автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Методы прогноза и способы регулирования теплового режима вентиляционных горизонтов глубоких угольных шахт

Министерство топлива и энергетики Российской Федерации Российская академия наук Институт горного дела им. А. А.Скочинского

На правах рукописи

Канд. техн. наук Виктор Алексеевич КУЗИН

УДК 622.413.3/.418:536.244:622.454/.456(043.3)

МЕТОДЫ ПРОГНОЗА И СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ГОРИЗОНТОВ ГЛУБОКИХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность: 05.15.11 - "Физические процессы горного

производства" 05.26.01 - "Охрана труда и пожарная безопасность"

Диссертация на соискание ученой степени \ '

доктора технических наук в форме научного доклада

Москва 1993

Работа выполнена в Государственном Макеевском научно-исследователь- , ском институте по безопасности работ в горной промышленности.

Официальные оппоненты:

дейст. член Академии естественных наук РФ, проф., докт.техн.наук Ф.С.Клебанов, проф., докт.техн.наук К.З.Ушаков, докт.техн.наук Ю.П.Добрянский.

Ведущая организация - Донецкий Государственный проектный институт (Цонгипрошахт).

Диссертация разослан» * " Х^"_ 1993 г.

/..^Защита диссертации состоится _1993 г.

в"7 С- ч на заседании специализированного совета Д 135.05.02 Института горного дела им. А.А.Скочинского по адресу: 140004, г. Люберцы Московской обл., ИГД им. А.А.Скочинского.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате ученого совета института.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 140004, г. Люберцы Московской обл., ИГД им. А.А.Скочинского.

Ученый секретарь специализированного смета, проф., докт.техн.наук

НФ.КУСОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРКСТИа, РАБОТЦ _

Диссертация, представленная в форме научного доклада, выполнена на основе результатов исследований автора, опубликованных в 1973-1992 гг.

Актуальность темы. Добыча угля в Донецком бассейне, Закавказье, на месторождениях Сродней Азии и Дальнего Востока может осуществляться в основном за счет освоения глубоких горизонтов. Большинство шахт (55$) Донецкого бассейна ведут горные работы на ■ глубинах 000-1300 м. Глубина горных работ половины шахт 2акав~" казья составляет СОО-ТЮО м, отдельных шахт Дальнего Востока -700-900 м. На указанных глубинах (свыше 500 м) для нормализации тепловых условий в выработках применяют различные схемы и способы регулирования теплового режима.

Разнообразие горно-геологических, горно-технических и вентиляционных параметров шахт оказывает большое влияние на условия формирования теплового режима выработок вентиляционных горизонтов.Основные проблемы с обеспечением нормальных климатических условий на глубоких горизонтах возникают в лавах и выработках с исходящей вентиляционной струей, так как на формирование их теплового режима оказывают влилпзе теплопритоки из выработанного пространства. Например, ка шахтах Донбасса при глубине разработки до 1000 м теплопритоки из выработанного пространства выемочных участков составляют г;350 кВт и сравнимы по величине с тепло-приращением воздуха в лавах, а на шахтах ФРГ, сходных по геотермическим условиям разработки с Донецким бассейном, ка глубине 1200 м теплопритоки достигают 600-1000 кВт.

Исследования закономерностей формирования теплового режима , в этих выработках, изучение влияния горно-технических параметров горных работ на тепловые условия в рабочих забоях, разработка методов прогноза теплопритоков из выработанного пространства и рациональных способов регулирования климатических условий на выемочных участках практически не осуществлялись. Методы прогнозирования тепловых условий, разработанные для воздухоподавдих выработок, не учитывают специфические условия выработок вентиляционных горизонтов. Поэтому для расчета"систем кондационйртвания воздуха с подземным отводом тепла конденсации холодильных машин

и для определения условий работы средств индивидуальной защиты работах, находящихся вне зоны общешахтного или участкового кондиционирования воздуха, необходима разработка надежных методов прогноза теплового режима вентиляционных горизонтов.

Диссертационная работа содержит результаты многолетних исследований, выполненных под руководством и при непосредственном участии автора по тематическим планам работ МакНШ, основная часть которых проводилась на основании работ ШГГ по решению научно-технических проблем 0.05.175, ХУЛ, П1716Ю.

Цолью габоты является разработка методов прогноза теплового режима вентиляционных горизонтов глубоких шахт и способов нормализации климатических условий на выемочных участках для обеспечения безопасных и здоровых условий труда горнорабочих.

Идея работы состоит в едином методическом подходе к постановке и решении задач теплообмена ыекду горным массивом и воздухом на основе метода коэффициента нестационарного теплообмена и дифференциальных уравнений теплового баланса подземных сооружений с учетом закономерностей воздухораспроделеиия при движении утечек воздуха через выработанное пространство и в выработках вентиляционных горизонтов.

Методы исследований. Исследования осуществлялись комплексно и включали в себя разработку теоретических положений и постановку краевых задач нестационарно!! теплопроводности и конвективного теплообмена мезду горным пассивом и воздушным потоком; математическое моделирование и решение краевых задач теплообмена; описание и анализ тепловых режимов выработок Методами технической термодинамики; лабораторные и натурные экспериментальные наблюдения для оценка достоверности разработанных методов прогноза температуры воздуха, объективности способов и средств нормализации климатических условий в шахтах. Проводились тепловые и вентиляционные съемки по выработкам глубоких шахт с обработкой результатов методами математической статистики и применением ЗУМ, анализом и обобщением полученных результатов.

Основные яагчныо роло;,ения. выносимые на защиту._п ЙК

ДШШ-

I. ¡Закономерности формирования теплового рекиыа выработок вентиляционных горизонтов глубоких пахт. Установлено существенное влияние теплопритоков воздуха из выработанного пространства дав д воздутоподавдих выработок на формирование теплового режима 1 вентиляционных горизонтов. ВпервйЗ сделана количественная оценка

и установлена зависимость величины теплопритоков из выработанного пространства от способов управления горным давлением на выемочных участках, температуры горных пород, схемы проветривания, расхода воздуха, технических характеристик лавы и др.

2. Кл^ассифшседия выработок по влажностному состоянию, обоснование правомерности применения линейного закона изменения относительной влажности воздуха в дифференциальных уравнениях теплового баланса выработок. Установлено, что приращение_относительной" влажности воздуха в выработках зависит прежде всего от горнотехнических условий разработки и назначения выработок.

3. Математические модели теплооо'менных процессов между горным массивом и воздухом в выработанном пространстве и аналитические зависимости для определения коэффициентов нестационарного теплообмена, отличающиеся учетом аародинашки выработанных пространств и способов управления горным давлением в лавах.

. 4. Аналитические зависимости для расчета коэффициента нестационарного теплообмена между горным массивом и воздушным потоком при скачкообразном изменении температуры воздуха в выработке, полученные из уравнения теплопроводности неограниченного массива о цилиндрической полостью при произвольном изменении температуры воздушного потока во времени на основе использования функций Грина.

5. Методы расчета температуры утечек воздуха в выработанном пространстве и в выработках вентиляционных горизонтов, отличающиеся заданием линейного закона изменения относительной влажности воздуха по длине выработок при различном расхода воздуха.

6. Методика прогнозирования температурных условий в выработках вентиляционных горизонтов, позволяющая на стадиях; проектирования и эксплуатации оценивать различные технические решения по нормализации климатических условий в выработках глубоких шахт; классификация схем проветривания выемочных участков и технологических схем горных работ по тепловому фактору, в основу которой полонеей величина и направление двияения утечек воздуха, направления поступающей в исходящей струй воздуха на выемочном участке, расположение местных источников тепловыделений в выработках.

7. Новые споообы кондиционирования воздуха в выработках выемочных участков глубоких шахт, основанные на принципе предотвращения поступления утечек" воздуха из выработанного пространства в лаву и па вентиляционный штрек.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: использованием основных положений теории теплообмена, аэродинамики выработок и выработанных пространств; достаточным объемом экспериментальных исследований в широком диапазоне горно-геологических и горно-технических условий разработки; хорошей сходимостью результатов аналитических расчетов в широком диапазоне горно-технических условий с данными натурных наблюдений (ошибка не превышает ¿1,0 °С); многолетней проверкой разработанных методов исследований теплового режима глубоких шахт и методик прогноза температуры воздуха в условиях шахт Донбасса, Грузии, рудных месторождений Венгрии и Болгарии; положительными результатами проектирования и внедрения разработанных горно-технических и специальных способов улучшения и нормализации тепловых условий на глубоких тахтах производственных объединений Украины и России.

Научное значение работы заключается в обобщении и развитии теория горного тепло- и массообмена, позволяющей на основе разработанных методов прогноза и установленных закономерностей формирования теплового режима выработок вентиляционных горизонтов с единых позиций подойти к построении тепловой модели глубокой шахты, как объекта регулирования с распределенными параметрами. Выполненные исследования вносят существенный вклад в изучение физических процессов горного производства, позволяют определить пути и способы решения проблемы обеспечения нормальных климатических условий в глубоких шахтах.

Практическое значение работы состоит в том, что:

1. Разработано и внедрено руководство по проведении тепловых съемок в глубоких шахтах, поэволяюцее производить оценку основных факторов, влияющих на тепловой режим выработок, определять основные данные для прогноза температуры воздуха в разработка мер по улучшению и нормализации теплового режима выработок.

2. Разработаны и внедрены методики по прогнозированию температурных условий в выработках» проветриваемых за счет общешахтной депрессии и вентиляторами местного проветривания, и комплекс программ по методикам для ПЭВМ и ЕС ЭВМ подсистемы "Вентиляция, дегазация, кондиционирование воздуха", вкличенгапс в САПРуголь. Методики и ШШ внедрены во всех проектных организациях отрасли.

3. Разработана г внедрена на угольных предприятиях »кспресс-кетодика прогноза тепловых условий, которая дает возможность выполнять расчета выемочных участков, располагая только основными 4

известными данными: естественной температурой горных пород, относительной влажностью воздуха в выработках, расходом воздуха, суточной нагрузкой на лаву, мощностью установленного оборудования, _сечением_и.длиной_выработок._______________________________________________

4. Выполнена классификация технологических схем горных работ и схем проветривания выемочных участков по тепловому фактору; определены области их эффективного применения.

5. Разработаны, прошли промышленные испытания и рекомендованы для внедрения на глубоких горизонтах воздухоохладители для ступенчатого охлаждения непосредственно в лавах.

6. Разработаны новые способы кондиционирования воздуха в выработках выемочных участков глубоких шахт, основанные на принципе ярадотвращения поступления теплопритокоа воздуха из выработанного пространства в лазу и а вентиляционную выработку при различных горно-технических параметрах разработки.

Приоритет технических решений по нормализации климатических условий в выработках выемочных участков глубоких шахт, выполненных под руководством и при участии автора, защищен авторскими свидетельствами на новые способы. За работу "Комплекс исследований в области прогноза и регулирования теплового режима угольных тахт, направленных на обеспечение нормачьяых тепловых условий при зноокоароиэводительноЗ выемке Пластов на больпой глубине" автору з 1982 г. првсухавна премия юл,академика А.А.Скочквского.

