|
О 10 20 30 40 50 60 t, min -> Рис. 3.6. График зависимости Cjomt при t < х/(и) С, = С(x,t)Qo y / 1ПЛ при (и)/ZLo yравном: I — 1,5/1000; 2 1,5/1500; 3 -1,5/2000; 4 1,5/2500; 5 -1,5/3000 Следовательно, переходя к решению стационарной задачи газовой динамики очистных и подготовительных участков, мы вносим определенный коэффициент запаса. При этом в любом случае анализ газовой ситуации для расчета количества воздуха должен быть ориентирован на максимальные концентрации метана, возникающие в шахтном воздухе. Выводы 1.Динамика метановыделений на очистных и подготовительных участках характеризуется периодическими колебаниями дебита за счет рассредоточенного во времени проявления технологических и геомеханических воздействий на породоуголъный массив и включения в процесс газовыделения источников, сопутствующих этим воздействиям. 2. Метановыделепие с поверхности обнажения угольного пласта пропорционально начальной скорости газовыделения, а его изменение во времени 126 |
г / \ / N 1 ( \ 1-ехр X X о __1 v (“)J г 1 к <»>J (3.56) где Ooy количество воздуха, протекающего по выработкам очистного участка; a0(t-х/{и)) единичная функция Хевисайда. Единичная функция Хевисайда задается следующим образом: . . х 1 при t>-7-г, W X О при t<-г-г. W Зависимости (3.53) и (3.56) использовались для вычислительных экспериментов. Результаты вычислительных экспериментов представлены на рис. 3.9 -3.12. Анализ результатов вычислительных экспериментов показывает, что, вопервых, поля концентраций газовых примесей в воздухе очистных и подготовительных участков стремятся к некоторому стационарному состоянию и, вовторых, динамический расчет количества воздуха, необходимого для проветривания очистных и подготовительных участков, целесообразно осуществлять, используя решения уравнений (3.51) и (3.54), для условия ЗС/ot—» 0. Такой вывод является физически обоснованным с точки зрения безопасности по газовому фактору, так как на временном интервале переходного процесса концентрация газа в воздухе на исходящей струе всегда меньше чем при установившемся стационарном распределении концентраций газа. Следовательно, переходя к решению стационарной задачи газовой динамики очистных и подготовительных участков, мы вносим определенный коэффициент запаса. При этом в любом случае анализ газовой ситуации для расчета количества воздуха должен быть ориентирован на максимальные концентрации метана, возникающие в шахтном воздухе. (7Л t(и) 108 (3.70)_________^П.в^П.В_________ av 05пл{1ЩК-сн) + ЬПтВ1п.в' Формулы (3.68), (3.69) и (3.70) показывают, что учет процессов диффузионного переноса газа, позволяет уменьшить расчетное количество воздуха для подготовительных выработок и очистных участков на 30 40 % . Следовательно, динамический метод расчета воздуха для провегривания очистных и подготовительных участков, во-первых, повышает адекватность моделей воздухообмена в горных выработках, и, во-вторых, позволяет существенно снизить затраты на вентиляцию основных технологических объектов шахты. Выводы 1. Динамика метановыделений на очистных и подготовительных участках характеризуется периодическими колебаниями дебита за счет рассредоточенного во времени проявления технологических и геомеханических воздействий на породоуголъный массив и включения в процесс газовыделения источников, сопутствующих этим воздействиям. 2. Метановыделение с поверхности обнажения угольного пласта пропорционально начальной скорости газовыделения, а его изменение во времени наиболее полно описывается произведением затухающей экспоненты на модифицированную функцию Бесселя нулевого порядка, имеющих аргумент, прямо пропорциональный времени процесса и обратно пропорциональный удвоенному периоду релаксации. 3. Практическое использование решения волнового уравнения фильтрации целесообразно при прогнозе метановыделений с поверхности обнажения угольного пласта в лаве, во всех остальных случаях отклонения от гиперболической кривой газового истощения не превышает 10 % уже при отношении времени процесса к удвоенному периоду релаксации, равном 0,5 1. 116 |