автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Расчет воздухообмена в подземных камерах и помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий шахт Подмосковного бассейна

На правах рукописи

ТИТОВ Денис Юрьевич

РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОДЗЕМНЫХ КАМЕРАХ И ПОМЕЩЕНИЯХ АДМИНИСТРАТИВНО-БЫТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ ШАХТ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА

Специальность 05.26.0] - Охрана труда (в горной промышленности и строительстве)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2006

Работа выполнена на кафедрах «Аэрология, охрана труда и окружающей среды», «Геотех пологи я и геотехника» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

КАЧУРИН НИКОЛАЙ МИХАЙЛОВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

КАЗАКОВ БОРИС ПЕТРОВИЧ

кандидат технических наук ПРОКОФЬЕВ ЛЕОНИД ВЛАДИМИРОВИЧ

Ведущая организация: ОАО «Мосбассуголь»

Защита диссертации состоится 22 ноября 2006 г. в 16°° час, на заседании диссертационного совета Д 212.271.09 ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» по адресу: 300600. г. Тула, пр. Ленина, 90 (6-й учебный корпус, аудитория 302).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан 20 октября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.П. Иватанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Статистические данные за последние 10 лет по Подмосковному бассейну свидетельствуют об устойчивом снижении объемов добычи угля. Однако, хотя добыча угля в Подмосковном бассейне и составляет менее I млн т в год, фактический спрос на него (3-7 млн т в год) можно удовлетворить только за счет модернизации действующих и ввода в эксплуатацию новых предприятий.

Подземные камеры и помещения административно-бытовых комплексов надшахтных зданий разнятся по своему месторасположению, назначению и степени комфорта. Все они ограничены в пространстве либо угольными пластами, либо ограждающими конструкциями, отделанными различными строительными материалами.

Результаты исследований диффузионного переноса газов в пористых сорбирующих средах, выполненных Э.М. Соколовым, М.Б. Суллой, Е.И. Захаровым и др., показывают, что и уголь, и основная масса строительных материалов будут взаимодействовать с кислородом воздуха. Исследование причин и механизмов поглощения кислорода и выделения газов угольным веществом и веществом строительных и отделочных материалов показывает, что кислородопоглощение является непрерывным процессом, которым нельзя пренебречь ни на одном этапе функционирования шахты, и что в определенных условиях возможно образование газовых вредностей в строительных материалах и изделиях. При этом такие ситуации возможны как для материалов, полученных из отходов, так и для строительных изделий из традиционных (природных) материалов, которые принято считать безопасными по газовому фактору.

Практика проектирования и эксплуатации систем вентиляции подземных камер и помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий показывает, что до настоящего времени не прогнозируют возможные изменения газового состава в помещениях, обусловленные газообменом воздуха с веществом материалов стен.

Действующие нормативные документы, регламентируя концентрацию кислорода в подземных камерах шахт и в обслуживаемой зоне помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий, не содержат методических указании для прогноза интенсивности поглощения кислорода и выделения продуктов низкотемпературного окисления.

Поэтому необходимо совершенствовать исследование экологической безопасности помещений, где будут использоваться те или иные материалы и строительные изделия. При этом разработка мероприятий по защите среды обитания людей от вредных воздействий является обязательной. Такой подход к проблеме позволит обеспечить надежную защиту воздушной среды помещений средствами вентиляции за счет адекватной оценки изменений газового состава воздуха в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камерах различного типа. Следовательно, тема диссертационной работы актуальна.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематических планов МНТП «Прогноз» и федеральной целевой программы «Интеграция».

Целью работы является совершенствование методики расчета воздухообмена & помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и в подземных камерах различного назначения.

Идея работы заключается в том, что методика расчета воздухообмена для подземных камер и помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий основывается на результатах математического моделирования диффузионного газообмена воздуха с источниками газовыделения и теплообмена, обусловленного инфильтрацией, позволивших обосновать параметры рециркуляционной системы воздушного отопления для блока административных помещений.

Основные научные положения, сформулированные в работе, сводятся к следующему:

1. Полученные зависимости, используемые при определении количества воздуха, необходимого для проветривания подземных камер различного типа, учитывают процессы диффузионного переноса газа.

2. Удельная активность воздуха по радону в подземной камере зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха и коэффициента турбулентной диффузии.

