Разработка газодинамической модели и метода расчета нестационарных режимов проветривания угольных шахт

• Автор: Ващилов, Валерий Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Требования, предъявляемые при проектировании вентиляции современной угольной шахты

1.2 Существующие методы расчта вентиляции шахт

1.2.1 Стационарный подход

1.2.2 Подход Б.И. Медведева

1.2.3 Нестационарный подход Петрова

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕСТАЦИОНАРНОГО КВАЗИОДПОМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ СМЕСИ ВОЗДУХА И МЕТАНА

В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ

2.1 Требования к математической модели

2.2 Вывод уравнений нестационарного квазиодномерного течения

смеси воздуха и метана в горных выработках угольной шахты

2.3 Дифференциальные уравнения для параметров газовой смеси в сопряжениях горных выработок
2.4 Постановка граничных условий
2.5 Алгоритм численной реализации математической модели
2.5.1 Построение графа сети выработок
2.5.2 Алгоритм вычислений
2.6 Характеристики моделируемых шахт
Выводы
3 ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК I 1ТИЛЯЦИОННОГО ПОТОКА В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРА
3.1 Постановка задачи определения величины естественной тяги, обусловленной работой ВГП
3.2 Естественная тяга, обусловленная работой ВГП при нагнетательном проветривании
3.3 Естественная тяга, обусловленная работой ВГП при всасывающем проветривании.
3.4 Характер изменения газодинамических параметров вентиляционного потока в горных выработках
Выводы
4. ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ПОТОКА В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ ПРИ РЕШЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЗАДАЧ
4.1 Постановка задачи реверсирования вентиляционной сру и
4.2 Изменение характеристик вентиляционного потока при его реверсировании
4.3 Изменение характеристик вентиляционного потока при пожаре 5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Ни в одной отрасли современной промышленности задача обеспечения рабочих мест санитарногигиеническими атмосферными условиями не является столь важной, а вместе с тем и такой сложной, как в горном деле. При подземных горных работах не только здоровье и производительность труда, но и сама жизнь шахтеров часто зависит от того, насколько удовлетворительно разрешена задача проветривания угольной шахты 1. Необходимость проветривания подземных горных выработок появилась еще в глубокой древности, о чем свидетельствуют остатки вентиляционных шурфов, проводившихся в Карфагене несколько столетий до нашей эры при строительстве штолен для снабжения города водой. Трудности эти росли по мере увеличения масштаба и глубины работ. Они стали особо велики в современных шахтах, вентиляционная сеть выработок которых характеризуется значительной протяженностью горных выработок, изменяющих со временем сво аэродинамическое сопротивление, сложностью их соединений между собой, большим количеством проходящего по выработкам воздуха, наличием различного типа устройств, установок и сооружений. Рудничная атмосфера подвержена непрерывным внешним возмущениям интенсивные и нестационарные поступления вредных примесей. В процессе добычи полезного ископаемого непрерывно изменяется топология вентиляционной сети в эксплуатацию вводятся новые блоки, участки, горизонты, планомерно погашаются отработанные. В зависимости от этого изменяется и объм проходящего по выработкам воздуха. Температура пород на глубоких горизонтах может доходить до С.