 , = —2,5м; 4—средняя

естествен­

ная

температура слоя;

т о т р . с л

= 3000

час;

т 0 т Р . С л =

4300 час

напревается

не только свеивая

закладка

(неограниченная

пластина),

но и некоторая часть ранее заложенного

материа­

ла,

причем

зона

теплового влияния

угольного

массива

на

старую закладку постепенно расширяется и при выемке девя- •

того слоя достигает

1,0 м (рис. 77), несмотря

.на существен­

ное

снижение

тепловой

активности угля

(из-за

низких значе­

ний

тепловых

свойств

пласта

I I I ) . В результате

этого

ско­

рость выравнивания

теплового

поля всей системы

и, в

част­

ности, скорость изменения температуры характерных

плое-

.остей вынимаемого

слоя с увеличением

общей

толщины ра­

нее заложенного материала неуклонно уменьшается, несмот­ ря на существенное повышение напряженности теплового по­ ля в угольном массиве.

С увеличением расстояния рассматриваемой плоскости угольного массива от поверхности раздела и с повышением толщины ранее заложенного материала время, необходимое

W

\

 

1

|

< -я—

 

1

 

so

1

 

 

1

 

 

\У

1

SO

\

 

1

\

\

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

|

! \

1SS

 

у&

 

 

 

 

 

 

j

U

1

\

1 _

|

 

 

 

 

 

 

i s i §

^

 

 

]

 

а

 

 

 

 

 

S

 

1

*

т

 

 

 

 

 

 

 

%а

1

 

>

 

 

 

[

 

 

и

1

*

g

У

 

;

 

 

 

 

!

 

1

М

с

1

 

 

 

 

 

1

 

Е "1

т

%

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

1

 

 

 

 

 

- с г ,!" -вI <4!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/О

 

 

1

 

 

 

 

 

 

и

4 • а

/г

1/о

1

яо 1 i4

аа

j #

j 6 ЛГ,»

Рис. 72. Температурное поле системы при выемке седьмого слоя: 1—т= 3U0U час и ^ = 1 2 ° С (Д/сР .охл=9,3 град); 2—т = 4300 час и ^ = 6 ° C р » е р . о х л = 12.5 град); 3—апрокснмнрованное начальное распределение температуры для слгдующей задачи

.для установления минимальной температуры, растет, а ско­ рость изменения температуры уменьшается. Так, при выемке

второго слоя и х—/2 = — 1,25 м время достижения

 

мини­

мальной

температуры

t m i n = 1900 час, а

при

х—/2

=

=

— 2,5 м — 5000 час

(.рис. 62). В 'случае же выемки

седь­

мого слоя

эти величины

соответственно равны 5000

и

20000

час

(рис. 73). Из совместного рассмотрения

.кривых

зависи­

мостей температуры от времени в некоторых плоскостях

сис­

темы наблюдается существенное замедление скорости изме­

нения температуры с увеличением координаты

плоскости и

толщины

старой закладки. Следует отметить

и то обстоя­

тельство,

что с увеличением времени разность

между тем­

пературами характерных плоскостей вынимаемого слоя пос­

тепенно

уменьшается, а с повышением

мощности

старой

закладки

— увеличивается. Например,

при выемке

второго

•318

Смотрите также файлы