3. Для оценки состава возможных выделений газовых вредностей в воздух помещений административп о-б ыто в ы х комплексов надшахтных зданий целесообразно рассматривать схемы химических реакций в строительных материалах.

4. Система уравнений, описывающая процесс поглощения кислорода из воздуха помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа поверхностями стен из материалов с микропористой структурой, представляет собой уравнение параболического типа для концентрации свободного кислорода и уравнение кинетики низкотемпературного окисления материала.

Новизна основных научных и практических результатов заключается в следующем:

- предложены математические модели для прогноза динамики газового состава воздуха обслуживаемой зоны помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа с учетом поглощения кислорода и возможного выделения газовых вредностей, обусловленного химическими реакциями в веществе строительных материалов;

- усовершенствована методика расчета количества воздуха для помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа;

- получены аналитические закономерности тепломассопереноса в помещении в холодный период года, отличающиеся тем, что динамика температуры в наружных ограждениях и величина потерь тепла описываются с

учетом стохастических закономерностей локального изменения метеорологических факторов;

- разработана схема вентиляции, снижающая теплопотери в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Практическая значимость работы заключается в том, что предложенная методика расчета количества воздуха для помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа позволяет обеспечить надежную защиту воздушной среды и повысить безопасность условий труда.

Установленные закономерности тепломассопереноса в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий повышают достоверность прогноза теплопотерь и дают возможность предварительного анализа температурных ситуаций.

Разработана рециркуляционная система воздушного отопления блока помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

удовлетворительной сходимостью результатов прогноза с фактическими данными (отклонения не превышают 20%) и большим объемом вычислительных экспериментов;

значительным объемом базы данных по натурным наблюдениям, а также по результатам анализа метеорологических параметров.

Реализация работы. Установленные и уточненные закономерности газообмена в подземных камерах различного типа и помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий позволили усовершенствовать существующую методику расчета воздухообмена и разработать алгоритмы расчета воздухообмена. Разработанные методические положения прогноза газовыделений и предложенная методика расчета воздухообмена, а также установленные закономерности тепломассопереноса в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий внедрены в ОАО «Мосбассуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных наук. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды и кафедры энергетических и санитарно-технических систем и оборудования ТулГУ (г. Тула, 1999-2005 гг.); ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 1999-2004 гг.); 2-й Международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 1998 г.); 1-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические

проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2003 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 статей.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из 5 глав, изложенных на 198 страницах машинописного текста, содержит 45 иллюстраций, 7 таблиц, список литературы из 220 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук, проф. Э.М. Соколову за методическую помощь и поддержку при проведении научных исследований, а также всем преподавателям и сотрудникам кафедры аэрологии. охраны труда и окружающей среды за большую организационную и методическую помощь. Автор выражает глубокую благодарность Ю.С. Паршину (Тульское отделение Роскомгидромета) и Л.В. Веденееву (АОО «Тула-уголь») за предоставленную информацию.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Результаты анализа интенсивности случаев загазирования горных выработок углекнслотообильных шахт свидетельствуют о том, что темпы снижения газовой опасности шахт не соответствуют перспективному уровню интенсификации добычи угля. Одним из путей снижения газовой опасности шахт является повышение достоверности прогноза газовыделений и газовых ситуаций в горных выработках. Исследования причин по изменению состава рудничной атмосферы, газоносности углей, горных пород и их коллектор-ских свойств; генезиса газов угольных месторождений, а также источников газовыделения и их дебита, выполненные под руководством: А.А.Скочипского, Г.Д.Лидина, Л.Н.Быкова, А.А.Голубева, А.Т.Айруии, А.С.Бурчакова, А.И.Кравцова. Н.В.Ножкина, Э.М.Соколова. М.Б.Суллы, К.З.Ушакова, И.В.Сергеева, Н.М.Качурина и др., показывают, что, во-первых, газовый фактор является одним из важнейших показателей общей безопасности подземных горных работ, во-вторых, этот показатель должен отражать специфические особенности рассматриваемого угольного бассейна.

В Подмосковном угольном бассейне газовые ситуации обусловлены двумя взаимосвязанными и одновременно протекающими процессами — это выделение углекислого газа и обескислороживание шахтного воздуха. Рассматриваемые в работах ряда ученых методы расчета выделений углекислого газа и способы управления углекислотовыделением позволяют принимать эффективные меры по борьбе с «газованием» уже на стадии проектирования новых шахт и при реконструкции существующих угольных предприятий. Но не затрагивают в полной мере главной проблемы — обескислороживания рудничной атмосферы.

