книги из ГПНТБ / Ониани, Ш. И. Тепловой режим глубоких шахт при гидравлической закладке выработанного пространства и сложном рельефе поверхности
.pdfточки 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—х—Iх = = 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 <с 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 |
|
|
|
|
|
- |
— |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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—х—U=—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> |
-в |
1
1
1
1
1
1
1
Ii t 1
1
1
|
1' |
i |
1 |
|
i |
<а |
1 |
А |
1 |
|
1 |
|
.1-.6 . |
-4 |
3—х— 1.= —2,5 м; 4—срздняя |
невоз |
|||||
тО тр.сл=3000 час; |
|
|
-сО 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 |
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
4в |
/ |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
'/ |
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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—х—1г = |
||||||||
=4,9 |
м |
(кровля |
вынимаемого |
слоя); |
3— х—1Х= |
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 (Д*сР .„«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
'О
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); 4—средняя 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-