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: 153

Скачиваний: 0

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

тепловыми состояниями систем при восходящем порядке от­ работки слоев и проектной последовательности выемки с де­ лением угольной толщи на трех-четырехгаойные лачки.

 

 

 

песчаники!

 

 

 

э

I

I

!

1

-3C.M

-24

-00

oi.

1

 

 

1

 

!

 

 

1

J

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

30

 

1

/

 

 

 

 

 

I

 

1

 

1

/ .

 

 

•3

 

 

!

§ 1 ;

ее

 

vr

 

 

 

1—1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Л

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

SB,'p\—

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

i

 

 

 

1

_

 

 

 

]

 

 

 

Л

з

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~ |

—

 

4

 

 

•

IV

 

~ 5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

acrn

 

1

5

 

1

— т

 

ji

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

^

~ [

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

iO

l

 

 

 

 

 

 

i

(

 

 

 

 

 

 

L J1

 

1

!

•i I

 

•

i

I

I

 

i

I ' " I I I

-lb-

-la

 

-в

-4

о

 

 

4

8

Х.У

Рис. 97, Температурное поле системы при выемке верхнего слоя второй двухслойной пачки (пласта I I I ) : 1—- = 3000 час и ^ = 1 2 Г С (Д/ср.озл = 13,3 град); 2—т=4300 час и /0 Э =6°С (Д/С р.о.™= 15,4 град); 3—апроксимироваииое начальное распределение температуры для следующей задачи

5. П р о е к т н а я

п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь

в ы е м к и

л р и oi о в ы ш е н in о й т о л щ и н е

п е р в о й л а ч к и

Выше довольно подробно было рассмотрено

температур­

ное поле угольной

толщи (мощностью

до 30 м)

для разных

вариантов последовательности отработки отдельных пачек и

наклонны-х слоев угля

в

условиях шахты «Комсомольская».

Из рис. 9 следует, что

на

шахте «Западная-2» отсутствуют

пласты «7/4» и «0,90». Сравнительно тонкой прослойкой пред­ ставлены липтобиолитовые угли (пласт «0,90 бис»), а сред­ няя мощность всей угольной толщи, которая на этом участке месторождения практически представлена только двумя пластами, уменьшена до 19,2 м. Для рассмотренных вариан-

242

тов последовательности

отработки

наклонный:

слоев

картина

распределения температуры в системе в

данном

случае не

от­

личается от

полученной

для

шахты

«Комсомольская».

 

Но при такой общей мощности угольной толщи представ­

ляет интерес

несколько

иная

последовательность

выемки,

суть которой

сводится к следующему: угольная

толща

делит-

 

 

 

 

ь

•

 

 

 

 

 

 

£6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/а А щ

 

 

,

1

 

i s * *

 

 

 

2 2

 

 

н г "7" —-

 

 

 

 

 

 

 

/о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 98. Динамика температуры характерных плоскостей верхнего

слоя

вто­

рой двухслойной

пачки

(пласт

III): 1—х—

/ 2

=

0,0 м; 2—х—1« =

—1,5

м;

3 — х — / 2 = — 2,5

м; 4—средняя невозмущеиная

температура

слоя;

 

 

 

1отр.сл=3000

час;

тотР .сл= 4300 час

 

 

 

ся на отдельные

пачки

при

проектной

последовательности

выемки пачек

и наклонных слоев, причем первая

(верхняя)

лачка состоит из максимально возможного .количества

(в дан­

ном случае из четырех)

наклонных

слоев. Остальные

пачки

являются двухслойными. Первым будет отрабатываться верх­

ний слой пласта IV (слой 5, рис. 9),

являющийся

нижним'

•слоем четырех слойной

пачки (в рассматриваемом случае де­

ление угольной толщи

на отдельные

пачки

не. производится

по пластам). К первому отрабатываемому

слою со

стороны

почвы прилегает пласт

IV, а со стороны кровли — пласт I I I .

Вследствие большей мощности и значительной .газоносности и 24а>

газопроницаемости этих пластов возмущение температурно­ го поля очистной выработки достигает существенной величи­ ны. Начальное распределение температуры в 'Среде в наихуд­ шем случае можно представить кривыми 2 рис. 101. Среднее снижение температуры поверхности обнажения очистной вы-

 

аники

j

 

 

 

 

 

а-

 

 

 

и

i

 

 

 

 

 

 

|

!

•Xs» -2» ^Si ^20

 

42

re

•к;

з4 3

ГГ з

\

| \ \

J Старая закладки 3

 

 

1

1

1 J

30

5 !

1 1

/

 

 

1

i

i/ y

 

4

Г У /

 

1

l

/

/

 

§

1

26

11 1

\JJ

 

SB

 

 

71

 

—i

у

1

1

 

 

0

 

 

 

 

 

S

Uf J i

i

'

 

 

J

• s

ii

 

14

 

 

iO

4

 

• !