В соответствии с целыо работы и современным состоянием знаний по рассматриваемой проблеме поставлены задачи исследований,

1. Изучить структуру и функциональные особенности базы данных, принадлежащих государственным метеорологическим территориальным служ-

бам для анализа и обобщения существующей информации о тепловлажност-ном состоянии наружного воздуха.

2-Обосновать объекты натурных исследований и провести комплексные исследования углекислотовыдеяения и выделения радона в подземные выработки шахт Подмосковного бассейна.

3.Усовершенствовать методику расчета количества воздуха для проветривания подземных камер различного назначения с учетом выделения углекислого газа в проветриваемые объемы и возможного выделения радона

4. Адаптировать системы уравнений, описывающие процессы поглощения кислорода из воздуха в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа поверхностями стен из материалов с микропористой структурой и возможные выделения газовых примесей, для совершенствования методики расчета количества воздуха,

5.Разработать математическую модель прогноза теплопотерь, для помещений административно-бытовых комплексов надшахтных, а также разработать рециркуляционную систему воздушного отопления для блока помещений и провести ее практическую апробацию.

Газовые ситуации в подземных камерах моделируются с помощью уравнения конвективно-турбулентной диффузии газовой примеси в воздухе. Математическая модель газовой ситуации в подземной камере при постоянном атмосферном давлении будет иметь вид

+ Х О)

ы * Эх Эх2 ьИ |с аих

где иср — средняя скорость движения воздуха по подземной камере; Ьп к — проектная длина подземной камеры; 1п,к> ^пк - абсолютная газообильность и объем подземной камеры; С = с — сн; с — объемная концентрация рассматриваемой газовой примеси в воздухе подземной камеры; сн - объемная концентрация газовой примеси на свежей струе, поступающей в подземную камеру; О — коэффициент турбулентной диффузии.

Решения краевой задачи использовались для вычислительного эксперимента. Результаты вычислительного эксперимента представлены иа рис. 1

Анализ результатов вычислительных экспериментов показывает, что поля концентраций газовых примесей в воздухе подземных камер стремятся к некоторому стационарному состоянию.

Для протяженной подземной камеры математическая модель стационарной диффузии имеет следующий вид:

С(0) = 0; Цш С(х)Ф , (2)

где Опк. ' среднее количество воздуха, протекающего по подземной камере; 5Л к - площадь поперечного сечения подземной камеры в свету.

Рис.1. График зависимости С от К: С = -——+ е.гр]--^-м-/;

ПК V ^П К )

Ь= 0,625; и,р/ьпк =0.5/1000; 1 -/ = 10мин; 2-/ = 3 — 1—60 мин; 4 — / = У 20 ашк; 5 — 1= 360 ,\тн

Решения краевой задачи позволили провести вычислительные эксперименты, результаты которых представлены на рис. 2. Из графиков можно сделать вывод, качественно подтверждающий адекватность разработанных моделей - это возрастание концентрации по направлению движения струи воздуха.

с, ю!п ->

Рис. 2. График зависимости концентрации газа С/ от (при (> х/(и) на исходящей струе для длительного интервала времени: С, = С(х,()Оп к /1 при {и)/ЬПК равном: I - 1,5/1000; 2 - 1,5/1500; 3 -1,5/2000; 4 - 1,5/2500; 5 - 1,5/3000

Процессы вытеснения кислорода из атмосферы подземных камер, примыкающих к выработанным пространствам, имеют место при экстренных газовыделениях, вызываемых резким снижением атмосферного давления. Многочисленные газовоздушные съемки показывают, что этот процесс очень напоминает процесс обескислороживания рудничного воздуха, обусловленный поглощением кислорода обнаженными поверхностями угольного пласта. Это сходство позволяет сравнить два физически различных процесса методом интегральной газовой динамики.

Математическая модель вытеснения кислорода из атмосферы объема £2 при экстренных газовыделениях, вызываемых резким снижением атмосферного давления, будет иметь вид:

^=^-(Qco-Iepc)], с(0) = сн = const, (3)

Если рассмотреть кинетику поглощения кислорода в объеме £2п.к> математическая модель такого процесса будет иметь следующий вид:

^ = К(с-с). с(0) = с0 = const, (4)

at

где К — константа скорости поглощения кислорода; ср — равновесная концентрация кислорода.

