Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
12.01 Mб
Скачать

точки или от времени.

Они наглядны и удобны для практи­

ческого пользования,

но непригодны

при других

значениях

температуры среды

и

закладки.

 

 

В заключение следует отметить,

что при восходящей по­

следовательности отработки наклонных слоев без

деления

угольной толщи на отдельные пачки

гидравлическая заклад­

ка оказывает существенное влияние на распределение темпе­ ратуры в вынимаемом слое. Среднее охлаждение поверхности

26

S2

48

44

40

в

40

42

4U

46

Т. тыс. voe.

Рис. 74. Динамика температуры некоторых плоскостей закладки при выемке

седьмого слоя: 1—х—^=2,5 м; 2—х—/i=5,0 м; 3—х—/х =7,5 м; 4—хIх = = 10,0 м

обнажения очистной выработки может составить около 9.град, при выемке второго и 12-—13 град при выемке седьмого и де­ вятого слоев. Такое значительное охлаждение теплоотдающей поверхности в лаве не может не оказать существенного поло­ жительного воздействия на тепловой режим шахты в целом..

3. П р о е к т н а я п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь

в ы е м к и

Как было отмечено выше, в настоящее время липтобиолитовые угли не имеют потребителя, и поэтому выемка плас­ тов «0,90» и «0,90 бис» не предусматривается. При проектной последовательности выемки первым будет отрабатываться

220

Рис. 75. Температурное поле системы при выемке восьмого слоя (пласта «0,90 б и о ) : -1—т=3000 час и f ^ = 1 2 ° C

(Ak P . o)ui =ll ,0 град); 2—х=4300 час и <Ц=.6°С (Д Р . 0 хл=14,8 град); 3—апроксимированное начальное распределе­ ние температуры для следующей задачи

пласт

«7/4», вторым •— иижний слой пласта

I I I , а третьим —

верхний

слой

последнего. Пласт

IV делится

на две

пачки.

Первая

(верхняя)

пачка

состоит из четырех, а вторая

— из

трех слоев. После выемки пласта

I I I отрабатывается

нижний

(первый)

слой первой пачки пласта

IV (рис. 9, б)-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

S?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 Л •

 

 

S

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ее

\^

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

V.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

*

I

 

f

1

 

i

- J

1 _ 1

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

г

4

6

a

jo

is

44

 

/6

Т.тыаюс.

о

 

Рис. 7'x

Динамика температуры

характерных

плоскостей восьмого

слоя:

1—х—/.,,=0,0 м; 2—хU=—0,75 м; 3—х—U— —1,5 м; 4—средняя

иевоз-

мущенная температура

слоя;

-:Отр.сл=3000 час;

 

т0 тр.сл= 4300

 

 

 

 

 

 

час

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты .моделир.ова'Н1ИЯ в виде кривых

распределе­

ния температуры в системе и изменения

температуры

харак­

терных плоскостей

вынимаемого

слоя во времени

приведены

на рис. 79—92.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ приведенного

материала

показывает, что при вы­

емке нижнего

слоя

пласта

I I I начальное

распределение

тем­

пературы

в кровле имеет

сложный

экспоненциальный,

а в

октаве — линейный

характер (рис. 79). Выразив

начальные

условия висячего бока приближенно параболической зависи­ мостью, можно построить температурное поле системы, .рас­ четным путем, с помощью приведенных выше решений (глава V I ) . Но при выемке остальных слоев угольной толщи иа222

О

й

.4

6

в

to

J2

14

46 T.mbtc.vac.

Рис. 78. Динамика температуры характерных плоскостей девятого слоя:

1 _ Л - _ / . ) = 0 , 0 м; 2—*—/.,= -1,25 м; мущенная температура слоя;

3/

 

8.

1

 

ПО

$

-х,л1 -44

-л>

1

1

1

1

1

1

1

Ii t 1

1

1

|

1'

i

1

 

i

1

А

1

 

1

 

.1-.6 .

-4

3—х— 1.= —2,5 м; 4—срздняя

невоз­

тО тр.сл=3000 час;

 

 

О тр.сл=4300 час

•чг

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

-t

1

 

 

 

 

30

 

V\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U6

 

/|

^

i

=

— г

 

 

1

 

 

1

i

l

l

!

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

I

 

 

g

1

 

 

 

 

•§

1

ю

 

1

 

 

 

1

-О —1

S

1

 

 

1

\\

 

\

I

 

 

1

 

id

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

10

 

1

* .

