|
(1.2) где Xприродная газоносность угольного пласта или вмещающих пород; р, р плотность и давление метана в горном массиве; к, juсоответственно газовая проницаемость горного массива и динамическая вязкость метана; с концентрация метана в воздухе горных выработок; v; компоненты вектора скорости воздуха; DT, DMкоэффициенты турбулентной и молекулярной диффузии метана соответственно; /(c)интенсивность поступления метана в воздух горных зыработок; t время; xi пространственная координата ( i = 1, 2, 3). Адаптация уравнений (1.1) и (1.2) к конкретным горно-геологическим условиям, как правило, позволяет сформулировать адекватные краевые условия и ввести допущения, упрощающие эти уравнения. Очевидно, что интенсивность поступления метана в воздух горных выработок 1(c) выражается в явном виде из решения уравнения фильтрационного переноса метана в горном массиве. При этом формирование опасной ситуации по фактору взрыва метановоздушной смеси и возникновение последствий этого взрыва можно рассматривать в виде деревьев событий, представленных на рис. 1.3 и рис. 1.4. Формирование опасной ситуации по фактору взрыва метановоздушной смеси представляет собой взаимосвязь следующих процессов: ■ выделение метана из различных источников и подача недостаточного количества воздуха; ■ начало увеличения концентрации метана в воздухе горной выработки; ■ увеличение содержания метана в воздухе; ■ возникновение опасной газовой ситуации в подземной горной выработке. Возникновение последствий взрыва метановоздушной смеси происходит как результат взрыва, приводящего к гибели людей и разрушениям. 24 |
где рл(х,у,г) и Рп(х,у,z) соответственно плотность распределения горнорабочих в подземном пространстве, и вероятность поражения по всей зоне действия поражающего фактора; Q зона действия поражающего фактора. Следовательно, важнейшей подсистемой технологии снижения риска и локализации последствий взрывов метановоздушной смеси является компьютерная технология оценка динамики концентрации метана в воздухе. Математическое описание переноса метана в горном массиве и рудничной атмосфере сводится к следующим уравнениям: ■ уравнение фильтрационного переноса метана в горном массиве ■ уравнение диффузионного переноса метана в воздухе горных выработок где X природная газоносность угольного пласта или вмещающих пород; р, р плотность и давление метана в горном массиве; к, цсоответственно газовая проницаемость горного массива и динамическая вязкость метана; с концентрация метана в воздухе горных выработок; v, компоненты вектора скорости воздуха; D-, , DMкоэффициенты турбулентной и молекулярной диффузии метана соответственно; 1(c)интенсивность поступления метана в воздух горных выработок; t время; х( пространственная координата ( i = 1, 2, 3). (3.4) (3.5) 70 Адаптация уравнений (3.4) и (3.5) к конкретным горно-геологическим условиям, как правило, позволяет сформулировать адекватные краевые условия и ввести допущения, упрощающие эти уравнения. Очевидно, что интенсивность поступления метана в воздух горных выработок 1(c) выражается в явном виде из решения уравнения фильтрационного переноса метана в горном массиве. При этом формирование опасной ситуации по фактору взрыва метановоздушной смеси и возникновение последствий этого взрыва можно рассматривать в виде деревьев событий, представленных на рис. 3.1 и рис. 3.2. Формирование опасной ситуации по фактору взрыва метановоздушной смеси представляет собой взаимосвязь следующих процессов: ■ выделение метана из различных источников; подача недостаточного количества воздуха; • начало увеличения концентрации метана в воздухе горной выработки; ■ увеличение содержания метана в воздухе горной выработки до концентрации, находящейся в интервале (НПВ, ВПВ); ■ возникновение опасной газовой ситуации в подземной горной выработке. Возникновение последствий взрыва метановоздушной смеси происходит как результат взрыва, приводящего к гибели людей и разрушениям. Взрыв метановоздушной смеси может вызвать и другие аварии это, прежде всего, подземный пожар и взрыв угольной пыли. Вторичные аварии также приводят к гибели людей и разрушениям. При этом подземный пожар представляет наибольшую опасность для людей, застигнутых аварией. Предполагая, что справедлив экспоненциальный закон распределения отказов системы защиты от взрывов МВС, можно получить количественные статистические оценки. Анализ показывает, что по своим характеристикам система защиты от взрывов МВС в уг ольных шахтах России не изменилась и остается на уровне угольной промышленности СССР (табл. 3.2). 71 |