Р е а л и п а пия па б о ?н. Оояовнне результат:-; ьгаолношшх исследований использованы при составлении руководящих к нориатявно-■¿■екнических документов: "Праэкд безопасное?» в утохышх и слояцс-внх шахтах", "Руководства по проектированию вентиляции угольных шахт", "Руководства по проведению телдовнх съемок 2 угольных шахтах", "ИЕсярукшш по безопасному прикзвенв» установок кондиционирования рудничного воздуха", "^рзксашк кэзюдпческих указаний по составлении отчетов о тепловых съемках шахт", "Методики измерения гешврасурк породного шсоявс в уголытх вахтах", "Единой методики прогнозирования талгоратурных условий в угольных шахтах". "Рисоводства по применению установок копдициоииро- ' ванпя воздуха в глубоких шахтах", "Методики прогнозирования температурных условий з выработках, проветриваемых с помощью вентиляторов местного проветривания", Методика прогнозирования температурных условий з выработках вентиляционных горизонтов глубоких кахт", "Экспресс-методики прогнозирования температуры воздуха в выработках глубоких шахт Донбасса", "Методики приблк-

конного прогноза температуры воздуха в выработках глубоких шахт Донбасса", "Технологических схем разработки пластов на уголышх шахтах", комплекса задач и программных средств "Тепловые расчеты подсистемы "Вентиляция, дегазация, кондиционирование воздуха" САПРуголь для ЕС ЭВМ. С 1980 г. разделы проектов реконструкции и строительства глубоких горизонтов и шахт Донбасса по нормализации климатических условий выполняются с использованием разработанных автором методических и нормативных документов.

Ооновные научные положения и практические рекомендации диссертационной работы используются при чтении курсов по технике безопасности в МакЮШ, 11ПК и его филиалах и при выполнении научно-исследовательских работ отраслевыми и учебными институтами.

Апробация рабрты. Основные научные положения выполненных исследований докладывались в получили одобрение на: сессиях Всесоюзного семинара по горной теплофизике в 1982-1992 гг. (г.Стаханов, г.Днепропетровск, г.Донецк, г.Киев, г.Житомир, г.Орджоникидзе, г.Сланцы, г.Владивосток, г.Путявль), Всесоюзном,научно-техническом совещании 'по борьбе с высокими температурами в глубоких шахтах и рудниках (г.Донецк, 1974 г.), научно-технической конференция по охране труда и технике безопасности в угольной промышленности (г.Ворошилов1рад, 1979 г.). Всесоюзном научно-техническом семинаре "Вскрытие, подготовка а системы разработки для глубоких шахт" (г.Донецк, 1977 г.). Международном симпозиума "Тепловой реяпм глубоких угольных шахт и металлических рудников" (г.Киев, 1976 г.), 2-й Всесоюзной научно-технической конфероншш по проблемам горной теплофизики (г.Ленинград, 1981 г.), 7-Й Всесоюзной научной конференции ВУЗов СССР с участием НИИ "Комплексные исследования физических свойств горных пород я процессов" (г.Ыосква, 1981 г.), Республиканских научно-технических конференциях "Проблемы совершенствования безопасности горных работ на угольных шахтах" (г.Ыакеевка, 1988 г., г.Донецк, 1991 г.), 1-, 3- в 5-и пленарных заседаниях Моадународного бюро по горной теплофизике (г.Катовице (Польша), 1981 г.; г.Пловдив (Болгария), 1983 г.; г.Дели (Индия), 1988 г.).

Отдельные результаты исследований экспонировалась на ВПОНХ УССР в ЩЩХ СССР в получили дао серебряные а одну бронзовую медали.

Публикации. По тела диссертации автором опубликовано самостоятельно или в соавторстве 92 печатные работы, основное ее

содержание изложено в 63 работах, включая 6 монографий; получено

7 авторских свидетельств на изобретения.

Автор выражает искреннюю и глубокую признательность со-—■авторам" и-сотрудникам" отдела"""" кондиционирования-" рудгачного~воз-духа МакНШ за многолетнюю помощь в проведении шахтных экспериментов, реализации научных идей автора, их проверке и внедрении на шахтах и в проектных организациях угольной отрасли, а такяе всем, содействовавшим выполнению настоящей работы.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность проф., докт.техн.паук 'Л.В.Сергееву за консультативную помощь при представлении работы, а также специалистам ИГД имени А.А.Скочинского за внимание к работе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОПУБЛЖОВАЫШХ РАБОТ

I. Состояние изученности проблемы и обоснование направления исследований

Основы прогноза и регулирования теплового режима шахт и рудников были заложены академиками А.Н.Щербанем и 0.А.Кремневым, докторами технических наук А.Ф.Воропаевнм.Ю.Д.Дядькиннм, В.Я.Яу-равлепко, Ш.П.Ониаг.и, Г.В.Дутзновкм, Б. И. Медведев?«», 3.П.Червякам, Ю.В.Юуваловым и ксидпдетом технически-/; наук Н.Н.аохо'лой. Дальнейшее теоретическое и ошгсрпмокталыгое развитее '¡оследова-яий по проблеме теплового режима подземпих соэрукезай различного назначения получили в работах школ, созданных отими учеш.ш, I! в работах отдельных отечественных и зарубежных автороз.

Проектные организации, прокзводотвешше объеданенкя в ппхтн, занимающиеся разработкой проектов нормализации тепловых условий глубоких горизонтов и пахт и их внедренном, использовали истода тепловых расчетов, которые не учитывали изменившихся условий.;.. Пркпдкавашвся ранео в зжис методах допущетш отличаются от реальных условий формирования тестового ре;.:и;.'о глубоких пахт. В част.. поста,' отя метода обладают достаточной точностью ~ ара постоянном^: раоходо воздуха в выработках, постоянном значении относительной. • влахности воздуха по их длине, сосредоточенных притоках воздуха" с известными тепловлаяноотгшш параметрами,отсутствии и выработках трубопроводов с тепло- и хладоносителем.

Основные положения методов прогноза тесторатури воздуха в выработках вентиляционных горизонтов и результаты исследований теплообменных процессов в выработанном пространство лав и в вен-

тиляционных выработках рассматривались в работах Ш.Й.Ониани,, В.А.Богоявленского, В.П.Черняка, А.М.Криворучко, Ю.В.Шувалова, Ф.С.Клебанова, С.Г.Гендлера, В.В.Откидач.В.А.Бонецкого, Е.Н.Глуэ-берга, П.Фосса и др. Однако процессы теплообмена в выработанном пространстве изучены недостаточно: не учитывалось влияние тепло-притоков из выработанного пространства и воздухоподающих выработок на тепловлажностные параметры вентиляционных выработок. Это приводило к существенным ошибкам при прогнозе и разработке технических решений по нормализации климатических условий в шахтах.

По результатам анализа состояния проблемы и в соответствии о поставленной целью определены основные задачи исследований:

1. Разработать теоретические основы нестационарного теплообмена между утечками воздуха и породами выработанного пространства при различных способах управления горным давлением на выемочных участках.

2. Исследовать закономерности формирования теплового режима вентиляционных выработок глубоких шахт Донбасса.

3. Разработать методы расчета температуры утечек воздуха в выработанном пространстве и в вентиляционных выработках при различных законах изменения расхода воздуха и относительной влажности.

4. Разработать инженерные методики прогнозирования температурных условий в горных выработках глубоких шахт.

5. Научно обосновать новые принципы классификации горнотехнических параметров горных работ по тепловому фактору.

6. Разработать рациональные способы и средства регулирования теплового режима выемочных участков глубоких шахт.

2. Теоретические исследования процессов нестационарного теплообмена в глубоких вахтах

2.1. Нестационарный теплообмен между породами выработанного пространства и утечками воздуха (II, 14, 17, 22, 28, 32, 36, 43, 54, 5б]

Основным вкладом в изучение нестационарной теплопроводности горного массива вокруг выработок являются работы А.Н.Щербаня, О.А,Кроаяева и А.Ф.Воропаева. Академиком 0.А.Кремпевым введено понятие о коэффициенте нестационарного теплообмена К^ , что позволяло упростить и унифицировать тепловые расчеты для проектируемых и действующих вахт. Дальнейшее совершенствование »того

метода связано с заданием более реальных математических моделей теплопереноса в горном массиве.

Результаты экспериментальных исследований на глубоких шахтах говорят о возрастающем влиянии тепловыделений из выработанного -Пространства - на тепловой - баланс"_лав_и"выработок ' с исходящей вентиляционной струей.Основную роль в теплопритоках из выработанного пространства играет теплообмен между породами выработанного пространства и утечками воздуха. Количество выделившегося при этом тепла зависит от глубина работ, теплофизических характеристик пород, способа управления горни/ давлением на выемочных участках, длины пути, скорости движения воздуха и других факторов.

Управление кровлей в лавах при отработке утолыткх месторождений осуществляется полным обрушением, плавким спусканием, удержанием на кострах и закладкой выработанного пространства. При обрушении кровли образуется система фильтрационных каналов с большой поверхностью теплообмена. При управлении кровлей плавным опусканием или удержанием на кострах утечки воздуха двинутся параллельно приэабойному пространству лав по сечению, форма которого близка к треугольной. Полная закладка практически исключает утечки воздуха через выработанное пространство.

Представляя выработанное пространство при управлении кровлей полным обрушением как пористую среду, состоящую из кусков обрушенной породи с системой каналов, 'ориентированных по направлению движения фильтрационного потока, и используя критериальные зависимости, полученные в ЛГИ при физическом моделировании нестационарного теплообмена а дисперсном слое, находим следующую зависимость:

,о,7е , о,а

к = 21-10 --—---("П

где Кт - коэффициент нестационарного теплообмена обрушенных пород выработанного пространства, проветриваемого воздушным потоком, фпльтрувдпкея со скороотьго -Ур, в течение времени •Г ВтУ((,г,0С); средний диаметр обрушенных частиц, м; Лп - коэффициент теплопроводности пород, ВтУ(м,0С); т? - коэффициент кино-матической вязкости воздуха,' г.г/с; ап - коэффициент температуропроводности пород, м^Ус.

Скорость фильтрации утечек воздуха ^определяется как средне-интегральная из истинных скоростей фильтрации за время т. Ско-

*л

рость фильтрации воздуха через элемент выработанного пространства шириной <18 :

/ с* С

где ¿6 - расход воздуха, протекающий в данный момент через объем выработанного пространства, кг/с; р - плотность воздуха, кг/м3; р - пористость выработанного пространства; г - высота зоны обрушения, м.