о

 

в

 

 

•

j |

ii Х,м

Рис. 99. Температурное поле системы при выемке нижнего слоя третьей двухслойной пачки (пласт IV) : 1—-=3000 час и /^=12°С (ДЛф.ом=3,3 град; 2—-=4300 час и /^=6°С (Д^сР .о1л=5,4 град); 3—естественная температура среды

работки, вызванное охлаждающим эффектом дегазации, сос­

тавляет

примерно 7,5

град.

 

 

 

 

Таким образом, угольная толща делится на три пачки.

Первая из них является четырехслойной

и оостоит из пласта

H I и из одного 'Слоя пласта IV с прослойкой

липтобиолитовых

углей. Остальные две двухслойные пачки

представлены угля­

ми пласта IV. Мощность

одного слоя в ареднем составляет

2,4 м- Результатымоделирования

для этого

варианта после­

довательности

отработки

угольной

толщи

представлены на

рис.

101—107.

 

 

 

 

 

Следует отметить, что при решении

задач для предыду­

щих

трех вариантов последовательности

отработки угольной

"Толщи

была

установлена 'Оптимальная,

продолжительность

244

выемки одного слоя, составляющая шесть месяцев. Поэтому в задачах данного варианта температурное поле системы по­ строено только для Тотр.сл = 4300 час.

Из анализа полученных результатов следует, что при дан­ ной последовательности выемки угольной толщи гидравли-

4

\...

"'————J

"»

' -

,

_

1

 

 

 

 

 

 

 

\\

•

*

i

S

6

iO-

{2

4i

it

4вФ,лмк«ае1

Рис.

100.

Динамика

температуры

характерных

плоскостей

нижнего

слоя

третьей двухслойной

пачки

(пласт

IV): 1—х—/1 =5,25 м; 2-х—/1=6.5

м;

 

3—х—^=7,75 м; 4—средняя

невозмущенная

температура слоя;

 

 

 

 

т О Т р . сл=3000

час;

 

т О т Р . с д = 4 3 0 0

час

 

чеакая закладка дает существенно больший охлаждающий эффект, чем в случае деления ее на двухслойные лачки. При­ чиной этого является более значительное начальное возму­ щение температурного поля среды и многослойность первой пачлси. Дело в том, что отработка первой пачки производится восходящей последовательностью выемки. наклонных слоев. Поэтому, несмотря на малую тепловую активность пласта I I I , процесс отвода тепла от угольного массива протекает ин­ тенсивно. Степень охлаждения поверхности обнажения очист­ ной выработки всех слоев этой пачки практически является величиной постоянной и в среднем составляет 9,6 град. Неко-

245

торсе уменьшение охлаждающего влияния закладки при вы­ емке последнего слоя пачки вызвано снижением начального температурного возмущения в сравнении с предыдущим слоем.

С увеличением толщины старой закладки при последова­ тельной выемке наклонных слоев первой пачки повышаются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i —

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

j

 

 

i

 

 

-О

 

 

 

 

Ь—-

L

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

•f

-д

 

 

/ Ч

J

/

\

 

i

 

 

 

 

1

 

 

 

30

 

/'

1

 

 

\

 

 

 

 

 

1

\

 

 

 

Г

 

 

 

1

 

 

 

 

 

!

 

1

 

 

 

 

 

/

 

1

 

j

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5

 

 

 

1

 

 

 

26

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

I

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•»

1

 

 

!

 

V

21

 

 

 

 

 

1

 

 

I

*

> 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

•+

 

^ •

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

и 1

 

 

1

'5

°

 

 

 

 

\

 

 

 

 

1

V

С

 

|

Угол*1пл

 

 

 

 

 

Уг. оль

 

 

1

4>

 

|

III) 1

с

 

 

 

 

 

 

(an

IV)

?

S

,

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

i

 

 

!

1-

I

Ч —

 

1

t

<:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о.

1

 

1

г

 

 

 

 

 

\

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

m 1

 

1

 

X

 

1Ь

1 1

 

1 I

 

1

и •

I I• т• ;

[

 

' |

 

lJ

и1 со

1_|—_и

 

«

и

х . „ -з

 

£

«

 

г

о

 

г

 

 

б

я

ю

д,

Рис.

101.

Температурное

 

поле

системы

при

выемке

второго слоя

четырех-

слойной

пачки (первого

 

слоя

пласта

 

III)

п

- 0 тр . сл= 4300

час:

1—искомое

распределение

температуры (Д ^ Р . мл =9,6

град);

2—начальное

распределе­

 

 

 

ние

температуры;

3—апроксимация

начальных

условий

 

 

степень температурных возмущений в угольном массиве пласта IV и глубина проникновения этих возмущений. Со временем охлажденная зова охватывает все новые и новые слои пласта IV, и к моменту отработки третьего слоя первой пачки она достигает .нижних песчаников. В дальнейшем тем­ пературные возмущения распространяются в глубь породно­ го массива. Вследствие этого при отработке нижнего слоя верхней двухслойной пачки пласта IV (рис. 104) начальное температурное возмущение вынимаемого слоя достигает су­ щественной величины. При этом свежая и старая закладка нагреваются в основном за счет тепловой энергии верхних

246

Смотрите также файлы