Исследование процессов тепломассопереноса в калийных рудниках и конденсации влаги в шахтной вентиляционной сети

• Автор: Дударь, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 146 с. : ил.

1. СОВРЕМЕНОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
1.1 Физическая картина процесса конденсации влаги в выработках калийных рудников в теплый период года
1.2 Современное состояние вопроса регулирования тепловлажностного режима горных выработок

1.3 Анализ существующих методов прогноза тепловлажностного режима горных выработок.

1.4 Обзор математических моделей теплообмена при конденсации пара в трубе

Выводы

Цель и идея работы. Постановка задач исследований.

2. ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ТЕПЛО И МАССООБМЕА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ ИЗ ДВИЖУЩЕ ОСЯ ВОЗДУХА
2.1 Механизм процесса конденсации пара на гигроскопичной поверхности и обоснование упрощающих гипотез

2.2 Физические свойства парогазовой смеси.

2.3 Постановка задачи тепло и массообмена при конденсации влаги в выработке круглого сечения
2.4 Применение интеграла Лайна для решения сопряженной задачи тепло и массообмена при конденсации
Выводы
3. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ЗАДАЧА РАСПРОСТРАНИ 1ИЯ ТЕПЛА В ГОРНОМ МАССИВЕ
3.1 Нестационарная задача распространения тепла в горном массиве при произвольном законе изменения температуры воздуха в выработке.
3.1.1 Постановка задачи.
3.1.2 Решение задачи для изображения функции Грина
3.1.3 Решение задачи для функции Грина
3.2 Частные случаи нестационарной задачи распространения тепла в горном массиве
3.3 Алгоритм совместного решения задачи тепло и массообмена при конденсации влаги в горной выработке
Выводы
4. РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО И МАССООБМЕНА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ В ШАХТНОЙ СЕТИ НА ПРИМЕРЕ БКПРУ
4.1 Исходные данные для расчета
4.2 Схема вентиляции рудника БКПРУ 2
4.3 Анализ результатов расчета процесса конденсации влаги в рудничной вентиляционной сети
4.4 Исследование влияния входных параметров на процесс конденсации.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников


В конце пути относительная влажность не превышает критической влажности соляных пород, таким образом, в холодный период года влага из рудника выносится. В переходные периоды года наблюдается монотонное понижение температуры воздуха по длине вентиляционного пути. Изменение влажностных параметров протекает менее интенсивно, так как относительная влажность воздуха близка к критической влажности соляных пород, а температура воздуха близка к естественной температуре пород на дайной глубине. В целом на калийных рудниках Верхнекамского месторождения наблюдается положительный баланс влаги 7, то есть в подземные выработки вносится влаги больше, чем выносится исходящей струей. Это объясняется тем, что процессы тепло и массообмена в холодный период года протекают медленнее, так как зимой температура воздуха и дефицит насыщения его влагой невысокие. В теплый период года по мере удаления от ствола и разветвления вентиляционной сети резко увеличивается поверхность контакта воздуха со стенками горных выработок, поэтому даже при незначительном перепаде температур происходит конденсация больших объемов влаги. Как отмечают ряд исследователей , 4, 8 в калийных рудниках выпадает от до 0 м3год, так называемых, вентиляционных рассолов. Влага и соль образуют агрессивную среду, которая ухудшает условия труда, вызывает коррозию и разрушение металлических конструкций, ведет к затоплению выработок, отслоению пород кровли. Рассолы солей в большом количестве образуются на стенках выработок, однако диффузия адсорбированных молекул вглубь массива протекает очень медленно.