С учетом закономерностей воздухораспределения в выработанном пространстве коэффициент К,, обрушенных пород, расположенных на расстоянии £ от очистного забоя, определяется по зависимостям:

для воэвратноточной на выработанное пространство охемы проветривания

■V г.1' Ю*-С-¡^-; (3)

„мтм,м/, , бб'юое г" « ? т е —I * а•

для прямоточной на выработанное пространство схемы проветривания

- С*0,,Ч Г

¿«Г/**« \ Г 1(4>

где | - переменная интегрирования;

для воввратиоточной на массив угля схемы проветривания

„с;:-?">" г/тш -г ,„]

где Б<т - расход воздуха через выработанное пространство, кг/с; £ - коэффициент, учитывающий воэдухораспределонве по; длине втрека, м-*; т - мощность пласта, м; ггд - скорость движения лавы, м/с; время, учитывающее неоднородность выемка угля по длине лавы, с.

■Для вычисления коэффициента Кг при управлении кровлей плавным опусканием (удержанием на кострах) необходимо определить плотность теплового потока через поверхность, соприкасающуюся о утечками воздуха. Расчетная схема теплообмена приведена на рис. I. Принято, что выработанное пространство имеет форму трэ-

угольника и движется со средней скоростью vA * coast . Области I и 2 теплофизически однородны и имеют постоянные различные эффективные значения теплофизических характеристик Я t и а^* const

Температура пород в областях I и 2 определяется геотермией шахтного поля ^^ = |^-о = Средняя скорость дшшения

утечек воздуха изменяется линейно от = ьг0 при X = 0 до = 0, при X = 1ут , гп/АВ - =1/20« 1 . Поэтому вы-

работанное пространство принимаем в форме щели, и теплопритоки от кровли и почвы я уточкам воздуха определяются с учетом тепло-физических характеристик пород.

Потоком тепла в кровле и почве вдоль оси 2пренебрегаем в при^ нимаем температурное поле одномерным, так как

i = 1,2, Л1 Ф Лг, а, Ф а2

6

Рис. I. Расчетная схема теплообмена мевду порода).ш выработанного пространства п утечками воздуха при управлении кровлей плавным опусканием

(б)

Для определения коэффициента теплообмена в выработанном пространстве использована аналогия Рейнольдса, при которой а = oí (х); в подпиткой системе координат коэффициент является функцией времени а=а(г) , (x = vAT ) . На основании изложенного математическая формулировка задачи теплообмена примет вид:

31 ЭЧ:

fa'tiJ^T- • ¿ = (7)

' ^(¡/¿,0)=^(Н)*соп5Ь,у1((0,°°), (8)

г i

"«»w nío.Tbt uao.Ti). o)

Si jt*0 j

Коэффициент нестационарного теплообмена между породами почвы и кровли определяется' по формуле

Кт'ЬМкпМ-'р]"' (10)

а для коэффициента теплообмена можно записать

«и

(11)

При решении уравнений (7)-(9) был применен новый метод решения аадач теплообмена о переменным коэффициентом ос (И.Р.Венге-ров), который представляет собой аналог метода Дюаыеля. В результате для коэффициента нестационарного теплообмена при ос « const подучено выражение

(12)

При переходе х переменному ос а и (т)

ot—«*{*}. »fT(0t—K^jsocit) Wv(<z) , (13)

где ft) - вал функции при переменном коэффициента

теплообмена.

Коэффициент нестационарного теплообмена попользуется при расчета температуры утечек воздуха яа выходе из выработанного пространства, поэтому необходимо внать его среднее вначение.Функция VV^ft) найдена методом пересчета в для KTt(1 получено выражение, содержащее слоагшй интеграл. Последний бия табулирован на ЭВМ для характерных значений параметров в по ним построена номо-12

грамма. Выражения для коэффициента нестационарного теплообмена получены в виде

----------------------- АС2о)=|(1-^т[2о^ф]сЦ . СХЬ)

Величина интеграла зависит от параметра г0 , имеющего смысл безразмерного времени охлаждения вмещающих пласт пород. Параметр зависит от основных характеристик лавы. Для возможных реальных шахтных уоловий г0 € [0,1; 50].

2.2. Нестационарный теплообмен при скачкообразном изменении температуры воздуха в горной выработке [I, 14 , 24 , 32 , 39]

При резком изменении температуры воздуха в выработках или при применении воздухоохладителей, которые периодически переносятся, теплообмен между горным массивом и воздухом происходит при наличии определенной охлажденной зоны вокруг выработки. При этом для коэффициента КР получены громоздкие расчетные зависимости, базирующиеся на приближенном решении краевой задачи теплопроводности в неограниченном массиве с цилиндрической полостью, по которой движется воздух с постоянной температурой.

Нами сформулирована и решена более общая задача: в массиве, начальная температура которого задается произвольной функцией координаты, действуют источники (стоки) тепла, а температура вентиляционного воздуха - функция времени. Обобщенная формулировка задачи имеет вид:

I [ й] = !г)'г 6

где й= й-(1,1) = дП)[Т(г,1)-Т9Ш]; ;

(16) "(17)

6(1) =

о ^о' т="ТГ' а8)

13

T(a,t)- температурное поле в горном массиве, ie(R0,'>o), i>0 i T§(t) - температура воздуха, произвольно меняющаяся со временем (в частности разрывно); f(i,t) - плотность внутренних источников тепла в массиве; (й] - оператор граничных условий 3-го рода; Д , а , ос - коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплообмена соответственно.

Решение задачи (16)-(17) находится методом функций Грина:

оо t

й(х, t)<(ps(t)F^>aiii в 2П f t'dч.'J dr Gj(t,г, t-<r) F(t',t). (19)

Функция Грина третьей краевой задачи для области 52+ = = {%€(R,,eo)} удовлетворяет условиям (16), (17) при F (*,t) = = o(t-t')Si и имеет вид:

м

Плотность потока на стенке выработки определяется по выражению

\ Ш *

Предположив, что f = 0, <р(г) = Т„* coast, получим после

преобразований формул (19) и (21) выражения, аналогичные выведенным академиками А.Н.Корбанем и О.А.Кремногош.

Коэффициент нестационарного теплообмена КТс(t) при скачкообразном изменении в промежуток времени t■ tf температуры воздуха от Т(1 до Тм» Т$1~йТг при ДТ, « Т„ ~ Tt( находим по выражению (21), подставив функцию

в формулу (10):

...........................,_____

f-4>l-tttbe(t)fh,t}+ni)8(i).

Вьфаяение (22) обобщает частный случай при f(x,t)*-0 , 9(a) -т, дг

Kte(4, + *)" KT.ttt+rl+J-- кХв(т). , (23)

Величины К"Хо ('Г) и (т) имеют смысл коэффициентов нестационарного теплообмена для случая постоянной температуры воздуха Тв(т)= Тв1 = const и определяются по известным зависимостям.

------------3.-Тепловые расчеты "горных" выработок глубоких шахт

3.1. Прогноз температуры утечек воздуха из выработанного пространства при различных схемах проветривания [10, 14, 17, 22,30,37,46.54,56]

Утечки воздуха на выемочных участках составляют 15-80$ расхода воздуха, подаваемого в лавы, и с повышением температуры горного массива их влияние на формирование климатических условий в выработках существенно возрастает.Величина теплопритоков зависит от способа управления горным давлением на выемочном участке, схемы его проветривания, расхода воздуха, длины лавы и скорости подвигания очистного забоя.

При управлении кровлей полным обрушением геометрия фильтрам ционного движения воздуха в выработанном пространстве сложная и зависит от ряда горно-технических и горно-геологических факторов. С целью упрощения решения задачи при разработке метода прогноза температуры утечек воздуха принят ряд допущений по результатам исследований ДонУГИ и' МакНИИ. В связи с этим закономерность изменения расхода воздуха по длине вентиляционной выработки Е описывается зависимостью

где SV4 - расход воздуха на участке, кг/с; Gnp - расход воздуха, притекающего"" в вентиляционную выработку из выработанного пространства, кг/с; 8 - эмпирический коэффициент, учитывающий распределение воздуха по длине выработки 6 .

Уравнение теплового баланса для элементарного объема выработанного пространства размерами zxdyxdS с использованием коэффициентов нестационарного теплообмена (формулы (3)-(5) и (14)) имеет вид: . , ■ -. ■ , у

ZQadudl

G.cdi + 6aidx = Kr_S2z(in-t)dijde+—~—,'" (25)

I Lj.

где с - удельная массовая теплоемкость воздуха, Дк/(кг,0С); т-скрытая теплота парообразования, Дж/кг; <2 - удельная поверхность теплообмена в единице объема выработанного пространства,

м2/!!3;

tn - начальная температура обрушенных пород, °С; Q^ - твиловн-

деления от источников, Вт; - длина пути фильтрации воздуха через обрушенные породы, м.

Решение уравнения (25) получено при линейном законе изменения относительной влажности <р или влагосодеркания х утечек воздуха. Эти параметры зависят от влажностного состояния вмещающих пород, технологии выемки и параметров воздуха, поступающего в выработанное пространство. В связи с небольшой длиной яонн фильтрации (150-450 м), незначительными колебаниями естественной влажности горных пород закон изменения <рпр принят линейным:

Упр-<Л,

У»

(26)

где ср^ - относительная влажность воздуха, поступающего в выработанное пространство.

Решая уравнение (25) относительно температуры воздуха, притекающего в вентиляционную выработку из выработанного пространства, при использовании известной аппроксимации влагосодержания от томператури и барометрического давления воздуха с учетом I » ^ при и при получаем

1-Ве (_........ в,

Ч= Ч В! + Г,+ 6 А?

+ Д V Б 6 +

т).

(27)

где

В,-

1+Бу,

1 +

( Бч>)

ехр

Б»

М2ъ

^рГ

(29)

при

при = кТ( ^ г

' $,6 ехр(-80

(28)

(30)

Р - баромэтрическое^давленаТна поверхности, Па; рн - парциальное давление водяных паров при температуре 1, Па; и , { , £ - коэф-' фициевты аппроксимации.

Пря разработке инженерного метода расчета использовано понятие о среднеинтегральноО температуре утечек воздуха, и конечная зависимость для определения температуры притечек воздуха из выработанного пространства принимает вид: 16

прИ г-к^^Ч'^« , ______________________(32)

где- кс~—- коэфф1Щиентг~~учитывамций схему проветривания выемочного участка.

Для условий Донецкого бассейна коэффициент Ксх при средних численных значениях ряда величин Лп , ап , р , V , р , с ), характерных для глубоких шахт, равен: 0,0 - для возвратноточной на выработанное пространство схемы проветривания выемочного участка; 0,17 - для возвратноточной на массив схемы проветривания и 0,02 Ут^гзТГьТ/^ - для прямоточных схем проветривания.

3.2. Методы расчета температуры вентиляционной струи при различных законах изменения расхода воздуха по длине выработок [7, 8, 14, 16, 18, 21,25, 26, 29, 30, 35, 37, 46, 52, 54, 56]

Зависимости для выработок различного назначения в известных методах тепловых расчетов получены из уравнений теплового баланса в алгебраической или дифференциальной форме. При решении этих уравнений принято, что влагосодеряание воздуха является

только функцией температуры. Анализ многочисленных шахтных наблюдений показывает, что влагосодеряание существенно изменяется и по длине выработок, т.е.