Таким образом, скорость вытеснения кислорода (dc/dt)Bbrr будет описываться в уравнениях диффузионного переноса следующей формулой:

Теоретическое обоснование динамического метода расчета количества воздуха, необходимого для проветривания подземных камер различного назначения, основывается на решении следующих стационарных задач диффузии газов в вентиляционных струях.

Для тупиковой подземной камеры математическая модель стационарной диффузии углекислого газа имеет следующий вид:

<?■!.« <*С Он к (с 1,.к ¿х2 к dx ОПп к ^ 0о к

«О,

(6)

С(0) = 0; Пш С(х)# со,

(7)

где С?пк - среднее количество воздуха, протекающего по подземной камере; 8П К - площадь поперечного сечения подземной камеры в свету; 1п к - углеки-слотообильпость подземной камеры.

Для подземной камеры, проветриваемой сквозной струей, математическая модель стационарной диффузии углекислого газа имеет следующий вид:

с1С 1

/ I Л С—

^п к J

(8)

Зависимости (9) и (10) позволяют рассчитать количество воздуха динамическим методом, в соответствии с которым средняя по сечению камеры концентрация углекислого газа не должна превышать ПДК:

■ тупиковая подземная камера

с* у2

к ~ ПДК -сн * (9)

■ подземная камера, проветриваемая сквозной струей,

0 8ПК1П|К пк ПДК-сн

где 5ПК, 6*пк =0,632 - коэффициенты динамики изменения концентрации газа на исходящих струях;

5 =_^^пк__П1)

ПК 05п к (ПДК -сн) + Ьпк1пк

Учет процессов диффузионного переноса газа позволяет уменьшить расчетное количество воздуха для подземных камер различного назначения на 30 — 40 %. Следовательно, предлагаемый динамический метод расчета воздуха для проветривания подземных камер различного типа повышает адекватность моделей воздухообмена и позволяет существенно снизить затраты на вентиляцию основных технологических объектов шахты.

Угольные месторождения Подмосковного бассейна отличает то, что зольный остаток углей содержит в значительных количествах урановые примеси. Следовательно, в процессе разработки образуемые поверхности обна-

жения угольных пластов будут являться источниками рад о но в ыд ел е ний в шахтную вентиляционную сеть. Таким образом, угольные шахты представляют собой техногенные источники выбросов радона в атмосферу, но этой проблеме не уделяли должного внимания.

Диффузионный перенос радона воздухом в подземных камерах происходит в стационарном режиме. Учитывая соотношения поперечных размеров и длины подземной камеры целесообразно рассматривать одномерную диффузию. Адаптируя уравнение (1) к реальным физическим условиям, перенос радона можно описать следующим уравнением:

^А^ 11 ПК ^Ац^ ^-Нп А I С VI =

ах эт ах э

А.и+СЕОп^-О (12)

т

где А^ - удельная активность рудничного воздуха по радону; и^ - средняя скорость воздуха в тупиковой подземной камере; От - коэффициент турбулентной диффузии; суммарные выделения радона в воздух подземной камеры из различных источников; - эффективная константа скорости процессов сорбции и радиоактивного распада радона.

Граничные условия для тупиковой подземной камеры имеют следующий вид:

АЛп(0) = 0, НтА^«. (13)

ж-»»

Решение краевой задачи (12) —(13) получено в следующем виде:

АКп(х)=£Уж|]_ехр

Лп I

ЦРВ [ЦПВ |

20т \ 4и\ Эт

(14)

В подземных камерах сквозного проветривания, где средняя скорость движения воздуха достаточно велика, можно пренебречь турбулентной диффузией. Поэтому нестационарная конвективная диффузия радона в таких подземных камерах описывается одномерным уравнением первого порядка:

НА

"ск = "^.А*. + (21*п )„К • <15>

Граничные условия для подземных камер сквозного проветривания имеют следующий вид:

АКп(0) = 0, АКп(х) = А„п. (16)

Решение уравнения (15) для условий (16) имеет вид:

ш.

