|
Чисельний аналіз моделі
самонагрівання вугілля у
щільному масиві гірських порід
Е.П. Фельдман*1, Н.О. Калугіна1,
О.В. Чеснокова1
1Інститут фізики гірничих процесів Національної академії наук України,
м. Дніпро, Україна
*Відповідальний
автор: e-mail: edward.feldman.40@gmail.com
Физико-технические проблемы горного производства,
2020, (22), 77-84.
https://doi.org/10.37101/ftpgp22.01.006
full
text (pdf)
АННОТАЦІЯ
Мета. Чисельний аналіз процесів самонагрівання ділянки вугільного масиву, віддаленої від вибою, на основі математичної моделі, що враховує випадок щільного контакту вугілля з породою на великих глибинах розташування пласта і умов, коли теплота хімічної реакції окислення вугілля передається в навколишнє середовище (уміщальні породи) тільки за механізмом теплопровідності.
Методика.
Робота виконана на основі
рішення рівнянь термодинаміки чисельними
методами за допомогою математичних
комп'ютерних програм.
Результати. В результаті чисельного аналізу побудованої моделі самонагрівання вугілля в компактному гірському
масиві підтверджено результати асимптотичного аналізу у тому, що
температура вугілля зростає,
хоча і повільно, але необмежено, і вихід на режим постійної температури відсутній при всіх значеннях коефіцієнта тепловіддачі і температуропровідності
породи
Наукова новизна.
Шляхом чисельних методів,
досліджено теоретичну
модель самонагрівання вугілля
у щільному масиві гірських порід, коли теплота хімічної реакції окислення вугілля передається в навколишнє середовище (уміщальні породи)
за механізмом теплопровідності.
Розрахунки проведені
для випадку, коли уміщальні
породи розігріваються поблизу
поверхні їх контакту з вугіллям і густина теплового
потоку з вугілля в породу визначається
різницею приконтактних
температур вугілля і породи.
Практична значимість. Отримані результати можуть бути корисні для уточнення
прогнозу пожежонебезпеки при відповідних
зовнішніх умовах. Вони дозволяють описати процес низькотемпературного самонагрівання компактних вугільних шарів на широкому інтервалі зміни основних теплофізичних параметрів вугілля і порід, що вміщують,
і можуть бути покладені
в основу прогнозу ендогенної пожежонебезпеки
на великих глибинах.
Ключові слова: вугілля, кисень, самонагрівання, самозаймання,
пожежа.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Щербань А.Н., Кремнев О.А. (1951). Исследование
коэффициентов теплопроводности в моделях горных выработок, Киев:
Из-во АН УССР.
2. Фельдман, Е.П., Калугіна,
Н.О., & Чеснокова, О.В. (2018) Математична модель теплопереносу у вугільному
пласті на великих глибинах.
Фізико-технічні проблеми
гірничого виробництва,
(20), 914.
3. Фельдман, Е.П., Калугіна,
Н.О., & Чеснокова, О.В. (2019) Асимптотичний аналіз моделі самонагрівання вугілля. Можливості прогнозу пожежонебезпеки. Фізико-технічні
проблеми гірничого виробництва, (21), 106115.
4. Веселовский В.С., Виноградова Л.П., Орлеанская
Г.Л. (1972). Физические основы самовозгорания угля и руд. Москва:
Наука.
|
