Разработка методов расчета слоевого загазирования горных выработок и параметров инертизации при ликвидации горения метана

• Автор: Клейнер, Анатолий Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Донецк
• Количество страниц: 215 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ РАБОТ ПО БОРЬБЕ СО СКОПЛЕНИЯМИ МЕТАНА И ЛИКВИДАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ,СВЯЗАННЫХ С ЕГО ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ
1.1. Скопления метана, борьба с ними и ликвидация горения газа в подземных условиях

1.2. Применение инертных газов при ликвидации подземных пожаров

1.3. Анализ литературных источников и задачи исследования

1.3.1. Образование скоплений метана и их прогноз

1.3.2. Заполнение аварийных участков инертным

газом

1.3.3. Перенос тепла при высоких температурах

1.3.4. Цель работы и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СЛОЕВОГО ЗАГАЗИРОВАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК МЕТАНОМ

2.1. Математическая модель слоевого загазирования
2.1.1. Уравнения движения, неразрывности и массо-переноса
2.1.2. Краевые условия задачи
2.1.3. Дополнительные соотношения
2.2. Реализация математической модели слоевого загазирования выработки
2.3. Анализ достоверности математической модели
2.4. Результаты численного моделирования процесса
2.5. Инженерный метод прогноза слоевого загазирования горных выработок
В ы в о д ы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПОЛНЕНИЯ УЧАСТКА ИНЕРТНОЙ ГАЗОВОЙ
СМЕСЬЮ

3.1. Движение инертной газовой смеси
в участке
3.2. Снижение концентрации кислорода
в участке при инертизации
3.3. Анализ достоверности математической
модели инертиаации атмосферы участка
3.4. Изменение температуры атмосферы участка
при заполнении его парогазовой смесью
3.5. Методике расчета инертизации участка
3.5.1. Методика определения времени инертизации и концентрации кислорода
3.5.2. Методика определения температуры при
выпуске парогазовой смеси в участок
3.5.3. Реализация результатов исследования
В ы в о д ы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ НАГРЕТЫХ ПОРОД ПОТОКОМ
ГАЗА
4.1. Математическая модель процесса
4.1.1. Уравнения теплопереноса
4.1.2. Краевые условия и дополнительные
соотношения
4.2. Реализация математической модели
4.3. Экспериментальное исследование охлаждения нагретого горного массива
4.3.1. Схема и расчет экспериментальной
установки
4.3.2. Программа, методика и результаты экспериментального исследования
4.4. Анализ достоверности математической модели
4.5. Результаты численного моделирования процесса
4.6. Методика расчета охлаждения нагретых горных
пород потоком газа

4.7. Реализация результатов исследования
В ы в о д ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

слагаемое в правой части этого уравнения характеризует поперечный перенос метана вследствие диффузии и турбулентных импульсэ-ций. Второй член в правой части обусловлен усредненным по оси 2 притоком метана вследствие его поступления с боковых стенок выработки. Последнее слагаемое в правой части этого уравнения описывает источники метана в потоке, связанные с его конвективным переносом по вертикальной координате в области его интенсивного выделения из кровли выработки.
2.1.2. Краевые условия задачи
Сформулируем начальные и граничные условия задачи. Предположим, что нестационарность поля скорости обусловлена выделением метана в выработку и в начальный момент в ней наблюдается распределение скорости, характерное для турбулентного движения
где и<*р - средняя скорость движения в выработке; Но “ ордината гидродинамической оси потока; п1 - некоторое число, принимающее значения от 7 до 10 [131,132].
Начальное условие для концентрации
Граничные условия для скорости отражают прилипание потока на почве и кровле выработки
Граничные условия для концентрации метана зависят от харак-
(2.16)
с (о,*, о) -с
(2.17)
и('Г,*,0)-0; и (т,ос, н)
(2.18)