1-ехр

х

ч иск /

Решая уравнения (14) и (17) для А^х) = ПДК при х^Ьпк относительно средней скорости движения воздуха и переходя к объемному расходу воздуха, получим следующие формулы для расчета количества воздуха по фактору радоновыдслений:

тупиковая подземная камера

/

Qrтк _ ^Т^пк Лп -

ут

1п

1-

>-ЯяПДК.п О Ни )п к

От 1п

Ли

(18)

подземная камера, проветриваемая сквозной струей,

О" к = ■

1п

^-ЦпПД^Ип -(^Ш) )П1

(19)

где - количество воздуха, которое необходимо подавать в подземную камеру, чтобы концентрация радона на исходящей струе не превышала ПДКцп; ЬПк - проектная длина подземной камеры; Бпк - площадь поперечного сечения подземной камеры в свету; кут — коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе; 5ик — эквивалентная по расходу воздуха площадь поперечного сечения подземной камеры.

Вычислительные эксперименты, выполненные для среднестатистических значений горно-геологических условий и технологических параметров, показали, что, как правило, фактор радоновыдслений является превалирующим фактором при стабильно атмосферном давлении. При этом количество воздуха по фактору радоновыделений на 20 ... 25 % превышает количество воздуха, необходимое для разбавления углекислого газа до предельно допустимого значения (табл. 1).

Таблица 1

Расчеты количества воздуха для подземных камер гиахт Подмосковного бассейна

Сочетание Расчетная Расчетное количество

№ расчетных газообильность, м3/мин воздуха,м /мин

п/п параметров По По По По

углекислому радону углекислому радону

газу газу

1 Максимальное 0,15 0,20 30-48 55

2 Минимальное 0,05 0,11 10-16 30

3 Среднее 0,09 0,15 18-29 41

Строительные материалы, используемые при строительстве корпусов административно-бытовых комплексов надшахтных зданий, характеризуются разнообразием состава и свойств. Однако практика проектирования и эксплуатации систем вентиляции АБК надшахтных зданий показывает, что до настоящего времени не прогнозируют возможные изменения газового состава в помещениях, обусловленные газообменом воздуха с веществом материалов стен и отделочных материалов.

С ростом использования отходов в производстве строительных материалов необходимо совершенствовать вопросы исследования экологической безопасности помещений, где будут использоваться те или иные материалы и строительные изделия. В целом результаты исследований показывают, что в определенных условиях возможно образование газовых вредностей в строительных материалах и изделиях. При этом такие ситуации возможны как для материалов, полученных из отходов, так и для строительных изделий из традиционных (природных) материхчов, которые принято считать безопасными по газовому фактору.

Исследования, выполненные методом электронной микроскопии, показали, что поровые каналы в строительных материалах и изделиях могут являться транспортными объемами при диффузионном переносе газов (рис. 3). Поверхность, на которой может происходить данный массообменный процесс, весьма велика, поэтому хемосорбция кислорода приведет к возникновению реакций, сопровождающихся выделением газовых примесей в обслуживаемую зону. В процессе химических реакций возможно также и изменение пористой структуры материалов.

Результаты теоретических исследований обусловили требования к конструкции устройства для определения сорбционных характеристик строительных материалов по отношению к кислороду.

Рис.3. Надмолекулярная структура отделочного материала

12 3 4 £ в га

15 14 13 12 11 10 9

Рис. 4. Схема устройства для определения сорбции кислорода строительными материалами; 1 - корпус; 2 —дифференциальный манометр 3 -источник оперного давления;4, 8- вентили; 5 - термостат; 6-крышка; 7 ' магнит; 9 - преобразователь напряжения; 10 - электродвигатель; 11 - передаточный механизм; 12 - магнитный стержень; 13 - перегородки; 14-адсорбер; } 5 - конический отражатель.

Для измерения изменения концентрации сорбированного кислорода необходимо устройство, состоящее из термостата, реакционной камеры, манометра, источника опорного давления, а также хроматограф для детального изучения газовых проб. Конструкция реакционной камеры должна обеспечивать протекание процесса окисления частиц вещества строительных материалов.

Наиболее близким техническим решением, позволяющим обеспечить равнодоступность реагирующих поверхностей твердых частиц для молекул кислорода, является вращающийся с заданной скоростью адсорбер (рис. 4).

Изменение концентрации кислорода во времени в адсорбере закрытого типа в общем виде можно представить следующим образом:

[С(1)-СР](С<)-С1>Г1=ехр(-К1),

(20)

где С(1) - концентрация кислорода в момент времени 1; СР, С„ - соответственно равновесное и начальное значения концентрации кислорода в адсорбере; К — констапта скорости сорбции кислорода веществом строительного материала.