йх(1,Е)=—-а! +—^-ас. (33)

Нами рассмотрен общий случай теплообмена и баланса тепла для элемента наклонной выработки бесконечно малой даны (рис. 2): + ба¿х =кт£Iítn± у - 4ме+ктит(ет -1; , ....

ТО

где и , ат, ¿¿х - периметр выработки, теплых йхолодннх трубопроводов соответственно, м; <£ - геотермический градиент^ °С/м; ф .угол яайяопа~~выработки,""'град; бг , б* - температура тепло- и холодопосителя, °С; Кт , Кх - коэффициенты теплопередачи, ВтЛм2-°С); § - ускорение свободного падения, м/с ; Г(? - тепловыделения местных источников, Вт.

Относительная влажность воздуха в выработках шахт изменяется в широких пределах и зависит от назначения выработки. Эти изменения по длине выработок неравномерны, однако во всех случаях наблюдается функциональная зависимость между относительной влажностью и длиной выработки, которая выражается простым законом

(35>

N

¿1 4 1

\

( * 6

0т

XV <1х

\

Рис. 2. Расчетная охема тепловых процесоов в горнов выработке

При линейной аппрокоимапии влагооодержания по параметрам у и Р и учитывая, что оно, согласно выражению (33), является функцией двух переменных, находим:

Решая уравнение (3-1) о учетом выражения (36), получаем обобщенную зависимость для определения температуры воздуха в конце выработок о постоянным расходом воздуха по нх длине независимо от назначения:

(36)

1-8 Г

(37)

В®

при Д^ » у, - %

е*р(-1Чв) "Ри ^а с *'

Ос

(39)

А

ХМ1.--------К МЛ Ктил Кт*1.

(40)

т =

Кхи1[(А+Л<рВ)-(1 + Б<е1Ю-В)) (41)

. (42) <43,

т Мг

- коэффициент массоотдачи от воздуха к поверхности трубопровода, кг/(мй,с-Па); п'0 , - коэффициенты аппроксимации зависимости давления насыщения водяных паров в воздухе при температуре хладоносителя; бг - расход подвижного агента в трубопроводе, кг; ст - теплоемкость хладоносителя, Дк/(кг'°С).

Температура хладоносителя в конце выработки при заданных параметрах в начале, . определяемых характеристиками применяемых установок, рассчитывается по формуле

ез>,т = 01«,ге*р(-Ат 0+£[1-ехр(-Атд], (44)

где п = кГ1,ит1ср+£китрн(?ср + £ниг п0 е'д ; и = кмиг + Дп>, , ¿ср • Уср ~ средние значения температуры и относительной влажности воздуха в выработке соответственно.

На вентиляционных горизонтах при схемах проветривания с направлением исходящей струи на выработанное пространство притачки воздуха поступают в вентиляционную выработку неравномерно.Закономерность расхода воздуха по длине выработки описывается уравнением (24). Уравнение теплового баланса в дифференциальной форме для выработки с притечками воздуха (рис. 3) имеет вид:

*М+Кхих(1-ВхЫ1+уб51п<1>с1? + <1$1П(1>ес1о + сЬп1,4б+ххп1)с1&, (45)

где хпр - влагосодеркание утечек воздуха, поступающих в вентиляционную выработку.

Подставив значония йх из уравнения (36), а из уравнения (24) и произведя ряд преобразований и упрощений, получим формулу для определения температуры воздуха в конце выработки

о переменным его расходом:

= 1. (46)

Рве. 3. Расчетная схема выработка spa распределенных по ее лдане тепло-првтоках воздута нз выработанного пространства

Входящие в уравнение (46) величины и комплексы рассчитываются по зависимостям, приведенным в работах [26, 30, 46, 5б].

3.3. Прогноз температуры воздуха в тупиковых подготовительных выработках [10, 14, 31, 40, 49]

Неправильный учет утечек воздуха черев вентиляционные трубопровода приводят к сутцвотвенкыы погрешностям оря определена! температуры воздуха в проявводитвльпоотв средств искусственного охлаждения в нзх, особенно в олучае проходки длинных выработок.

В уравнениях теплового баланса учтены основные факторы и закономерности их изменения в раалышх условиях (рис. 4):

Рис. 4. Расчетная схема теплового баланса тупиковой выработки

для участка вентиляционного трубопровода от устья выработки до воздухоохладителя

^Г*Л=Кт,гиЛг(-2---1

(4?)

для участка вентиляционного трубопровода от воздухоохладителя до конца трубопровода

и* и

ел-^э-члм— —2—

для призабоЯноЙ зоны тупиковой выработки

( Ч + М

(48)

(49) 21

(51)

для участка выработки от призабойной зоны до воздухоохладителя

/ ts+ té \ i-j+i*. . е6 Ч- с, l, = uew (t„ft- -ir1//+-2—(&,- e»)í

(50)

+ /ts+t6 t4+M.

---Т~Г

для участка выработки от воздухоохладителя до ее уотья / t4+t,\ /t.+ t, ,

_ Allij f en sin y + ^ (G, - 6г),

где i - энтальпия воздуха, Дж/кг; Fj - поверхность призабойной зоны, м2; Q - тепловыделения абсолютных источников тепла, Вт. Индексы Г , В , j - относятся к вентиляционному трубопроводу,выработка и призабойной зоне соответственно. Цифровая индексация соответствует номерам характерных пунктов (см. рис. 4).

Для решения приведенной системы уравнений с шестью неизвестными задаемся значением температуры на выходе из призабойной аоны ts = tftp в соответствии с требованиями правил безопасности.

. Конечные зависимости для определения температуры воздуха в характерных пунктах тупиковой выработки, полученные в результате решения уравнений (47)-(51), имеют вид:

0>'+ ф') V ^ - 2 ф'ц-а! Б) £ %)

V ; ü'(í + 6jífj-<p, (52)

(G'+в')й-э'я'- ш'

t}--^дгг^г ; (53)

(54)

и*

г а+ в

Все входящие в формулы (52)-(56) величины определяются по зависимостям,приведенным в работах [14, 40].

При естественном формировании тепловых условий в выработке,

т.е. I =0, = 0, с учетом уравнений_(47),-(49) ее тепловой-------------

-------------баланс определяется"по"выражению

При решении уравнений (47), (49) и (57) получены зависимости для определения температуры воздуха в характерных пунктах тупиковой выработки без охлаждения:

Температура воздуха на выходе из тупиковой выработки определяется по формуле (56).

Результаты выполненных теоретических исследований процессов нестационарного теплообмена и разработки методов прогнозирования тепловых условий положены в основу "Единой методики прогнозирования температурных условий в угольных шахтах", "Методики прогнозирования температурных условий в выработках вентиляционных горизонтов глубоких шахт", "Методики прогнозирования температурных условий в выработках, проветриваемых с помощью вентиляторов местного проветривания". Эти нормативные документы использованы при создания алгоритмов и пакетов прикладных программ теплового расчета шахт на ЭВМ типа ЕС в рамках системы автоматизированного проектирования угольных предприятий (САПРуголь), разработан. ных институтом "Луганокгипрошахт'' совместно о автором.

4. Экспериментальные исследования тепловых условий вентиляционных горизонтов

4.1. Закономерности формирования теплового режима выработок

С целью установления особенностей и закономерностей формирования тепловлаяностных параметров воздуха в выработках с исходящей струей воздуха и в выработанном пространстве, для дифференцированной оценки источников тепловыделений в выработках различ-

(57)

г, (ял *гт)+щт + зтя

1*= (а + 8)

(а+ Ц - ж, ^ - Щд

(59)

(56)

ного назначения и влияния способов управления горным давлением на тепловой режим выемочных участков были выполнены тепловые съемки в летний и зимний периоды года более чем по ста маршрутам 25 глубоких шахт Донбасса, разрабатывающих пологие, наклонные и крутые пласты. Исследования проводились по специально разработанным методикам с помощью оригинальных приборов [I, 19* 33, 37, 45]. По результатам исследований разработаны нормативные документы [34].

Шахты и маршруты тепловых съемок охватывали условия, характерные для Донецкого бассейна по схемам вскрытия и подготовки шахтных полей, системам разработки, схемам проветривания шахт и выемочных участков, способам управления горным давлением, технологии ведения горных работ [21, 27, 33, 37, 42, 58].Установлено, что условия формирования теплового режима выработок вентиляционных горизонтов зависят от углов падения разрабатываемых пластов.

Шахты, разрабатывающие пологие и наклонные пласты [б, 21,27, 28, 33, 37, 53, 60]. По сравнению с воздухоподающими выработками характер изменения и формирования тепловых условий в выработках с исходящей струей зависит ,от их назначения, глубины работ, величины утечек воздуха и времени года. Общим при этом является то, что по длине маршрутов тепловланностные параметры: температура, влагосодержание и энтальпия воздуха - понижаются. За пределами участковых выработок понижение температуры воздуха составляет в среднем 5,1 °С (от 2,3 до 10,2 °С) в зимний период и 3,9 °С (от 1,8 до 8,3 °С) - в летний'.

В пределах выемочных участков характер изменения тепловлаж-ностных параметров отличается от общего. С увеличением естественной температурьГгорного массива наблвдается рост температуры й энтальпии исходящей струи воздуха по длине вентиляционных горизонтов. .......— - ----------- ------------

Относительная влажность воздуха по длине выработок повышается как в пределах выемочных участков, так и на остальной длине, достигая под вентиляционными стволами значений 0,96-1,0. Установлено, что величина и характер изменения относительной влажности воздуха зависят от назначения выработка и ее влажностного состояния . При этом длина выработки практически не влияет на значение относительной влажности воздуха в ней. На основании статистической обработки данных шахтных наблюдений в зависимости от влажно-стных характеристик выработок получены значения относительной влажности в выработках различного назначения [33, 40]. 24

В выработках вентиляционных горизонтов проявляется влияние нового фактора - сосредоточенных или распределенных по длине выработок притечек воздуха. В общем тепловом балансе этих вк-

работок^влияние_и доля таких факторов, -как температура горного------------

массива, тепловыделения машин и механизмов и др., значительно меньше чем в воздухоподапцих выработках. В пределах обследованных выемочных участков теплопритоки из выработанного пространства составляли от 2В до 69^ общего теплопрпращенпя в вентиляционных выработках, тепловыделения горпого массива - 32-55^, от остальных источников - 2-9%. За предела™ выемочных участков доля теплопритоков со свежей струи через вентиляционные сооружения составляет до 110$ в общем тепловом балансе выработок.

Шахты, разрабатывающие кпутне пласты [42, 47, 58, 62]. .Идя них характерно разнообразий технологий ведения горных работ и сложная аэродинамика очистных забоев и выработанного пространства выемочных участков.

