Математическое моделирование процессов тепломассообмена вентиляционного воздуха с горными породами в протяженных выработках шахт и рудников криолитозоны
Abstract
Mathematical model of ventilation air and rocks heat mass exchange processes in cryolithozone extensive mine workings, with moisture vaporization and condensation taken into account, is developed. Rock mass around the working by taken assumption is considered in the shape of hollow cylinder. Internal radius of the area corresponds to working’s radius, while outer radius is taken from spreading condition of heat influence zone around the working for taken temporal period. The nathematical model is numerically solved by finite difference method. It is shown, that in mine workings’ mouth parts in summer period condensation processes prevail, while vaporizing in winter period. Moisture from ventilation air and rock mass getting into it, makes heat mass processes intensify, that significantly affect the mines thermal conditions as a whole. The developed model numerical implementation allows to calculate ventilation air temperature and it’s relative humidity variations dynamics subject to working’s hydrothermal conditions, that is important to mines thermal conditions prognosis and mining safety providing.
About the Authors
Юрий Аркадьевич Хохолов
Институт горного дела Севера СО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Александр Сардокович Курилко
Институт горного дела Севера СО РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
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.
Review
For citations:
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.)
Views:
3
Email this article 