Экспериментально константу скорости сорбции кислорода веществом строительного материала для фиксированных значений давления и температуры находят из соотношения:

К + тсаДУ,Ср)-1 ^ ' —Ср)(С№ 'и*^

1/с,

(21)

где тс — масса сорбента, кг; ар — равновесная сорбция кислорода веществом строительного материала, м3/кг; Уа - объем адсорбера, м3; п - число измерений концентрации кислорода в адсорбере.

Практическая реализация предлагаемого способа определения константы скорости сорбции кислорода веществом строительного материала осуществлена на образцах кирпича, производимого ОАО «Тульский кирпичный завод» (табл. 2).

Были определены значения константы скорости сорбции кислорода веществом строительного материала, которые использовались для расчётов количества воздуха, необходимого для вентиляции помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа.

Исследования диффузионного переноса газов в пористых сорбирующих средах показывают, что основная масса строительных материалов будет

взаимодействовать с кислородом воздуха в режиме так называемого низкотемпературного окисления.

Таблица 2

Результаты определения константы скорости сорбции кислорода веществом кирпича, производимого ОАО «Тульский кирпичный завод»

Определяемые параметры Номер анализируемого образца кирпича, производимого ОАО «Тульский кирпичный завод»

1 2 3

I. Константа скорости сорбции при 25 °СК-10\ 1/с 0,196 0,175 0,192

2. Константа скорости сорбции при 40 °С К-104, 1/с 0.299 0,259 0,267

3. Длительность процесса при 25 °С, ч 89 90 85

4. Длительность процесса при 40 °С, ч 92 132 91

Однако действующие нормативные документы, регламентируя концентрацию кислорода в обслуживаемой зоне помещений АБК надшахтных зданий, не содержат методических указаний для прогноза интенсивности поглощения кислорода.

Очевидно, что эти методические указания должны основываться на адекватной физической модели взаимодействия кислорода с поверхностями стен из тех или иных материалов. Это справедливо для любых видов строительных материалов, но особую важность эта задача имеет для строительных изделий, полученных с использованием отходов производства.

Диффузионный поток кислорода в слое строительного материала определяется по закону Фика, а скорость сорбции кислорода кинетическим уравнением низкотемпературного окисления материала. Линеаризованные математические модели нестационарного поля концентраций кислорода и диффузионного потока кислорода в слое пористого строительного материала можно записать в следующем виде:

С(х,1)=0,707Св( ехр

/ 1 л /■

егГс

V

0,5х

.^В )

+ехр

0,5

(22)

'»о-•

(23)

где % - С„т*'; р - 2у Св т'1; а - (ЗКГк; Iул„ = 0,707 Св7у»кКГк ; Г)к -

коэффициент кнудсеновской диффузии кислорода в строительном материале; Св - концентрация кислорода в воздухе; т, у - пористость и плотность строительного материала соответственно; К - константа скорости сорбции кислорода веществом строительного материала; Гц - угловой коэффициент линейного участка изотермы сорбции Лэнгмюра; 1УД-, - установившееся значение скорости поглощения кислорода поверхностью слоя строительного материала.

Анализ результатов вычислительного эксперимента свидетельствует о том, что теоретическая динамика поля концентраций кислорода в слое пористого сорбирующего материала может быть представлена в виде монотонно убывающих кривых, стремящихся с течением времени к стационарному распределению. Расчетные значения средней теоретической скорости поглощения кислорода поверхностью строительного изделия имеют вид кривых газового «истощения», но в то же время отличаются от них тем, что скорость поглощения кислорода убывает не до нуля, а до значения, равного 1уд„. Нестационарное поле сорбции кислорода пористым сорбентом можно представить в следующем виде:

Подынтегральная функция в выражении (24) задана формулой (22). Численная реализация зависимости (24) осуществлялась с использованием прикладного пакета Ма1Ьеша1(са 2.2.

Результаты вычислотельного эксперимента представлены на рис. 5. Процессы низкотемпературного окисления могут вызвать образование различных газов в пористой структуре вещества строительного материала.

Образовавшиеся газообразные продукты реакции будут мигрировать в сторону меньшей концентрации, будет происходить выделение вредных газов в помещение в режиме диффузии. Объем ¡-го газа поступающего в помещение из строительного материала через единичную площадь поверхности его контакта с воздухом, в соответствии с законом Фика определяется по формуле:

а

(хд) = 0,707 КГк |с(х,т)ехр[-К(1-т)] сК.