Тепловой режим выработок вентиляционных горизонтов характеризуется незначительными по абсолютной величине изменениями тепловяажностннх параметров воздуха: повышением' температуры и энтальпии внутри участковых выработок и их понижением за пределами выемочных участков. Изменение температуры воздуха по длине вентпляппоштх горизонтов в течение года составляет от 2,6 до 4,1 °0, в среднем 1,3 °П - в летний период и 2,0 °0 - в зимний. В пределах участковых выработок приращение температуры воздуха зависит от способа управления кровлей в лаве и схемы проветривания участке и составляет 0,2-3,2 °С. Отличительной особенностью вентиляционных горизонтов является отсутствие притечек воздуха яз воздухоподаюших выработок за пределами выемочных участков.

Релпчипа и характер изменения относительной влажности воздуха в выработках зависят от их назначения и влажностного состояния. Установлено, что влияние длины выработки практически не сказывается па значении относительной влажности. Статистической обработкой данных замеров получены значения относительной влажности в выработках различного назначения [42, 46]. 0

По материалам тепловых съемок определен тепловой баланс выработок. Основным источником приращения энтальпии воздуха в участковых выработках является горный массив, тепловыделения которого в общем балансе составляют 40-80^. теплопритоки ия выработанного пространства лав - 20—58"?, тепловыделения от осталь-

них источников (шахтная вода, механизмы) не превышают 5-10$. За пределами выемочных участков тепловыделения горного массива составляют 55-85$, тепловыделения трубопроводов со сжатым воздухом - 6-45$, тепловыделения от других источников - до

4.2. Исследования тепловыделений из выработанного пространства выемочных участи.в [12, 21, 27, 28, 33, 37, 42, 47, 58]

Исследования проведены на 31 участке 14 шахт с пологими пластами и на 38 участках 7 шахт с крутыми, разработка которых ведется по сплошной, столбовой и комбинированной системам при применении практически всех схем проветривания выемочных участков [46]. Температура утечек воздуха при схемах проветривания 2а, 4а, 26 и 36 (таблица) определялась непосредственно в одном пункте. При схемах проветривания с направлением исходящей струи в сторону выработанного пространства (1а, 16, За, 46) температура утечек воздуха изменяется по длине зоны утечек и ее измерения производились по специальной методике [33 , 34].

Средневзвешенная температура притечек воздуха из выработанного пространства с учетом результатов статистической обработки данных замеров находится по выражению . . .

в = 1-0,52 ехр(-1Л8Л), (60)

где 9 - безразмерная температура воздуха, поступающего из выработанного пространства, В = (1пр1 - ; Л - относительная длина, ; Ьпр - температура утечек воздуха из выработанного пространства в ¿-м пункте замера, расположенном на расстоянии от лавы.

Для условий Донбасса о использованием средних значений Л и б при изменении расхода утечек воздуха по закону (24) получена нриближепная зависимость для определения температуры утечек воздуха из выработанного пространства:

1ир» 0,62+ 0,33 £у . - ■ -(61)'

Тепловыделения из выработанного пространства выемочных учаот- . ков на глубинах 700-1000 м составляют 50-450 кВт и растут с увеличением утечек воздуха и разности температур между горным массивом и воздушным потоком. Величина теплопритоков зависит от влагоиаснщения утечек воздуха, которое определяется рядом факторов: естественной влажностью вмещапдих пласты горных пород, интенсивность») водопритока в выработанное пространство, длиной пути фяльтгпппи уточек. Из-за недоступности выработанного про-

странствй для экспериментального изучения при установлении закономерностей изменения относительной влажности утечек воздуха использованы методы статистического анализа. На основании обработки экспериментальных данных методом наименьших квадратов уотпот-.гп'п: коргъляимин"? мажду приравняем от-

носительной влажности утечек воздуха д*/> , ячачностьп воздуха, поступающего в выработанное пространство, и влаяностной характеристикой лав.

Классификация схем проветривания выемочных участков ' по тепловому фактору

Группа схемы Нвдекс схемы Схема проветривания Индекс схемы согласно "Руководству по проектирован:® вентиляции угольных шахт"

I а Воэвратноточная с на- >35413 правлением исходящей струи в сторону выработанного простран- ¡ЪолЙ ства К»'" 1-В-Н-вт 1-В-З-вт

а Прямоточная с надрав- | , ленаем исходяией струя ? в сторону выработанао-го пространства 1-3-й-пт 1-В-З-пт

2 а Возвратноточная с на- л5/$: правлением исходящей \\i-Vm~ струи в сторону цолдка ур^щ 1-Н-Н-вт 1-И-З-вт

б прямоточная с насрав- Под/ локаеы исходяией струи Ь-гт4/ в сторону целика |Г\/Ч 2 У 1-М-Н-пт 1-М-З-пт

3 а Зоавратноточиая о под- Н^^лТ-""4' сведением исходящей струи со стороны цели- 2-В-Ц-вт 2-В-З-вт 3-В-Н-вт З-С-З-вт

б прямоточная с подсве- Ь'-^ир аеиие« гсходяней струи П-г^Йу со стороны выработан- .Т^тсгк ного пространства ргтРсв 2-И-Н-пт 2-М-З-пт

а Возврагноточная с под- | '¿т; свэгенио.ч исходящей ГрХУ^ струи со стороны вы- Ч^лХ! работанвого пространства Нх-11 \ 2-М-Н-вт 2-Г.1-3-вт

4 ё Прямоточная о подсве- С^ЗУС кониеи всходяаей струи О-Гта со сторовы целика кС-?& 2-В-Н-пг 2-В-З-пт 3-В-Н-пт З-Е-З-пт

Для пологпт и наклонных пластов при управлении кровлей лол-ннм обрушением приращение "относительной влажности утечек воздуха может быть рассчитано по следующим зависимостям:

при повышении относительной влажности воздуха в лаве, т.е. при </>2 ^ %

д^ = 0,47 - 0,49^; (62)

при снижении, т.е. с/>2 < у,

Д 1/>у = 0,24 - 0,42^. (63)

Для крутых пластов линейная корреляционная связь при различных способах управления кровлей установлена между приращением относительной влажности утечек воздуха из выработанного пространства и влажностью воздуха в конце лавы:

Д<Л,= 0,38 - 0,39у>2. (64)

На основании уравнений (62)-(64) получены зависимости для определения относительной влажности утечек воздуха из выработанного пространства с учетом, что Д<^ = </>л/1 - ^ • Установленные при экспериментальных исследованиях данные использовались для оценки достоверности принятых математических моделей. Отличие фактических и расчетных значений температуры ^ и относительной влажности утечек воздуха из выработанного пространства <р по всем съемкам составило 0,43 °С и 0,045 соответственно. Отклонение расчетных температур воздуха в выработках вентиляционных горизонтов не превышает точности замеров.

5. Разработка инженерных методов прогнозирования теплового режима в выработках глубоких шахт [4, 8, 15,23, 40, 41, 49, 50-52]

Разработан экспресс-метод прогнозирования температуры воздуха в выработках выемочных участков, в основу которого положены зависимости, полученные из баланоового уравнения энергии вентиляционной струи (34) при ряде упрощающих допущений. Обобщенная зависимость для расчета температуры воздуха в выработках выемочного участка соответствует формуле (37), в которую входят 'сред-* ние значения температуры горных пород. Для определения коэффициента Кг и безразмерных комплексов В и Б построены номограммы.

Для расчета теплового баланса лав о молотковой и комбайновой выемкой угля найдены статистические зависимости [51]. Уравнение регрессии .полученное путем обработки данных по 109 лавам 10 глубоких шахт с молотковой выемкой угля, имеет вид

Мм*<№(^-1,) + а00*Ас-Ъ0033Оу,гв,9(ч>г-ч>1)-О.1+. (65) Уравнение регрессии для лав со щитовой выемкой угля аналогично выражению (65):

Мц'0,ЗЗи„-Ь,)+0,тгА1-а00180у,-5,32(уг-у,)+ОА7 , (66) 20

где д1м, д^ - приращение температуры воздуха в лаве, °С; -температура воздуха на входе в лаву, °С; - суточная нагрузка на лаву, т; 0^ - расход воздуха на участке, м3/мин.

------Из-уравнения- (65) и (66) определяется "температура" воздуха"

в конце лав, так как = Коэффициенты множественной

корреляции уравнений нахо'дятся в пределах 0,85-0,90, средняя квадратичная ошибка приращения температуры воздуха составляет 0,5+0,6 °С.

Для рабочих мест (камеры, выработки, лавы) предяокен метод расчетя расхода воздуха по тепловому фактору. В основу метода положено уравнение теплового баланса и зависимость между сухой и общей энтальпией воздуха, характеризуилаяся коэффициентом влпгообмена:

(67)

где дt - приращение температуры воздуха по сухому термометру, °С; д{ - изменение энтальпии воздуха вследствие его нагрева и увлажнения, кДтУкг.

Для шахт Донбасса коэффициент изменяется в пределах от 0,24 до 0,32, возрастая с глубиной. При определении расхода воздуха по тепловому фактору необходимо принимать большее значение

коэффициента г4 , так как расчеты делены производиться для наиболее тяжелых условий. Метод расчета расхода воздуха по теплово-му'Фактору включен в нормативный документ [59].

По экспросс-мотодике разработаны программы теплового расчета выемочных участков на микрокалькуляторах "Электроника" и на персональных ЭВМ. Методика утверядена в качестве нормативной и передана для использования всом шахтам Донбасса [40].

6. Исследование и разработка способов регулирования теплового рекима вентиляционных горизонтов

6.1. Эффектпвтга по тепловому Фактору горно-технические параметры разработки глубоких шахт [44, 47, 53, 55, 57, 60-63, 66]

' Тепловой режим выработок глубоких шахт определяется не только глубиной робот и связанной с пей температурой горных пород,

но и рациональными по тепловому фактору способами и параметрами горных работ [55]. От правильного их выбора для конкретных условий эятшЬит возможность обеспечения санитарных порч и требований правил безопасности по допустимым температурам воздуха на рабо-

чих местах. На основании расчетного анализа и результатов шахтных исследований установлено, что для шахт, разрабатывающих пологие и наклонные пласты, эффективной по тепловому фактору является технологическая модель с блоковой схемой вскрытия,фланговой и секционной схемами проветривания выемочных полей, панельной подготовкой со столбовой системой разработки по простиранию и по-горизонтной подготовкой (при углах падения пластов до 12 град) с отработкой столбов по восстанию пласта.Эти модели обеспечивают высокие технико-экономические показатели глубоких шахт.

Наиболее интенсивно изменение тепловлажностных параметров воздуха происходит в пределах выемочных участков. Тепловые условия в выработках зависят от схем проветривания, которые взаимосвязаны о системами разработки.Правильный их выбор обусловливает безопасность работ и нагрузки на очистные забои. С учетом этих требований разработана классификация схем проветривания выемочных участков по тепловому фактору (см. таблицу) [46, 54]. В ее основу положены величина и направление движения утечек воздуха в выработанном пространстве относительно расположения участковых выработок.