 

!

 

1

X,-"

1

-г о l i

e

Рис. 79. Температурное полг системы при выемке нижнего слоя пласта Цу. 1—-=3000 час и /0 3 = 12'С ( Д / с Р . о и = 0.0 г р а д ) ; | 2 - т = 4300JJ4ac и ^ = 6 ° С (A^cp.oi.^0,3 град); 3—апрокснмация начальных условий для ^следующей задачи; 4—начальное распределение температуры

;224

чальные условия настолько осложняются, что при их аналити­ ческом описании математическое решение задачи встречает­ ся с принципиальными трудностями. При .настолько сложном начальном распределении температуры вследствие высокой погрешности неприемлем .и метод приближенного расчета тем­ пературного поля системы составных тел. Поэтому в данном случае достоверное решение поставленной задачи можно по­ лучить лишь методом электрического .моделирования.

•ЧГ

 

 

 

• 1

 

 

 

 

 

 

 

1 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

|

 

 

1

 

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

JO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

\ t

 

 

и.

 

 

.

,

1 t

36 —-——-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,|I

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

>

 

2Q

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fГ >^А

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

/

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

/

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

////

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

to <

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

**

• Ав

iO

»

i4

 

46

Ч,тыс.иас.

 

 

 

 

 

42

 

Рис. 80. Динамика температуры некоторых плоскостей системы

после

зак­

ладки

выработанного

пространства пласта

«7/4»:

1—я=0,0 м;

2—х1г =

=4,9

м

(кровля

вынимаемого

слоя);

3— х1Х=

7,4 м

(почва

вынимаемого

 

 

слоя);

—•

 

тО тр.сл=3000

час;

 

-сотР .сл=4300

час

 

 

При выемке

нижнего

слоя

пласта I I I

(рис. 79)

темпера­

турное поле вынимаемого слоя остается невозмущенным, ох­ лаждение поверхности обнажения в очистном забое практи­ чески не имеет места и гидравлическая закладка почти не оказывает влияния на тепловые атмосферные условия лавы. Температурные возмущения в кровле слоя начинают оказы-

15. Ш. Оннанн

225

ваться .спустя 1000 час после окончания закладочных работ в выработанном пространстве пласта «7/4» (рис. 80). Измене­

ние температуры слоя

происходит очень

медленно,

и при

т = 4300 час снижение

температуры достигает всего

лишь

0,8 град. Почвы слоя возмущения достигают только

спустя

7000—8000 час от начала

процесса.

 

 

Совершенно иная картина наблюдается во время отра­

ботки верхнего слоя пласта

I I I (рис. 81 и

82). В этом

случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

\

 

30

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

1

/

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

1

1

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ffi\ ^4!S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

/1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3 >

 

\8

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Ъ 1

 

 

 

If

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+

5 .

 

<

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ffc 1

ч

'3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

§

 

 

1

•»

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

!

й

 

$:

 

1*

§

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31 '*й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

-а ч»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OQ

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

•Х,м

-14

-10

 

-16

-II

- 8

 

- 4

 

 

0

 

i

8 Х,м

Рис.

81.

Температурное поле

системы

при

отработке

верхнего слоя

пласта

I I I :

1 — 3 0 0 0

час

и

/J=12°C (ДР .„«л= 9,0

град);

2—х

=

4300 час

и

= 6 ° С (Д/ср.о1я=П,0

град);

3—апрокснмированиое

начальное распределе­

 

 

 

ние

температуры

для

следующей

задачи

 

 

 

значительное общее температурное возмущение в вынимае­ мом слое складывается из двух возмущений, вызванных ста­ рой закладкой со .стороны кровли и свежей — со стороны поч­ вы. Среднее снижение температуры поверхности обнажения очистной выработки вследствие даухсторонного охдадающего влияния закладки составляет 9,0 и 11,0 град при продол-

226

жительности выемки одного слоя 3000 и 4300 час соответст­ венно. Максимальный эффект охлаждения достигается в про­

межутке времени 2000 час < т < 5 0 0 0

час. За все время тече­

ния

процесса среднее охлаждение

при t 0 T P , « . = 4300 час зна­

чительно больше, чем при т0 Т р.сл = 3000 час.

 

 

При выемке первого -слоя первой пачки пласта

IV карти­

на

аналогична рассмотренной в случае отработки

нижнего'

I

6 I

I

I

I

I

I

1

1

1

-

К

О

)

t

6

8

It

I!

