Математическое моделирование процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных выработках шахт и рудников криолитозоны
Аннотация
Разработана математическая модель процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных горных выработках шахт и рудников криолитозоны с учетом испарения и конденсации влаги. Принятым допущением массив горных пород вокруг выработки представляем областью в виде полого цилиндра. Внутренний радиус области соответствует радиусу выработки, а внешний радиус выбирается из условия распространения зоны теплового влияния вокруг выработки на расчетный временной период. Математическая модель численно реализована методами конечных разностей. Показано, что летом в устьевых частях горной выработки преобладают конденсационные процессы, а зимой – испарительные. Поступающая в неё влага из вентиляционного воздуха и горного массива интенсифицирует тепломассообменные процессы, что существенно влияет в целом на тепловой режим шахт и рудников. Численная реализация разработанной модели позволяет рассчитать динамику изменений температуры вентиляционного воздуха и его относительной влажности в зависимости от термовлажностных условий выработки, что важно для прогноза теплового режима шахты и обеспечения безопасности ведения горных работ.
Ключевые слова
Об авторах
Юрий Аркадьевич Хохолов
Институт горного дела Севера СО РАН
Россия
Россия
ХОХОЛОВ Юрий Аркадьевич – д.т.н., в.н.с., khokholov@igds.ysn.ru;
Александр Сардокович Курилко
Институт горного дела Севера СО РАН
Россия
Россия
КУРИЛКО Александр Сардокович – д.т.н., зав. лаб., a.s.kurilko@igds.ysn.ru.
Список литературы
1. Венгеров И.Р. Теплофизика шахт и рудников. Математические модели. Т. I. Анализ парадигмы. – Донецк: Норд–Пресс, 2008. – 632 с.
2. Криворучко А.М. Влияние породного массива на изменение влажности воздуха в выработках глубоких шахт // Материалы семинара по горной теплотехнике. Вып. 5. – Киев: Изд-во Института техн. информ., 1964. – С. 101–103.
3. Андреев Г.Г., Попков Г.К. Исследование массообменных процессов, происходящих в горном массиве и на поверхности выработок под воздействием рудничного воздуха // Эффективная и безопасная разработка месторождений полезных ископаемых: Труды УЗПИ, вып. 3. – М.: Недра, 1971. – С. 171–176.
4. Лариков Н.Н. Теплотехника. – М.: Стройиздат, 1985. – 432 с.
5. Изаксон В.Ю., Слепцов В.И., Бандопадхай С. Математическое моделирование тепломассообмена в горных выработках Арктики. – Новосибирск: Наука, 2000. – 120 с.
6. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. – М.: Наука, 1977. – 736 с.
7. Охлопков Н.М., Васильев В.И., Попов Ф.С. и др. Численные методы решения задач теплообмена подземных и наземных сооружений с мерзлым грунтом // Методы механики сплошной среды. – Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1977. – С. 5–18.
8. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 784 с.
9. Самарский А.А. Теория разностных схем. – М.: Наука, 1983. – 616 с.
10. Самарский А.А., Моисеенко Б.Д. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана // Журнал вычислит. мат. и мат. физики. – 1965. – Т. 5, №5. – С. 816–827.
Рецензия
Для цитирования:
Хохолов Ю.А., Курилко А.С. Математическое моделирование процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных выработках шахт и рудников криолитозоны. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2015;20(3):50-54.
For citation:
Хохолов Ю.А., Курилко А.С. Математическое моделирование процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных выработках шахт и рудников криолитозоны. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2015;20(3):50-54. (In Russ.)
Просмотров:
2
Послать статью по эл. почте 