На основании многовариантного расчетного анализа, выполненного на ЭВМ по разработанным методикам, получены выводы, которые рекомендуется учитывать при выборе технологических схем горных работ на глубоких горизонтах:

I. Наиболее неблагоприятной по тепловому фактору является сплошная система разработки. При температуре торных пород 3250 °С температура воздуха в конце лав при этой системе разработки на 1,0-4,2 °С выше, чем при комбинированных системах.

2. С увеличением глубины разработки возрастает влияние способа управления кровлей на тепловые условия в выработках выемочных участков. Наиболее тяжелые условия формируются при управлении кровлей полным обрушением. При температуре горного массива 32 °С температура воздуха в лава при управлении кровлей обрушением на 0,6-1,2 °С, а при температуре массива 50 °С на 1,4-3,0 °С выше, чем при управлении кровлей плавным опусканием или удержанием па кострах.

3. Перспективным направлением при решении вопросов нормализации тепловых условий на выемочных участках является применение полной закладки выработанного пространства. Она позволяет ис-

ключить утечки воздуха и теплопритоки из выработанного пространства. При использовании предварительно охлажденных материалов закладка служит дополнительным источником охлаждения воздуха

[47, 67]. ____________________________

_____4. Основным параметром,^ определящим границу ведения очистных работ без охлаждения воздуха, является мощность разрабатываемого пласта. При увеличении мощности пласта от 0,7 до 1,4 м Гранина ведения работ бел охлаждения воздуха понижается на 250-3ПО м.

5. При температуре пород 32-50 °С схемы проветривания выемочных участков третьей и четвертой групп эффективнее и позволяют снизить температуру воздуха в выработках на 1,2-4,6 °С (см. таблицу). Схемы проветривания с обособленным разбавлением вредностей по источникам их поступления (36 я 46) эффективны не только по условиям вентиляции и безопасности горных работ, но и по климатическим условиям.

6. Для шахт, разрабатывающих крутые пласты, перспективной технологической схемой является схема, предусматривающая группирование сближенных пластов на полевые выработки с расстоянием между промежуточными квершлагами 300-350 м и обособленным проветриванием очистных и подготовительных забоев [62, 63].

Внедрение полученных результатов осуществлено путем передачи их проектным организациям и включения в нормативные документы. Новизна отдельных технических решений яптигпенэ авторскими свидетельствами [66, 67, 69].

6.2. Способы иормачизапия тепловых условий на выемочных участках [2, 3, 5, 9, 13, 15, 20, 23, 38, 41, 48, 64, г,5. 67, 68, 70]

Охлаждения воздуха на выемочных участках по традиционным Схемам приводят к увеличения мотпости холодильного оборудования, а на глубинах более 1000 м - к нарупению санитарных норм по до- • пустимнм температурам воздуха в выработках и па рабочих местах. Одппм из радикальных способов нормализации климатических условий г) лат?« является ступенчатое и равномерно-рассредоточенное охлаждение воядуха. Совместно с ИТТФ АН Украины и Донгттроутлемашем автором обоснован параметрический ряд и разработано техническое задание на лчринв воздухоохладители для условий шахт Донбасса. Техническая документация на лавные воздухоохладители разработана ОКТБ !ПТа> АН Украины, опытная партия изготовлена на Моспинском РМЗ. Пгомызириные испытания системы ступенчатого охлаждения, про-

1..... 31

веденные на шахтах "Кировская" ПО "Доиецкуголь" и им.Дзержинского ПО "Дзержинскуголь", подтвердили перспективность нормализации тепловых условий с помощью малогабаритных аппаратов. Опытная партия воздухоохладителей передана в промышленную эксплуатацию на шахтах, а вся система рекомендована для серийного выпуска [38]. Ступенчатое охлаждение заложено в ряд проектов глубоких шахт Донбасса (пм.Скочинского, им.Бажанова и др.).

Наиболее экономичным по расходу холода является равномерно-рассредоточенное охлаждение воздуха.Для механизированных лав разработана конструкция охлаждающего устройства с регулируемой производительностью и высокими теплотехническими характеристиками при работе в запыленной среде [70]. Годовой экономический эффект от использования устройства в лаве с нагрузкой до IODO т/сут и температуре горных пород около 40 °С (глубина работ 9ГО-П00 м) составит до 31,5 тыс. руб. в ценах до 1990 г. [48].

Равномерно-рассредоточенное охлаждение воздуха обеспечивает также способ регулирования температуры воздуха в выработках выемочных участков с закладкой выработанного пространства. Способ позволяет снизить затраты на нормализацию тепловых условий в сравнении с искусственным охлаждением воздуха холодильными установками. В качестве закладочного материала используется порода от проходки выработок и с шахтных терриконов. Для шахт с гидравлической закладкой разработаны и внедрены (шахта "Красный Октябрь" (гор.790 м) ПО "Орджоникидзеуголь") технологические схемы охлаждения, позволяющие использовать эффект закладки за счет предварительного охлаждения воды на поверхности.

Новизна конструктивных решений и методов рассредоточенного охлаждения воздуха в выработках подтверждена авторскими свидетельствами на изобретения [64, 67, 70].

Принципиально новым направлением в регулировании климатических условий на выемочных участках глубоких шахт являются способы, основанные на предотвращении поступления утечек воздуха из выработанного пространства в лавы и в вентиляционные выработки. Разработаны два варианта осуществления этого способа кондиционирования воздуха:

охлаждение утечек воздуха непосредственно в месте их отсоса до температуры воздуха на выходе из лавы (а.с. II70I60);

отсос утечек воздуха по теплоизолированному трубопроводу и охлаждение их за пределами выемочного участка (а.с. I469I77).

Применение способов зависит от конкретных горно-технических условий разработки и требований безопасного ведения горных работ. Реализация предложенных способов кондиционирования воздуха осуществлена в проектах отработки глубоких горизонтов_яахт^им.Бажано-______ ______

----------ва-(горг-Т420 м) ПО "Макеезуголь"7~ 'Ттнг-Лонбасская 3" (гор.

980 нОи др.

ЗШРШПТЕ

В диссертационной работе на основе теоретических и экспериментальных исследований решена имеющая вя-хиое народнохозяйственное значение крупная научная проблема нормализации климатических условий глубоких шахт путем совершенствования,разработки и внедрения методов прогноза вентиляционных горизонтов, способов и средств регулирования их теплового режима. На базе разработанных методов прогноза установлены рациональные с учетом теплового фактора технологические схемы отработки глубоких шахт и горизонтов,разработаны новые способы и средства нормализации климатических условий на выемочных участках, позволяющие повысить производительность труда, эффективность и безопасность работ, снизить затраты на кондиционирование воздуха.

Основные научные и практические результаты:

1. Изучены закономерности формирования теплового режима выработок вентиляционных горизонтов глубоких шахт Донбасса.Установлено существенное влияние теплопрьтоков воздуха из выработанного пространства и воздухопсдающих выработок на формирование теплового режима вентиляционных горизонтов. Учтены утечки воздуха через выработанное пространство лав и из виработок со свежей струей. Теплопритокз из выработанного пространства составляют 20-68$ в общем тепловом балансе лав и участковых выработок с исходящей струей воздуха, за пределами выемочных участков теплопритоки вз воздухоподпщах выработок достигают 110%.

2. Величина тепловыделений из выработанного пространства определяется способом управления горным давлением, схемой проветривания выемочного участка, температурным напором между породами выработанного пространства и утечками воздуха, величиной утечек воздуха и техническими характеристиками лавы.

Я. Установлены закономерности изменения относительной влажности воздуха в выработках вентиляционных горизонтов.Относительная влажность воздуха в них в течение года остается практически постоянной и зависит от состава вмещающих пласты пород, назначе-

33

ния выработок и технологических процессов на выемочных участках. Произведена классификация выработок по влажностному состоянию и получены статистические значения относительной влажности воздуха в выработках различного назначения и эмпирические зависимости для расчета относительной влажности утечек воздуха через выработанное пространство.

4. Показано, что решение задачи теплопроводности в однородном массива с цилиндрической полостью при температуре воздушного потока, являющейся функцией времени,может быть получено в классе обобщенных функций с помощью функции Грина. Получены аналитические зависимости для определения коэффициента нестационарного теплообмена при скачкообразном изменении температуры воздуха в выработках. При продолжительности действия скачка температуры от 0,5 до 6 мес. полученные значения коэффициента в 1,9+1,1 раза выше принимавшихся ранее, что приводило к существенному занижению мощности холодильного оборудования.

5. Доказана и на основе решения дифференциальных уравяонпй теплового баланса выработки при линейном законе изменения относительной влажности воздуха по их длине реализована возможность получения обобщенных зависимостей для расчета температуры утечек воздуха через выработанное пространство и в выработках при раз-лич1шх законах изменения расхода воздуха. На базе этих зависимостей разработаны и переданы для использования проектам организациям и шахтам "Методика прогнозирования температурных условий в выработках вентиляционных горизонтов, глубоких шахт" к "Экспресс-методика прогнозирования температуры воздуха в выработках глубоких шахт Донбасса", которые позволяют ка стадиях проектирования и эксплуатации оценивать по тепловому фактору эффективность применяемых технических реионпй.

" 6. Разработана методика прогнозирования температурных условий в выработках,проветриваемых вентиляторами местного проветри-, ваиия, в которой учитывается влияние утечек воздуха из трубопро- .. водов на параметра исходящей струи.

7. Разработана классификация схем проветривания ■ выемочных участков к технологических схем горных работ по тепловому фактору. Для глубоких горизонтов и шахт вффоктивннма являются схемы проветривания с направлением утачек воздуха в сторону выработанного пространства и подсвекением исходящей из лавы струи воздуха со стороны угольного массива (схемы 36 и 46) и технологические схемы со столбовыми системами разработки по простиранию Р4 ! .

и восстанию пласта, прямоточными схемами проветривания выемочных участков на выработанное пространство и подсвежением по конвейерным выработкам.

8. Сделана оценка различных способов нормализации климатических условийна выемочных учясткахг Установлено Г'что на глубинах более 900-1000 м обеспечить тепловые условия в лавах в соответствии с требованиями Правил безопасности возможно только ступенчатым или рассредоточенным охлаждением воздуха.

Обоснованы параметры воздухоохладителя^ для ступенчатого охлаждения воздуха непосредственно в лавах глубоких шахт, проведены их промышленные испытания и внедрена опытная партия.

9. Разработаны принципиально новые способы кондиционирования воздуха в выработках выемочных участков глубоки? пахт, основанные на локчляппцпп топлопритоков воздуха яз вягоботаявого пространства и направлении их за пределы участка в общую исходящую вентиляционную струю.