/4

IS

 

Х^/тя.час.

Рис. 82. Динамика температуры

характерных

плоскостей верхнего слоя пла­

ста I I I : 1—х—/2 =0,0

м;

2—х— U = 1,25

м;

3—х—12 =

— 2,5 м; 4— сред-

няя невозмущенная температура

слоя;

 

тО тр.сл=3000

час;

T 0 t ] > . M =

 

 

 

 

 

=4300. час

 

 

 

 

 

слоя пласта I I I . Несмотря на увеличение расстояния от по­ верхности раздела с закладкой до вынимаемого слоя из-за увеличения общей мощности залшсенного материала и про­ должительности действия старой закладки температурные возмущения доходят до рассматриваемого слоя, но еколько- ' нибудь ощутимого влияния на его тепловое состояние не ока­ зывают (рис. 83 и 84). Бели изменение температуры плос-

227

кости геометрической симметрии системы происходит доволь­ но с высокой скоростью, то IB третьем и первом слоях оно су­ щественно замедляется, протекает плавно, с постепенным уменьшением скорости при увеличении .координаты и време­ ни. Следует отметить, что разность между эффектами охлаж­ дения при разных значениях продолжительности выемки слоя с удалением от поверхности раздела постепенно уменьшается

+>

 

 

 

 

 

М

 

 

 

! I

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

м

'1

1'

* J/

 

 

 

 

 

 

1

1

fTt

I

 

!

 

 

 

 

 

 

'

! / /

 

 

 

 

 

 

26

'

if

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

f\

 

I

*!

 

 

 

 

^

4 l

 

 

 

 

 

!

1 -

1

 

V

 

< 1

 

! ? !

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

1

1

 

1 1

 

 

 

 

 

S i 1

 

 

 

 

; 1

и

:

li

 

1

1

 

 

 

 

 

 

!

!

10

Щ j 4 1

Рис. 83. Температурное поле системы

при выемке

первого

слоя

первой

пач­

ки

пласта IV: 1—-.=3000 час и /^ = 12е С

(А/сР .о.чл=0,0

град);

2—- =

4300

час

и t3= 6°С(Д/сР .охл=0,3 град);

3—апрокснмиронаниое начальное

распре­

 

деление температуры

для следующей задачи

 

 

 

и в вынимаемом слое составляет незначительную

величину

(рис. 84).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В случае отработки второго слоя первой пачки пласта IV

охлаждающее влияние закладки вследствие

двужаторонного

действия опять возрастает

до довольно

большой

величины

(рис. 85). Трехслойный угольный

массив пласта

IV находится

под охлаждающим воздействием с обеих сторон. Старая за­ кладка выработанном пространстве пласта «7/4> к этому вре­

мени настолько нагрета, что не

оказывает охлаждающего

воздействия на систему и служит

только теплоотдающим ,зве-

228

н'ом

от аргиллитов и в а р к и м

песчаников к старой закладке

выработанного

пространства

пласта I I I . Необходимо

отме­

тить,

что при

восходящей последовательности выемки

слоев

температуры характерных плоскостей слоя со временем пос­

тепенно сближались, но при этом температура

плоскости,

на­

ходящейся ближе к поверхности раздела,

всегда оставалась

меньше температуры плоскости с большим

значением

коорди­

наты х. При проектной последовательности

выемки

темпера­

тура

поверхности

раздела

 

после

определенного

значения

вре-

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

|

__,

 

 

Е=

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

*~ " • »

—<

К

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

,

 

 

*~

—«

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— - —

- и -

-

 

 

SS

 

 

 

 

 

«— —*

— • "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

/

/

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40 (I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

42

/4

 

46

 

 

Рис.

 

84. Динамика температуры

некоторых плоскостей

системы

после

зак­

ладки выработанного пространства верхнего елся пласта I I I : 1—.v—/а =0,0

м;

2—х—/j = 7,5 м; 3—х—/х = 12,5

м (вынимаемый слой); 4средняя иевозму-

щенная температура слоя;

тО тр.сл=3000 час;

т О т Р . са=4300

час

менн становится больше, чем температура плоскостей, уда­ ленных на некоторое расстояние от границы (рис. 86).

Наибольший эффект охлаждения получается при выем­ ке третьего и четвертого слоев первой пачки пласта четверто-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