книги из ГПНТБ / Ониани, Ш. И. Тепловой режим глубоких шахт при гидравлической закладке выработанного пространства и сложном рельефе поверхности

деление естественной температуры моделируемого массива, т. е. невозмущенное температурное поле среды принимается 'равномерным. Необходимая поправка при построении темпе­ ратурного поля системы, учитывающая влияние естественного градиента температуры, вносится непосредственно в резуль­ таты моделирования (так как естественный тепловой поток вызывает некоторый наклон хорды кривой распределения температуры, не зависящий ни от времени т и ни от коорди­

чение относительного потенциала, подводимого к узлу, моде­

ратуры относительные потенциалы, определенные по выраже­ нию (8.4) подводятся через делителя напряжения. Точность подвода нужной (расчетной) величины относительного потен­

200

•Моделирование температурного поля системы проведено для четырех вариантов отработки угольной толщи:

1) наклонные слш вынимаются в восходящей последова­ тельности без деления угольной толщи на отдельные пачки;

2)угольная толща делится на отдельные пачки, состоя­ щие из 3—4 наклонных слоев при последовательности выем­ ки пачек — сверху вниз, наклонных слоев в пачках — снизу вверх (проектная последовательность выемки);

3)угольная толща делится на отдельные двухслойные пачки с аналогичной со вторым вариантом последователь­ ностью выемки;

4)угольная толща делится на разнослойные пачки, при­ чем первая (верхняя) пачка состоит из четырех слоев, а остальные — из дзух слоев, при последовательности выемки,

аналогичной двум предыдущим вариантам.

§ 2. Результаты моделирования

До начала моделирования температурного поля иссле­ дуемой системы тел была смоделирована контрольная зада­ ча с известным точным решением. Суть этой задачи сводится

кследующему.

где ti — искомая температура неограниченной пластины;

201

чета. Там же крестиками обозначены результаты модели р о ш - •иия на интеграторе ЭИНП-3/66. Из приведенных кривых следует, что интегратор обеспечивает получение результатов моделирования с высокой точностью (погрешность не превы­ шает 1%, т. е. погрешности подбора R, С-элементов модели­ рующей цепи).

При данной последовательности выемки наклонных слоев методом моделирования решено восемь задач построения

203

температурного поля системы уголь—закладка—нижние пес­ чаники при выемке второго слоя снизу и уголь—закладка— старая закладка—нижние песчаники при выемке остальных слоев, начиная от третьего и кончая девятым (включительно). Задача № 1 — построение температурного поля системы при выемке второго слоя снизу — решена для двух значении толщины неограниченной пластины заложенного материала / = 2,5 и / = 3,0 м.

Моделирование производилось для двух случаев продол­

жительности отработки одного слоя (t0TI,.c.,)—3000 и 4300 час. Результаты моделирования приведены на рис. 58—78. На некоторых рисунках дается и апроксимированное

начальное распределение температуры для данной (рис. 58)

или для следующей задача-i (рис. 66, 72, 75). Очевидно, чем больше количество узлов в моделирующей цепи, тем больше число ступеней при апроксимации начального распределения температуры и точнее реализация начальных условий. С целью выяснения влияния приближенного задания раюпреде-

204

лось от ранее полученного, что подтвердило достаточно высо-

.кую точность аппроксимации начального распределения тем­ пературы. Следует отметить, что начальные условия с макси­ мальным приближением реализовались около поверхностей раздела системы, особенно в пределах толщины вынимаемо­ го сдоя. С 'увеличением абсолютной величины координаты апроксимация в большинстве случаев становилась грубее и дос­ тигала максимальной погрешности около перехода от возму­ щенного состояния температурного поля в невозмущенное. Такая апрокеимация начального распределения температуры вносит в результаты моделирования ощутимые искажения только при очень малых значениях времени (т<1000 час).

205

С увеличением времени эти искажения уменьшаются и при т > 1000 час практически не оказывают влияния на результа­ ты решения задачи. Естественно, величина искажении и вре­ мя, необходимое для их уменьшения до пренебрежимо малых значений, зависит от тепловой активности среды. При прочих равных условиях и малых значениях температуропроводности среды необходима более точная алроконмация начальных условий.

При выемке каждого слоя строились не только темпера­ турные поля системы для двух значений продолжительности

кривые изменения температуры характерных плоскостей сис­

турное поле системы построено для большого .количества зна­ чений времени т и одинаковой начальной температуры за­ кладки (рис. 61 и 65). Полученные результаты дают воз­ можность проверить высказанное выше соображение относи-

206

тельн.о окорости перемещения нейтральной плоскости в неог­ раниченной пластине параллельно самой себе.

При выемке второго слоя к неограниченной пластине гид­ равлической закладки с одной стороны прилегают нижние

Рис. 62. Динамика температуры характерных плоскостей второго слоя при увеличенной толщине закладки: 1—.v—/2 —0,0 м; 2—х—L = —1,0 м;

Z—x—L— —2,0 м; 4—средняя естественная температура слоя

песчаники, а с другой угольный массив пласта IV. Тепловая активность песчаников по отношению к заложенному мате­ риалу существенно выше тепловой активности угольного мас­ сива относительно закладки. Поэтому нейтральная плос­ кость значительно перемещена в сторону угольного массива (рис. 61). Величина перемещения от геометрической оси сим­ метрии системы минимальна в начале процесса. С увеличе­ нием (времени она увеличивается при одновременном и посте­ пенном уменьшении окорости перемещения. При т > 4 0 0 0 час скорость перемещения нейтральной плоскости становится на­ столько незначительной, что расположение плоскости можно считать стабилизированным, неподвижным. Поэтому при приближенных расчетах допустимо пренебрежение переме-

208