Ю. Реализация основных результатов работы выразилось в создании и широком внедрении нормативных п методических документов по контролю теплового режима шахт, прогнозу температуры воздуха в выработках проектируемых глубоких горизонтов и шахт, определению мощности холодильного оборудования, разработке мероприятий по нормалязацпи тепловых условий на пихтах.

Экономический эффект от внедрения результатов работы составлял на 1990 г. в среднем 1,5-2,0 шш. в год.Экономический г*;фект от применения разработанных методик только по капитальным затратам одной шахтв со стационарной холодильной установкой составляет до 306 тыс. руб. з ценах до 1390 г. благодаря повыиению достоверности расчетов. С I9G0 г. для иэхт Донбасса выполнено 36 проектов холодильных установок i: построено II. Наряду с этим вазнойитм является социальный эффект, выражалцзЗся в обеспечении безопасных в здоровых условий труда горняков.

Осиопшг иагпии и практйчосаио результаты работы пзложени в слвдуюздг публикациях:

1. Кузан В. Д. 2::c2ap2aôaiasb»ioe определение коэффициента пвстационар-пого теплообмена в горных выработках // Охлаждение воздуха в угольных вахтах: Cd.тр. / НавШМ. - Ыакееока-Донбасс, 1973. - Вш.З. - С. 86-68.

2. Погкшзнзе безопасности труда в глубоки! шахтах I Н.Е. Волошин, В.Д.Вороиан. С.Я.Потрэщсо, Г.Н. Куэетчанко. A.A. Сорокин, Н.Н.Хохотва, В.а.Кузвн. - Довстгт: Допйаес, 1973. - 163 с.

3. Разработка гаышчасгих требовангЗ на воэдутюоиадитми дди сттавяча-wro охлаздоягз в даааз / Н.Н.Хоютва, В.А.Кузпп, В.Я.Зурадзонко, В.Т.Ваао-сяв. - Борьба а вееглвца тешвратурани в утодьпнх narrai в щниах: Tes. лом. Всеоояз.науч.-тохн. совея. - и.: ЙГД ии.А.А.Споч1гаскогоДЭ73. -С.2X9, 220.

4. Тепловой расчет лав при повышенных нагрузках на забой /Ц.Н.Хохотва,

B.А.Кузин, А.К.Яковенко, С.Ф.Бодня. Охлаждение воздуха в угольных шахтах: Сб.тр. 7 МакШМ. - Макеевка-Донбасс, 1975. - Вып.4. - С.3-8.

5. Куган В.А., Бондавенко А.Д., Волошин В.Т. Осевой вентилятор для лавка воздухоохладителей //Охлаждение воздуха в угольных шахтах: Сб.тр. / МакНШ. - Макеевка-Донбасс, 1975. - Вш.4. - С.3-8.

6. Кузин В.А., Якове ¡¡ко А.К. Формирование тепловых условий в лавах глубоких шахт при различных системах разработки и методика их теплового расчета // Вскрытие, подготовка и системы разработки для глубоких шахт: тез.докл.Всесоюз.науч.-техн.совещ. - М.: ЦДИЭЙутоль, 1977. - С.53-55.

7. Кузин В.А. Учет тепловыделений при конвейерном транспорте ископаемого в лавах // Охлаждение воздуха в угольных шахтах: Сб.тр. / МакНИИ. -Макеавка-Донбасс, 1977. - Вщ.5. - С.18-22.

8. Кузин В.А., Хохотва H.H., Наколаенко Л.В. Метод расчета тепловых условий в горных выработках глубоких сахт // Охлаадениа воздуха в угольных шахтах; Сб.тр. / МаяНИП. -Малеевка-Донбасс, 1977. - Вып.5. - С.35-39.

9. Воздухоохладительные аппараты для систем регулирования теплового реакма глубоких шахт / В.Я.Еуравленко, В.Т.Волошин, В.А.Кузин, В.КДерни-чакко. - Материалы международного симпозиума. - Киев: Наукова думка, 1977. - С.216-2X8.

10. Величко А.Е., Кувии В.А., Яковешсо А.К. Оценка .сугаествуыдих зависимостей теплового расчета воздуха в горных выработках // Кондиционирование

аничного воздуха в глубоких шахтах: Сб. тр. / МакНШ. - Макеевка-Донбасо, 78. - Вид. 6. - С.19-24. _______________________________

Ii! Шувалов D.B., Кузив В.А. Оценка способов учета массообмена при выводе формул для тедловах расчетов горни выработок // Вентиляция шахт и рудников: Меавуз.сб. -Л.: ЛГИ, 1978. - Вщ.5. - С. 100-103.

12. Кузин В.А., Пучков М.М. Изучение теплопритоков из выработавкнх пространств и оценка их влияния на тепловой реаам выемочных участков // Улучшение тепловых условий труда в глубоких шахтах: Тез.докл.науч.-практпч. совещ. - М.: ЦНЯЭИуголь, 1978. - С.20-22.

13. Кузин В.А. Средства обеспечения нормальных температурных условий в лавах глубоких шахт // Тез.докл.науч.-практяч.конф. по охране труда и технике безопасности в угольной промышленности. - М.: ВДЙЭКутоль, 1979,-

C. 73,- 74.

14. Единая методика прогнозирования температурных условий в угольных шахтах / Под ред. В.А. Кузина, Н.Н.Хохотвы. - Макеевка-Донбасс: МакШМ, 1979. - 196 с.

15. Экономическая оценка кондиционирования шахтного возлуха/В.А.Кузап, В.Я.Куравленко, С.А.Романовский, Н.Г.Маринич. Экономика и упраздешю про-ишивнностьв; Еауч.-техя.роф.сб. - U.: ЦНИЭИуголь, 1980. - Bun.4.-C.S-II.

16. Методика прогнозирования температурных условий в глубоких угольяиг вахтах // А.Е.Величко, В.Д.Кузин, Н.Н.Хохотза, Д.К.Яковэнко, Н.А.БрайчеБа, В.Я. Журазланко, Л.Б. Зимия, Э.Н. Магашенко, А.Г.Мацгогая, В.дЛерняк, А.Н.1Дербань // Теплсфизаческие процессы в подземных сооружениях: Сб.яауч. тр. - Киев: Наукова думка, 1980. - C.X29-I77.

17. Хохотва H.H. ,Кузин В.А. .Пучков М.М. Прогноз текаературп газовоздуш-вои смеси, притекавшей из выработанного пространства на вентшяцзопний игрек //Разработка месторождений полазнвх ископаемых: Респ.кэквэд. науч.-техя.сб. - Киев: Техника, 1980. - Вав.56. - C.8I-85.

IQ. Результаты работы по созданию единой . методика тепловых расчетов . глубоких шахт / В.А.Кузян, В.Н.Хохотва, А.Е.Щэвбаяь, Н.А.Брайчава, Л.Б.Зя-ыяв, Э.Н.Малагаенко, А.Г.Мацковая, В.ПДерняк /7 Тр. 1-го Заседания Рабочей вдташ ü 1 МЕГТ. - Катовице: ПН?, 1980. - C.92-I0S:

19. Кузяи В.А., Пучков М.М. Ыетод расчета теюературн вентиляционной ti^ya при распределенных по длине теплопритоках воздуха из выработанных пространств рабочих участков П Тр.Х-го заседания рабочей группа ü 1 МНГТ.

20. Воздухоохладители для ступенчатого. охлаждения воздуха в лавах глубоких вахт 7 В.А.Кузин, И.Е.Осауленко. В.Я.Куравленко, й.Т.Волоиин, С.В.Васидьев.- Уголь Украины. - 1980. - № 6. - С.30-32. .

21. Фандеев М.И., Кузин В.А., Пучков М.М. Влияние тегшшритоков из вы-раоотанного пространствами темпе^ат^ру воздуха в лаве // Изв.вузов. Гор-

22. Кузин В.А. .Пучков М.М. Прогноз температуры воздуха, притекающего

из выработанного пространства при прямоточной схема проветривания /У Борь--------

tía о высокими температурами рудничного воздуха: Сб.науч.тр. / МакНШП -________Макеевка-Донбасс,- 1980. - С.3-8.

23. Кузин В.А. Методика расчета ступенчатого охлаждения воздуха в лавах // Борьба с высокими температурами рудничного воздуха: Сб.науч.тр. / МакШШ. - Макеевка-Донбасс, 1980. - С. 50-53.

24. Кузин В.Л., Венгеров И.Р. О применении метода фуиший Грина при решении задач горной теплофизики // Геомеханическяе проблемы высокопроизводительной разработки тонких и средней мощности угольных пластов на глубо-

_кях горизонтах: Тез.докл.Всесоюэ.науч.конф.- Донецк: ДЛИ, 1980.- С. 17, 18.

25. Кузин В.А., Хахотва H.H., Яковенко к.К. Прогнозирование температурных условий в глубоких вахтах // Уголь Украины. - 1981. - J4 6. - С.35-37.

26. Кузни В.А., Пучков М.М. Прогноз температуры вентиляпионяой струи О учетом тешюпрятоков воздуха из выработанного пространства // Разработка месторождений полез rot яскопаегах: Расаубл.иаадвд.науч.-техн. сб. - Киев: Тохника. 1381. - Вял.59. - С.23-33.

27. К732В З.А., Пучков М.М. Тепловые условия выработок с походящей струей воздуха // Проблема горной теплофизика: Тез.выступления на П Все-ооюз.науч.-техн.конф. - ДГЛ, 1981. - С.33 , 34.

28. Кузия В.А., Пучков М.М., Мартынов A.A. Теплообмен между утечками воздуха в обрувеятпга породами выработанного пространства // Вопроси вентиляции, охлаждения воздуха, борьбы с пылью и контроля рудничной атмосферы в шахтах: Сб.вауч.тр. / МакНИИ. - Макеевка-Донбасс, 1981. - С.25-28.

29. Расчет параметров воздуха в шахтных выработках / В.А.Кузин, В.Я.Журавле кко, З.А.Шэлимаяов, Е.М.Козлов, С.А. Романовский. - ШРПИ. - Новосибирск: Недра, 1982. - Вып.1. - С.70-73.

30. Кузин В.А., Пучков М.М. Методы прогнозирована* теплового режима выработок со coeseS я гсхозшсвй струями воздуха // Физическое пропессн горного производства: Всоссюэ.нетауз.сб. - Л.: ЛГИ, 1982,-Вып.Н.-С.112-119.

31. К методике тепловых расчетов тупиковых выработок о кондиционированием рудничного воздуха/Э.Н.Малайе meo, Л.Б.Зимин, В.А.Кузия, И.Р.Вангоров.

- Уголь Украины. - 1982. -ÄI.- С.41,42.

32. Кузин В.А., Венгеров II.Р. Фосмировякие температурных полей горного насеива вокруг зыпаботох глубоких 'вахт // Уголь Украины. - 1982. - Л 7.

- С.40.

33. Кузин В.А., Мартынов A.A., Пучков U.M. Тепловой режим выработок с исходящей струей воздуха //Разработка месторошшикй полезных ископаемых: Респ.ыагшед.науч.-техн.сб. - Киев: Техника, 1982. - Выя.62. - С.99-103.

