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

Высказанные соображения подтверждаются анализом кривых распределения температуры в системе при выемке третьего и четвертого слоев снизу (рис. ПО и 111). Наклон

кривой начального распределения температуры и величина теплового возмущения при выемке третьего слоя меньше, чем во время отработки второго или четвертого слоев. Поэтому и сходимость рассматриваемых данных при выемке этого слоя намного лучше. Правда, этому в какой-то .степени способст­ вует и ухудшение условий приближенного расчета в пород­ ном массиве, где (Существенно увеличивается степень началь­ ного температурного возмущения и глубина его распростра­ нения. Из приведенных кривых хорошо видно, что с увели­ чением толщины ранее заложенного материала, т. е. с повы­ шением начальных температурных возмущений в этой части системы, погрешность приближенного расчета в породе посте­ пенно возрастает и при выемке четвертого слоя достигает до­ вольно высокого значения. Отсюда можно сделать вывод, что изложенный выше метод приближенного расчета температур­ ного поля системы применим только к угольному массиву и

258

слою закладки, находящемуся под тепловым воздействием уг­ ля, начиная от третьего слоя при восходящей или нисходящей слоевой выемки угля.

Вследствие увеличения толщины ранее заложенного ма­ териала и продолжительности процесса теплообмена .наклон кривой .распределения температуры в старой закладке умень­ шается, кривая постепенно делается пологой и поэтому н©ста­

способствуют повышению точности расчета. Этим объясняет­ ся наблюдаемое изменение точности приближенного расчета при выемке разных слоев угольной толщи.

Из-за большой мощности пласта IV в .рассмотренных примерах температурные возмущении не достигали других пластов, система практически была однородной, и поэтому пренебрежение неоднородностью системы при приближенных расчетах не сказывалось на результатах расчета. .

На рис. 112 представлены кривые распределения темпе­ ратуры при выемке восьмого слоя- В этом 1случае угольный массив представляет собой типичную неоднородную среду, состоящую из веществ с различными тепловыми свойствами. До сих пор крутизна кривой распределения температуры, полученной приближенным расчетом, в пределах угольного массива всегда была больше по сравнению с кривой, пост­ роенной по данным моделирования. При приближенном рас­ чете угольный массив рассматривается как сплошные липто-

кривой моделирования при той же крутизне кривой, получен­ ной расчетом. В результате кривые распределения температу-

259

юы в системе, полученные рассматриваемыми методами, в пределах угольного .массива становятся почти конгруэнтными, причем погрешность приближенного расчета температурного поля практически не изменяется.

В табл. 15 приведены величины среднего охлаждения вынимаемого слоя (пли, что то же самое, таплоотдающей по­ верхности очистной выработки), полученные моделированием ai приближенным расчетом. Достаточная сходимость этих дан­ ных очевидна. Погрешность приближенного расчета не превы­ шает 4—5% при определении температуры любой точней уголь­

дельные пачки приведенный выше метод приближенного рас­ чета температурного поля системы обеспечивает достаточную для инженерных расчетов точность в пределах угольного массива. В 'Случае расчета температуры породного массива

или ранее заложенного материала этот метод применим

260

Г Л А В А I X

О Ж И Д А Е М Ы Й ТЕПЛОВОЙ Р Е Ж И М СТРОЯЩИХСЯ

тяженность полевых штреков постепенно уменьшается. Вслед­ ствие этого при одинаковых температурах неохлажденных пород более тяжелые тепловые атмосферные условия .следует

лажденных пород взято значение температуры почвы уголь­ ной толщи 36°С. При более высоких температурах (37—38°С), т. е. на больших глубинах длина откаточного полевого штреота настолько уменьшается, что несмотря на увеличение тем­ пературы пород, следует ожидать улучшение тепловых ат­ мосферных условий в очистных и подготовительных выработ­ ках. Поэтому наихудшие тепловые атмосферные условия должны иметь место во время отработки не последнего, а предпоследнего этажа шахтного поля с максимальной темпе­ ратурой неохлажденных огород — 36°С при наибольшей про­ тяженности полевых штреков.

Средневзвешенные значения теплофизических свойств и естественной температуры горных-пород, сдружающих выра-

262

боику соответствующего расчетного участка, определены по результатам исследований, изложенных в первой части.

Изменения относительной влажности и барометрическо­ го давления вдоль воздухоподающих выработок шахты опре-

Рис. 113. Принципиальная схема вентиляции и тепло­ вого расчета шахты «Западная-2»

деланы по данным климатических исследований месторожде­ ния и его действующих шахт [31].

Температуры теплоотдающих пшерхностей очистных вы­ работок определены по результатам решения соответствующей

Как было отмечно выше, гидравлическая закладка выра­ ботанного пространства производится после выполнения

263

3—4-х полных технологических циклов по выемке угля. Та­ ким юбразом, после каждого цикля ширина выработанного пространства увеличивается на 2,4 м. Естественно, это обус­ ловливает значительное уменьшение скор оста воздушного по­ тока в очистной выработке. Если не проводить специальное мероприятие по сохранению нормальной скорости вентиля­ ционной струи в лаве, го к концу выемки одной горизонталь­ ной полосы она уменьшится с 2,6 до 0,65 м/сек. Для того,

чтобы оценить следствие такого значительного снижения ско­ рости воздушного потока, обратные расчеты рудничного воз­ духа были пр'оведбны для двух (нормального и минимально­ го) значений скорости вентиляционной струи в лаве. Тепло­ вые расчеты .проведены для августа по известной методи­ ке [153].

•При определении температурного фактора лавы Тл вмес­ то температуры неохлажденных пород подставлялась средие-

264