|
подработанный массив как трещиновато-пористую среду, а надработанный массив как трещиноватую среду. Фильтрационные параметры этих сред должны определяться с учетом горно-геологических и технологических факторов. Математическое описание движения газа в подработанной толще должно учитывать диссипацию энергии, обусловленную газообменом между блоками породы или угля и трещинами. Прогноз газовых ситуаций в горных, выработках заключается в построении поля концентраций газа для рассматриваемого объема выработки, что позволяет, с одной стороны, сравнить содержание газа в рудничном воздухе с нормативными значениями ПДК, а с ругой стороны, установить, возможно ли формирование местных скоплений газа в больших количествах. Прогноз газовых ситуаций основывается на теоретических положениях газовой динамики шахт. Газовая динамика шахт является одной из главных составных частей рудничной аэрологии. Решением вопросов газовой динамики течение многих лет занимаются в ИГД им. А.А. Скочинского, МакНИИ, ВостНИИ, МГГУ, ТулГУ и др., а также в ряде зарубежных стран. Фундаментальные положения газовой, динамики шахт разработаны и сформулированы в трудах Ф.А. Абрамова., П.И. Воронина, В.Б. Комарова, Ф.С. Клебанова, А.И. Ксенофонтовой, В.А. Колмакова, А.Е. Красноштейна, К.Ю. Лайгна, И.И. Медведева, Л.А. Пучкова, Э.М. Соколова, К.З. Ушакова и др. [1,35,71,76, 112, 113, 123, 131, 133, 147158]. В газовой динамике используют дифференциальный и интегральный методы, физической основой которых является закон сохранения массы. Дифференциальный метод базируется на изучении свойств газодинамических процессов, относящихся к весьма малому объему пространства. Математическим аппаратом этого метода являются дифференциальные уравнения, описывающие процесс в произвольной точке пространства, с соответствующими начальными и граничными условиями. Решение этих уравнений определяет поле концентраций газовой примеси как функцию координат и времени. Дифференциаль44 |
Следовательно, при решении задач переноса газа в подработанных и надработанных породах и смежных пластах угля более правильно рассматривать подработанный массив как трещиновато-пористую среду, а надработанный массив как трещиноватую среду. Фильтрационные параметры этих сред должны определяться с учетом горно-геологических и технологических факторов. Математическое описание движения газа в подработанной толще должно учитывать диссипацию энергии, обусловленную газообменом между блоками породы или угля и трещинами. 1.4. Теория и практика прогноза газовых ситуаций в горных выработках и системные принципы безопасного управления технологическим процессом Прогноз газовых ситуаций в горных, выработках заключается в построении поля концентраций газа для рассматриваемого объема выработки, что позволяет, с одной стороны, сравнить содержание газа в рудничном воздухе с нормативными значениями ПДК, а с ругой стороны, установить, возможно ли формирование местных скоплений газа в больших количествах. Прогноз газовых ситуаций основывается на теоретических положениях газовой динамики шахт. Газовая динамика шахт является одной из главных составных частей рудничной аэрологии. Решением вопросов газовой динамики течение многих лет занимаются в ИГД им. А.А. Скочинского, МакНИИ, ВостНИИ, МГГУ, ТулГУ и др., а также в ряде зарубежных стран. Фундаментальные положения газовой, динамики шахт разработаны и сформулированы в трудах Ф.А. Абрамова., П.И. Воронина, В.Б. Комарова, Ф.С. Клебанова, А.И. Ксенофонтовой, В.А. Колмакова, А.Е. Красиоштейпа, К.Ю. Лайгна, И.И. Медведева, Л.А. Пучкова, Э.М. Соколова, К.З. Ушакова и др. [1,35,71,76, 112, 113, 123, 131, 133, 147-158]. В газовой динамике используют дифференциальный и интегральный методы, физической основой которых является закон сохранения массы. Дифференциальный метод базируется на изучении свойств газодинамических процес33 сов, относящихся к весьма малому объему пространства. Математическим аппаратом этого метода являются дифференциальные уравнения, описывающие процесс в произвольной точке пространства, с соответствующими начальными и граничными условиями. Решение этих уравнений определяет ноле концентраций газовой примеси как функцию координат и времени. Дифференциальный метод является наиболее корректным и точным. Иногда дифференциальный метод может быть успешно заменен интегральным методом. Интегральный метод основывается на изучении газодинамических процессов в определенных конечных объемах. То есть в нем используются усредненные характеристики процесса. Использование осредненных характеристик обусловливает относительную простозу математического аппарата, но, с другой стороны, снижает точность прогноза содержания газовых примесей в шахтном воздухе. Перенос газообразной примеси происходит путем молекулярной, конвективной и турбулентной диффузии. Этот процесс наиболее полно описывается уравнением конвективно-турбулентной диффузии, которое является следствием уравнения неразрывности газового потока и первого закона Фика. При этом скорость воздушного потока и коэффициенты турбулентной диффузии могут быть функциями концентрации. Анализ показывает, что поло концентраций газовой примеси в воздухе зависит от газообильносги горных выработок и должно быть непосредственно связано с закономерностями газовыделения. К.З. Ушаков отмечает, что в последнее время большое внимание привлекают уравнения диффузии гиперболического типа. Бай Шип, А.С. Монин, Л.В. Лыков, К.Ю. Лайгна, А.М. Яглом получали это уравнение для различных прикладныхх задач методом случайных блужданий [149-158]. Для достаточно длительных периодов времени гиперболическое и параболическое уравнения дают схожие результаты. Применять гиперболическое уравнение диффузии целесообразно только лишь для быстротекущих процессов газопереноса. 34 |