34. Руководство по ггроведенип тепловых съенок в угольных пахтах /

B.Л.Кузин, Н.Н.Л'охотва, А.К.Якояанко, Л.Н.Шорбань, В.П.Черняк, Э.Н.Малашен-но, Л.Б.Зимин, Л.В.Гурьянов, В.Н.Коваленко, М.И.Фаадавй, В.Т.Филпыонвтсо, О.Д.Дядькпа, В.В.Шуаалов. - Макеевка-Донбасс: МакНШ, 1982. - 68 с.

35. Кузвп В.А., Пучков И.Н. Учет няяяпгя твзлоирэтоков аз выработанного пространства Вл температуру воздуха в вентиляционной выработке // Охлая-довав возила, борьба с паль в и выброса:,га в угслышх пахтах: Сб. науч. тр. / какИ1И. - Йакоевта-Доибасс, 1982. - С- 3-8.

36. Кузвн В.А., Вепгеров И.?,. Метода расчета температурных полей в слопсто-веодяородяых пассивах П Физические процесса горного производства. Тешюфизяческие процессы в горной технологи я: Сб. вауч. тр. - Л.: ЛГИ, 1983. - С. 30-33.

37. Кузяи В.А., Пучков М.М. йселодовавао тепловыделений из выработанного пространства в совервепствовоиио ывтодов прогноза теплового режима вентиляционных горззоптов: Тез.докл. 3-го пленарного эвсед.Междунар.бвро по горной теплофизика. Первая рабочая группа. - Пловдив: Болгария, 1983. -

C.18—20.

33. Яуравленко В.Я., Романовский С.А., Кузгп В.А. Испытавия системы ступенчатого охлаждения воздуха в подземных сооопепиях: Тез.докл. 3-го пленарного засел.мэхдувар.бвро по горной теплофизике. Первая рабочая группа. - Окошов: Болгария, 1983. - С.89,90. i

39. Кузин В.А., Вангеров И.Р. О коэффициенте нестационарного теплообмена при скачкообразном изменении температуры воздуха в горнов выработке У Докл. АН УССР. (Зерия А. - 1983. - C.8I-83.

40. Кузин В.А., Пучков U.M., Костина Г.П. Учет утечек воздуха той прогнозировании температурных условий в тупиковых выработках /7 Разработка месторождение полезных ископаемых: Республ.меквед.науч.-техн.сб. -"Киев: Техника, 1983. - Выл. 65. -С. 62-67.

41. Руководство по применение установок кондиционирования воздуха в глубоких шахтах. - Макеевка-Донбасс: МакНИИ, 1980. - С.70-75.

42. Кузин В.А., Мартынов A.A., Пучков U.U., Тепловой режим вентиляционных горизонтов------ ' -------------- " "--------------- -----

дения воэл— вауч.тр.

43. Кузин В.А., Венгеров И.Р. Двуслойная теплофяэяческая модель горного массива. - Промышленная теплотехника. - 1984. - № I. - С.30-34.

44. Кузин В.А. Горно-технические ыероцпиятия по нормализации температурных условий в глубоких пахтах Донбасса П Охлаждение рудничного воздуха ва больших глубинах при современной технологии ведения горных работ: Таз. докл.на республ.семинаре. - Донецк: ЦБНТИ, 1984. - С.7-9.

45. К вопросу о тепловых съемках в глубоких шахтах / Н.Н.Хохотва,

B.А.Кузин, А.К.Яковенко, И.И.Кондратенко. Способы и средства создания безопасных условий труда в шахтах: Сб.науч.тр. / МакНИИ. - Макеевка-Донбасс, Х984. - С.I2I-I25.

46. Методика прогнозирования температурных условий в выработках вентиляционных горизонтов глубоких шахт / В.А.Кузин, Ü.M.Пучков, И.Р.Венгеров, А.А.Мартынов, Г.П.Костина, М.И.Фандеев. - Макеевяа-Довбасс: МакНИИ, 1984.

- 59 с.

47. Кузин В.А., Мартынов A.A., Венгеров И.Р. Влияние способа убавления кровлей на тепловой режим выемочных участков. - Уголь Украины.- 1985.-й X. — С.36, 37.

48. Кузин В.А., Мартынов A.A. Способы и.средства нормализации температурных условий в механизированных лавах ]ГСоздание безопасных условий труда в угольных шахтах: CÖ.вауч.тр. / МакНИИ. - Макеевка-Донбасс, 1985. -

C.56-59.

49. Экспресс-методика прогнозирования температуры воздуха в выработках глубоких шахт Донбасса/ В.А.Кузин, А.А.Мартынов, А.К.Яковаако, Г.В.Аверзн, Л.М.Бузовская. - Макеевка-Донбасо: МакНИИ, 1985. - 59 с. .

50. Бобров А.И., Кузин В.А., Кузьмин Д.В. Определение расхода воздуха дм проветривания выработок по тепловому фактору. - Уголь Украины. - I98S.

- я 12. — С.32-34.

51. Разработка акспресс-метсцш прогнозирования температуры воздуха в выработках выемочных участков /В.А.Кузив, A.A.Мартынов, Л.И.Вузовская, С.Ф.Бодши Г.П.Костина. Создавав безопасных условий труда в вахтах: Сб. вауч.тр. / МакШИ. - Макеевка-Довбаоо, 1985. - С.84-89.

52. Кузин В.А., Вузовская Л.М., Мартынов A.A. Прогнозирование температура воздуха в выработках глубоких шахт. - Безопасность труда в проыш-левности. - 1986. ~ »12. - CY37, 38.

53. Прогрессивные способы управления тештвымражимоы внеыочннх участков глубоких шахт / В.А.Кузин, А.А.Мартынов, Г.и.Костина, Л.М.Бмовекая. Создание безопасных условий труда в угольных шахтах: Сб.вауч.тр. 7 МакНИИ.

- Макеевка-Донбасс, 1987. - C.98-I05.

54. Кузин В.А, Исследование в разработка методов прогноза теплового

texmia вентиляшонных выработок глубоких шахт // Разработка месторождений олезных ископаемых: Республ.иекьед.науч.-техн.сб. - Киев: Техника, 198?.

- Вып.77. - С.84-89.

55. Кузин В.А., Мартинов A.A. Рациональные по тепловому фактору горно-чческяе паранет^разработки глубоких шахт Донбасса. - Уголь Украины.

56. Smorchkov Уи.Р., Xuzln V.A. Methods for prediction of beat conditions in deep nine ventilation levels// Technical papers of 5th IBMT Sec-sion New Delhi - India published by Mining Ceological and Metallurgical Institute oí India, lçae.- P. 142-152.----------------------------

57. Оценка горно-технических параметров разработки авграцитових шахт Донбасса по тепловому фактору / В.А.Кузин, А.А.Мартинов, Jl. М.Вузовская, Г.П.Костина. - Способы и технические средства обеспечения безопасных и здоровых условий трудна угольных тахтах: Сб.пауч.тр./МакНШ. - Макеевка-

58. Кузин В.А., Мартынов A.A. Экспериментальные исследования микроклимата вентиляционных горизонтов глубоких шахт // Физические процесса горного производства: Межвуз.сб.яауч.тр. - Д.: ЛГИ, 1989. - С.61-64.

59. Руководство по проектирования вантвляциа утальяых пахт. - Макеевка-Донбасс: МакНИИ, 1989. - С.151, 152.

60. Худяков А.Я., Кузин В.А. Перспективы нормализации тепловых условие на негазовых шахтах Восточного райояа Донбасса. - Уголь Украинн. - 1990. -* I. - С.24-27.

61. Шувалов й.В., Кузин В.А., Худяков А.Н. Опыт и совершенствование регулирования теплового релима пахт в рудяиков ФРГ. - М.: Недра, 1990. -

62. Кузин В.А., Мартынов A.A., Александров В.Г. Перспектива нормализации климатических условий яа глубоких вахтах Центрального района Донбасса. - Уголь Украина. - 1991. - » 4. - С.19-25.

63. Технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. -4.2. Набор модулеа и пояснительная запаска / А.И.Бобров, А.А.Мартынов, В.А.Кузин, И.Оопов. - М.: ИГД иы.А.А.Скочинского, 1991. - С.386-392.

64. A.c. 883501 СССР, МКИ4 В 21 Г 3/00. Устройство для охлаждения воэ-з в лаве/В.А.Кузин, А.А.Иартыиов, 3.Т.Волошин (СССР). - S 28ЭЮБ4/22-03;

явлеяо 06.03.80; Опубл. 23.11.81. - Бпя. № 43.

65. A.c. II70I60 СССР, ИКИ4 Е 21 F 3/00. Способ кондиционирования воздуха в выработках выемочного участка глубокой сагты / В.Д.Кузин, М.М.Пучков, Б.В.Валаисний, Г.Ы.Цурпал (СССР).- » 3624715/22-03; Заявлено 27.0-4.03; Опубл. 30.07.85. - Бел. »28.

66. A.c. I2I6362 СССР, №СЛ4 К 21 F 1/00. Способ проветривания гаао-обалького добычного участка / А.М.Морез, В.А.Кузин, а.А.Мартынов, A.M.морозов (СССР).- Л 3750690/22-03; Заявлено 30.05.84; Опубл.07.03.86.- Бш.№ 9.

67. A.c. 1283417 СССР, МКИ4 Е 21 Г 3/00, 15/00. Способ регулирования температуры станичной атмосферы в горных выработках /А.Д.Мартынов, В.А.Кузин. В.И. Косая (СССР). - S 3931000/22-03; Заявлено I7T07.&5; Опубл. 15.01.87. - Бял. Я 2.

68. A.c. I4S9I77 СССР, 1КИ4 Е 21 Г 3/00. Способ кондиционирования воздуха в выработках выоыочяого участка глубокой вахты / В.А.Кузив, А.А.Мартынов, ПИ. Цурпал, A.C. Розонберг (СССР). - № 4262785/23-03; Заявлено I6.0S.87; ОпублТ 30.03.89. - Бпл. » 12.

69.А.с. 1739028 СССР, ШЗ!4 Е 21 С 41/18, Е 21 р 5/00. Способ разработки крутого угольного пласте / А.И.Бобров, В.А.Кузлн, А.А.Мартынов, В.З.Ре-пецкяй, В.Г.Александров (СССР). - » 4601031 ; Заявлено 02.11.83; Опубл. 07.06.92. - Баз. Я 21. .......... ....

70. Свидетельство Ï4966 (СССР), ^адтхоохладйтель вшхтннЗ / В.Я.Журав-

âemto, В.Т.Волосап, Ч.Н.Хоютва, В.Оузив, А.П.Яичко, Д.Н. Шмельков, •А.ФайнлеМ. - Зарегистрировав в Госреестра прокшшевннх образцов СССР 24,12.1982.

3ï>