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

чение теплофизических -свойств всех пород, составляющих ха­ рактерные 'Стратиграфические разрезы месторождения с уче­ том их анизотропного строения.

3. Горные породы рассматриваемого месторождения по теплофизическим свойствам не дифференцируются но про- мышленно-угленоюным участкам. При прочих равных услови­ ях одна и та же порода имеет практически одинаковые тер­ мические характеристики на разных участках. Поэтому по-

.лученные средневзвешенные значения теплофизических свойств пород можно распространить и на разведываемые новые шахтные поля месторождения.

•4. В пределах исследованных глубин (от поверхности до глубины 1400 м) не замечена определенная закономерность в изменении теплофизических свойств пород с увеличением

мость между значениями теплофизических свойств и плотно­

щества зерен) практически не оказывает влияния на интен­ сивность переноса тепла и изменение температуры в зало­ женном материале. Установлено обратная линейная зависи­ мость между максимальной влагой асыщенностыо и плотно­ стью закладки. Увеличение плотности всегда вызывает по­ вышение значений термических характеристик закладочных материалов, а с повышением влажности неуклонно растет только теплоемкость. Температуропроводность при некото­ рой величине влажности достигает максимального значения

283

и затем уменьшается, а теплопроводность приближается к некоторой максимальной величине. Влажность, -при которой температуропроводность достигает максимального значения, зависит от влагоемкости (плотности) материала. Чем боль­ ше плотность сыпучего вещества, тем при меньшей влажно­ сти температуропроводность достигает максимального зна­ чения.

7. По данным термометрии в геологоразведочных сква­ жинах (тем более если измерения проведаны сразу .после окончания бурения и промывки стандартной геофизической аппаратурой) и горных выработках при сложном рельефеповерхности и складчатости залегания литологических раз­ ностей пород практически невозможно получить необходи­ мую информацию о естественном тепловом состоянии иссле­ дуемого месторождения. В таких случаях наиболее прием­ лемым способом построения температурного поля месторож­ дения является метод электротепловой аналогии с примене­ нием интегратора ЭГДА-9/60.

При сложном рельефе поверхности и однородной и .изо­ тропной породе характер распределении температуры в верхних слоях земной коры в случае отсутствия источников и стоков тепла определяется неровностью рельефа. Относи­ тельное возмущение температурного поля среды не зависит

.ни от плотности естественного теплового потока, ни от кли­ мата поверхности. Критерием качественной оценки влияния рельефа поверхности на температурное поле недр может слу­ жить относительная неровность рельефа поверхности. Если

состояния недр. Если относительная неровность меньше 0,2, то влияние рельефа отсутствует. При относительной неров­

сти может вызвать форма залегания неоднородных и анизо­ тропных пород. Эти два фактора могут воздействовать на тепловое состояние месторождения "в одном и том же и к

284

противоположном направлении. В первом случае (степень воз­

совместного действия рельефа поверхности и складчатости залегания анизотропных пород. Подтверждением этого слу­ жат полученные профили геотемпаратурных полей и термо-

шает 38—39°С, в северной части месторождения она доходит до 48—49°С при глубине, не превышающей 1500—1600 м. Одна и та же температура будет иметь место на существен­ но равных глубинах от поверхности и .совершенно разные температуры — на одной и той же горизонтальной плоско­ сти. Такая картина распределения температуры — следст­

ющиеся угольные пласты, растет. Поэтому при слоевой вы­ емке химически активных самовозгорающихся мощных угольных толщ, залегающих на больших глубинах, единст­ венным эффективным способом управления кровлей, исклю­ чающим возможность возникновения подземных пожаров,

условий горных выработок шляется насущной задачей гор­ ной теплофизики.

12. Охлаждение вынимаемого .слоя угольного массива IB значительной степени зависит от начальной температуры заложенного материала, которая предопределяется темпе­ ратурой технической воды н потерями холода в трубопро-

285-

или прокладке его по воздухолодающим выработкам непро­ изводительные потери холода существенно уменьшаются и в- освовном определяются 'гидравлическими потерями. Техни-

(2—4°С). В летнее время она зависит от многих факторов (термического режима источника водоснабжения, климати­ ческих условий местности, расстояния от водозабора до сме­ сителя и др.) и мо'жет колебаться в пределах 12—22°С. Е'сли температура воды зимой не превышает 4°С, а летом — 18°CV то гидравлическая закладка может служить даровым и дос­ таточно мощным источником холода при регулировании теп­ ловых атмосферных условий глубокой шахты.

при выемке первого слоя угольной толщи полностью опре­ деляются интенсивностью дегазации массива угля. Прове­ денные наблюдения показали, что температурные возмуще­ ния, вызванные процессом дегазации могут достигать зна ­ чительных величие. Степень охлаждения поверхности обна­ жения очистной выработки зависит от газоемкости и газо­ проницаемости угля и местоположения вынимаемого м о я в- толще. Если первым отрабатывается нижний или верхний слой угольной толщи, то сред/нее снижение температуры поверхности обнажения в лаве не превышает 5—7 град. Ес­ ли же к вынимаемому слою с обеих сторон прилегает уголь­ ный массив, то степень охлаждения теплоотдающей поверх­ ности в среднем увеличивается до 8—9 град.

14. В случае отработки газоносной и .газопроницаемон угольной толщи при выемке первого слоя качественное рас­ пределение температуры в массивах угля и породы из-за

286

естественной дегазации угля принимает экспоненциальный характер. Технология выемки наклонных слоев и закладки выработанного пространства позволяет представить гидрав­

стемы уголь—закладка—порода принимает вид выражений

ения температурного поля подсистемы угольный массив—слой закладш толщиной 1\ применяются опять-таки решения (5.60) и (5.61), а подсистемы порода—слой закладки толщи­ ной /2 — решения (6.24) и (6.25). При этом связующим звеном этих подсистем будет служить результат совместного

и громоздкости малопригодны. Применение их целесообраз­ но только при производстве массовых расчетов с помощью ЭВМ.

16. При слоевой выемке мощных нетазоносных угольных пластов и гидравлической закладке выработанного прост­ ранства задача аналогического построения температурного поля системы уголь—закладка—порода существенно упро­ щается и решения представляются выражениями (6.3) — (6.6).

17. При восходящем или нисходящем порядке отработ­ ки наклонных слоев температурное поле системы угольный массив и находящийся под его тепловым влиянием слой закладки, с достаточной для инженерных расчетов точностью (погрешность не более 4—5%), можно построить методом

287