Расчет воздухообмена в подземных камерах и помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий шахт Подмосковного бассейна

• Автор: Титов, Денис Юрьевич
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 212 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Выделение углекислого газа

1.2. Поглощение кислорода

1.3.Выделение газов при низком избыточном давлении.

1.4.Теоретические и практические результаты исследования газообильности угольных шахт
ВЫВОДЫ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОСТАВ ВОЗДУХА ОБСЛУЖИВАЕМОЙ ЗОНЫ

ПОМЕЩЕНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ.

2.1.Обоснование выбора Тульской области в качестве экспериментального полиго

2.2. Возможные химические реакции и структурные особенности строительных ма 4 териалов, влияющие на газообмен в помещениях
2.3. Исследование газообильности шахт Подмосковного угольного бассейна
2.4. Лабораторные исследования поглощения кислорода веществом строительных материалов
ВЫВОДЫ
3. ГАЗООБМЕН В ПОДЗЕМНЫХ КАМЕРАХ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯИ РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА, НЕОБХОДИМОГОДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ КА МЕР
3.1. Динамика концентрации газовых примесей в воздухе подземных камер при по стоянном атмосферном давлении.
3.2. Математическая модель процесса вытеснения кислорода из атмосферы подземных камер в периоды снижения атмосферного давления воздуха.
3.3. Математическая модель динамики концентрации кислорода в атмосфере под земной камеры, примыкающей к выработанному пространству.
3.4. Выделения радона в воздух подземных камер и перенос вентиляционной стру ей
3.5. Расчет количества воздуха для проветривания подземных камер различного назначения
ВЫВОДЫ.
4.ГАЗООБМЕН ВНЕШНИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
С ВОЗДУХОМ ПОМЕЩЕНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ.
4.1.Взаимодействие кислорода с веществом строительных материалов
4.2.Математическое моделирование поглощения кислорода поверхностью стен из
пористого сорбирующего материала.
4.3. Выделение газообразных продуктов низкотемпературного окисления вещества строительных материалов в воздух помещений
4.4 Математическое моделирование поглощения кислорода слоем отделочного ма р териала.
4.5. Оценка потерь тепла в холодный период года и расчет производительности системы отопления.
ВЫВОДЫ.
5. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕИИЯБЕЗОПАСНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ КАМЕР И ПОМЕЩЕНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ ШАХТ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА ПО АЭРОЛОГИЧЕСКОМУ ФАКТОРУ
5.1. Алгоритм расчета воздухообмена для подземных камер различного назначе ния.
5.2. Расчет воздухообмена в помещениях надшахтных зданий по фактору погло щения кислорода
5.3. Расчет воздухообмена по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе строительных материалов и изделий в помещениях 3 надшахтных зданий
5.4. Алгоритм расчета воздухообмена для помещений административнобытовых комплексов надшахтных зданий.
5 Практические рекомендации по организации воздухообмена и обеспечению нормативного тепловлажностного режима помещений надшахтных зданий.
5.5.Расчет экономической эффективности.
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ф ЛИТЕРАТУРА.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Результаты натурных наблюдений метеорологических параметров
внутреннего и наружного воздуха.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Исследование состава воздуха помещений административно бытовых комплексов надшахтных зданий

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В этой связи вопрос совершенствования моделей поглощения кислорода углем и методов оценки газоемкости угольного вещества по кислороду, основанных на физически обоснованных предположениях для повышения достоверности экологических . Так в первом случае кислород расходуется в процессе окисления углей, пород, деревянной крепи, в результате жизнедеятельности современных бактерий, при работе механизмов, горении ламп, ведении буровзрывных работ и дыхании людей. Другим очень важным, хотя и косвенным источником потребления кислорода является углекислый газ, разбавленный до ПДК и выделяющийся в шахтный воздух. Следует провести качественный анализ потребления кислорода по различным ветвям технологического процесса, чтобы в последующих частях оценить данные величины из натурных и лабораторных экспериментов. Первостепенными потребителями кислорода будут процессы низкотемпературного окисления угля, разложения древесины шахтной крепи, пыли и пожары угольной массы. К второстепенным вопросам можно отнести расходы на дыхание работающих людей, горение ламп, Л взрывчатых и других веществ. С другой стороны, ясно, что именно по вышеназванной причине в очистных забоях кислородопотребление сравнительно невелико. В Подмосковном угольном бассейне поглощение кислорода в значительной степени взаимосвязано с одновременно протекающим процессом выделения углекислого газа. Взаимодействие кислорода с угольным веществом в процессе окисления является весьма сложным и многоступенчатым процессом. Это становится еще более очевидным при сопоставлении его с механизмом горения углерода. Уже для этого простого вещества ход окисления осложнен восстанавливающими свойствами углерода. В результате наряду с первичными реакциями образования СО и СО2 протекают вторичные восстановление С и окисление СО. Тем самым, уже в этом случае интерес представляет определение эффективных кинетических параметров процесса, которые только и оказывается возможным определить. Для определения кинетических констант угольного вещества имеет смысл рассматривать тоже только эффективные кинетические константы, что позволяет решать обратную задачу моделирования с достаточной степенью точности и достоверности. Скорости процессов окисления углей газоносных, дегазированных и негазоносных оказываются существенно различны. Сам процесс окисления ограничивается диффузионным истечением газа из газоносных углей, а константа скорости обрыва уже начавшейся цепной реакции окисления оказывается сниженной. Кроме того, даже наличие сорбированных молекул углекислого газа замедляет сорбцию кислорода, а, значит, и все окисление в целом. Тем самым, окисление угля, в значительной мере, активизируется по мере его дегазации. Другой очень важной особенностью взаимодействия кислорода и угольного вещества является периодичность изменения массы реагирующего угля и потребления им кислорода. На молекулярном уровне это связано с образованием двух промежуточных продуктов перекисей и альдегидов. Таким образом, периодически сначала идет накопление щ перекисей до концентраций, необходимых для развития цепной реакции. Эта стадия четко фиксируется. Тем самым можно говорить о существовании диффузионнокинетического процесса окисления. Некоторые исследователи приписывают случайный характер отклонениям от законов классической кинетики, но все же удается зафиксировать периодичность выхода гумминовых кислот при низкотемпературном окислении угля. Другим аргументом становятся все более распространяющиеся представления об угольном веществе как диссипативной структуре . Именно в ней широкое распространение находят автоколебательные ф процессы. А затем происходит мгновенное изменение условий окружения при добыче угля и релаксация в новой кислородсодержащей среде с новым давлением, фракционным составом и т. Фундаментальные положения теории прогноза динамики газовыделений в угольных шахтах разработаны и сформулированы в трудах П. Л. ПолубариновойКочиной, Скочинского, С. Христиановича, Г. Д. Лидина и развиты в работах А. Т. Айруни, Бурчакова, II Качурина, Э. М.Соколова, М. Б. Суллы, Б. Г. Тарасова, Ф К. З. Ушакова, В. В. Ходота, С.