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

превосходит другие варианты отработки угольной толщи. С увеличением общей мощности угольной толщи (>20 м) эф­ фект выделения первой многослойной пачки уменьшается н при мощности, превышающей 30 м не может оказать ощути­ мого влияния на распределение температуры в угольном мас­ сиве наиболее удаленных наклонных слоев.

Кривые, приведенные на рис. 107, дают представление о характере изменения температуры средней плоскости выни­ маемого слоя во времени. Если вынимаемый слой имеет не ­ посредственный контакт с закладкой (кривые 1 и 3), то тем­ пература слоя интенсивно уменьшается, при некотором, срав­

дит через какое-нибудь термическое сопротивление, то умень­

§ 3. Сравнительный анализ результатов моделирования и

расчета

Вышеприведенные результаты решения контрольной за­ дачи свидетельствуют о высокой точности метода электри­ ческого моделирования на интеграторе ЗИНП-3/66 с при­ менением моделирующей цепи с сосредоточенными парамет­ рами. При построении температурного поля системы из трех однородных тел с равномерным начальным распределением температуры погрешность моделирования практически отсут­ ствует (она меньше 1%). Рассматриваемая нами система не­ однородна, но как было показано выше, .неоднородность сис­ темы моделируется без каких-либо затруднений и поэтому не оказывает влияния на точность результатов моделирования. Совершенно иная картина получается при сложном началь-

252

ном распределении температуры в системе. Дело в том, что в этом случае для точной реализации начальных условий не­ обходима моделирующая цепь, состоящая из бесконечного числа R—С-узлов в пределах распространения возмущений в начале процесса. Так как количество таких узлов конечное, то это должно служить источником некоторой погрешности. Но величина погрешности, вызванной конечностью числа уз­ лов, будет зависеть от точности апроксимации начальных ус­ ловий и от времени. При любом конечном количестве узлов погрешность максимальна в начале процесса. С увеличением времени она уменьшается и'при некоторой величине т стано­

тельно, при сравнительно больших значениях времени апрок­ симации начальных условий не может служить источником погрешности. Таким образом, при качественном подборе эле­ ментов моделирующей цепи на интеграторе ЭИНП-3/66 мо­ жно построить искомое температурное поле системы тел с высокой точностью (погрешностью, не превышающей 2%).

В рассматриваемом случае погрешность определения ис­ ходных данных достигает 5—7%. Поэтому столь высокое тре­ бование к точноста моделирования не могут быть предъявле­ ны. Но достоверность результатов моделирования со столь высокой точностью дает возм<ожность оценить погрешность метода приближенного расчета и в некоторой степени спра­ ведливость полученных решений и результатов расчета на ЭВМ по этим решениям.

Во время передачи приведенных выше точных решений в Вычислительный центр АН ГССР для составления програм­ мы некоторые исходные данные (температура закладки, гра­ диент температуры литологичеаких отделвностей пород) еще не были уточнены. Этим объясняется то, что исходные усло­ вия при расчете на ЭВМ (глава V I I ) несколько отличаются от исходных условий моделирования. Поэтому результаты мо­ делирования, характеризующиеся некоторой универсаль-

253

ностыо, при т = 3000 час были пересчитаны с поправкой на разность исходных условий при помощи зависимости

Рис. 108. Температурное поле системы после закладкп выработанного прос­ транства пласта «7/4» (х=3000 час); —по результатам расчета с по­ мощью полученных точных решений; ххх—по данным моделирования

ства пласта «7/4», построенная по результатам расчета на ЭВМ БЭСМ-2 при т = 3000 час. Там же крестиками обозна­ чены результаты моделирования, рассчитанные с помощью выражения (8.8). Из приведенного графика следует, что дан­ ные моделирования имеют хорошую сходимость с результа­ тами расчетаНекоторое расхождение между ними, очевидно, вызвано тем, что аналитическое решение задачи не учитыва­ ет неоднородности системы. Подуограниченное тело оправа от

254

закладки рассматривается как оплошные липтобиолитовые

сравнении с пластом «0,90». Хорошее совпадение приведенных данных подтверждает и справедливость полученных решений.

. На рис. 109 представлены кривые распределения темпе­ ратуры в системе при т=4300 час и выемке второго слоя снизу, полученные по данным моделирования и приближен­ ного расчета. Эти кривые подтверждают высказанное нами выше соображение о влиянии величины возмущения темпе­ ратурного поля в начале процесса и тепловых свойств ма­ териала на точность приближенного расчета. Начальное воз­ мущение температурного поля в угольном массиве значитель­ но больше, чем в породе, а тепловая активность углей намно­ го меньше по сравнению с песчаниками. Этим и объясняется хорошее совпадение данных моделирования и приближенного расчета в породе и сравнительно большие расхождения меж-

255

'2 Х»м

Рис. 110. Температурное поле системы при выемке третьего слоя (тО тР .С л=4300 час; порялок отработки слоев—восхо­ дящий): 1—начальное распределение температуры; 2—по результатам приближенного расчета ( Д ^ Р . о м = 9,5 град);

3—подданным моделирования (Д)?ср.'олл=9,3 град); 4—нево3 мущеиное температурное поле среды

ду наши в угольном массиве. Несмотря на это, максимальная погрешность определения температуры в любой точке систе­ мы не превышает погрешности исходных данных. Исходя из

этого, метод приближенного расчета .имеет вполне приемле­ мую для инженерных расчетов точность, тем более что рас­ хождение между рассматриваемыми данными в пределах вы­ нимаемого слоя имеет знакопеременный характер. Это сни­ жает абсолютную погрешность при определении средней ве­ личины охлаждения рассматриваемого слоя. Данное распре­ деление температуры в начале процесса, принятое эа состоя­ ние теплового равновесии, обусловило снижение температуры в закладке и повышение ее в угольном массиве, чему способ­ ствовала и низкая температуропроводность угляЕсли бы (Кривая начального распределения температуры была пологой •или угольный массив имел бы более высокую активность, то сходимость данных моделирования и приближенного расчета была бы еще большей.