(24)

о

где D¡ — эффективный коэффициент диффузии ¡-го газа в строительном материале.

г

А 1.5

I

-с

о

£ 1

.-I

,-Т0 .5 О

О 0.2 0.4 0.6 0.0 1

1:73600 ->

Рис. 5. Графики динамики концентрации кислорода в слое пористого сорбирующего материала на глубине 1 см при £*= НУ4 1/с при х. м-'/сравном: 1-10'7; 2-5-НГ7; 3-Ю'6; 4-5-10'6;

5-10'*; 6-5-10'5; 7-1СГ4; 8-5-1 (Г4;

Зависимость (25) была использована для вычислительного эксперимента, результаты которого свидетельствует о том, что теоретическая динамика поля концентраций 1-го газа в слое пористого сорбирующего материала может быть представлена в виде монотонно убывающих кривых, стремящихся с течением времени к стационарному распределению. Расчетные значения средней теоретической скорости газовыделения с поверхности строительного изделия пропорциональны корню квадратному от времени процесса газообмена.

Решение задачи интегральной газовой динамики позволило записать изменение концентрации кислорода в обслуживаемой зоне в следующем виде: Ск(0 = Св(Ь„р + 8сА)'Чир + 5СА ехр[-(Ь1ф + 8СА)УЛ]},

где Ьцр - количество

приточного воздуха, обеспечивающее нормативное содержание кислорода в воздухе обслуживаемой зоны; - суммарная площадь контакта строительных материалов пористой структуры с воздухом; А — коэффициент, характеризующий скорость поглощения кислорода.

Вид этой зависимости показывает, что для этой функции существует ненулевая асимптота, то есть можно записать, Ск_ = НтСк =Св(Ьпр+ 3САГ'.

Разумеется, что стационарное состояние должно обеспечить выполнение

_ р

следующего равенства: С =Ск~- Тогда расчетная формула для определения производительности приточной системы будет иметь вид:

3600 ЗА С\

. _ __с_

"р ~ с -Ср ^^

-в ^ о

Сравнение расчетных значений кратностей воздухообмена с нормативными кратностями показывает, что фактор поглощения кислорода в ряде случаев является превалирующим.

Решение уравнения газового баланса позволило представить динамику концентрации ¡-го С; в следующем виде:

(с,-с,0)упк;4=^и^и (27)

г*;

где В;= 2,257 ш ; к, — ЬГф /У„ — кратность воздухообмена по ¡-му газу, выделяющемуся в помещение; D¡ и - коэффициент диффузии и интенсивность выделения 1-го газа.

Так как длительность химической реакции будет равна некоторому значению Тх р, то в практических расчетах необходимо рассматривать значение *(Т*р). Следовательно, можно рассчитать кратность воздухообмена, по притоку используя соотношение (27). Расчетная формула для определения кратности воздухообмена по притоку, обеспечивающему предельно допустимую концентрацию по ¡-му газу, имеет вид:

_ГУ.(пдк,-С,в)1>'

! — Ь

(28)

Результаты расчета кратности воздухообмена по притоку для различных помещений по фактору выделения газов возможных химических реакций в строительных материалах показали, что кратности воздухообмена по этому фактору составляют 1,5 ... 4,1. Сравнение расчетных значений кратностей воздухообмена с нормативными кратностями показывает, что фактор возможных газовыделений может быть определяющим.

Тепломассообменный процесс в типовом помещении АБК надшахтных зданий в холодный период года обусловлен, прежде всего, работой воздушно-отопительной системы (если таковая имеется), системы водяного отопления и вентиляционных систем, а также инфильтрацией и тепловыми потерями через наружные ограждения. Полагая, что массообменные процессы в

рассматриваемом помещении протекают достаточно быстро и в пределах интересующих нас интервалов времени наблюдается сравнительно равномерное распределение плотности воздуха и его температуры, можно рассмотреть уравнение теплового баланса исследуемого объема. Очевидно, за время dt в помещении объемом £2ш.м температура воздуха изменится на величину dT. Эти изменения обусловлены действием источников теплопоступлений и теп-лопотерь. Таким образом, формально балансовое соотношение количеств тепла можно записать в следующем виде:

J'T

£2рс— = ос—РТ, (29)

dt

К XT Ч A.S

« = Чаю + - LHwfrTH - LnTn) + ^»р*; (J = —^ + KL., (30)

T*H 5 5

где p, с - плотность и удельная теплоемкость воздуха в помещении; qCBO -тепловая производительность системы водяного отопления; L| и Т| — производительность воздушно-отопительной системы в объемных единицах и температура воздуха, поступающего из воздушно-отопительной системы; Твг, — нормативная температура воздуха в помещении; ЬИЯф — расход инфильтра-ционного воздуха в объемных единицах; L„ - расход приточного воздуха в объемных единицах; Т„ — температура приточного воздуха; Т„ - температура наружного воздуха (расчетные параметры категории А); X - теплопроводность строительного материала наружного ограждения; 5 - толщина наружного ограждения; SH(; — площадь наружного ограждения.

Уравнение (30) описывает динамику средней температуры внутреннего воздуха в помещении. Уравнение проинтегрировано для начального условия, при котором Т(0) = Т0—const. Решение уравнения (30) имеет вид:

T(t) = ocp (а|3 -1- То)- exp[-pt(Qpcy1]. (31)

Результаты вычислительного эксперимента, полученные с использованием этой формулы, показывают, что функция T(t) имеет асимптоту при t —> со. При этом возможны три ситуации: Т. > Твн, Т„ < Т,„, Т„ - Тви. Когда Т„ > Тан, то температура внутреннего воздуха не соответствует требуемым нормативам, и поэтому такая ситуация считается нарушением нормативного тепломассообмена. При Т„ < Т,н будет иметь место превышение нормативной температуры и перерасход тепловой энергии.

Условие Т„ = T„ обеспечивает поддержание нормативной температуры, поэтому тепловая производительность системы водяного отопления будет рассчитываться по следующей формуле:

к

Формула (32) учитывает все составляющие теплового и воздушного балансов помещения, а также расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Тепловая производительность, рассчитанная по формуле (29), будет представлять собой оптимальную величину, так как при этом учитываются все ограничения, накладываемые действующими нормативами.

В результате обобщения технических решений, изученных в процессе исследований тепло-влажпостного режима, разработана система воздушного отопления блока помещений (рис.6). Для дальнейших преобразований системы, представления и анализа графической и тематической информации используется географическая информационная система Maplnfo, реализованная в среде Windows, являющаяся наиболее предпочтительной системой графического отображения теплофизической и конструктивной информации на картах-схемах административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Определена экономическая эффективность от использования системы воздушного отопления составляющая 14,55 Вт/м3 помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Рис.6. Схема воздушного отопления помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных комплексных экспериментальных и теоретических исследований усовершенствованы методики расчета воздухообмена подземных камер и помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и разработана эффективная система вентиляции помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Основные научные и практические результаты и выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработаны методические положения расчета количества воздуха, необходимого для проветривания подземных камер различного назначения в шахтах Подмосковного угольного бассейна. При этом доказано, что расчет . необходимо проводить также и по углекислому газу и радону, а для периодов экстренных газовыделений, вызванных падением барометрического давления, газовая ситуация оценивается по динамике кислорода в воздухе камер.

2. Учет процессов диффузионного переноса углекислого газа позволяет уменьшить расчетное количество воздуха для подземных камер различного назначения на 30 — 40 %. Следовательно, рекомендуемый динамический метод расчета воздуха для проветривания подземных камер различного назначения, во-первых, повышает адекватность моделей воздухообмена в горных выработках и, во-вторых, позволяет существенно снизить затраты на вентиляцию основных технологических объектов шахты.

3. Доказано, что в строительные материалы поглощают кислород, а по-ровыс каналы в строительных материалах и изделиях могут являться транспортными объемами при диффузионном переносе газов, так как их размеры приблизительно имеют тот же порядок, что и средние значения длин свободного пробега молекул. Следовательно, возможны как кнудсеновская, так и фольмеровская виды диффузии.

4. Предложена система уравнений, описывающая процесс поглощения кислорода из воздуха в помещениях поверхностями стен из материалов с микропористой структурой, представляющая собой уравнение параболического типа для концентрации свободного кислорода и уравнение кинетики низкотемпературного окисления материала.

5. Исследовано взаимодействие кислорода с веществом строительного материала и установлено, что константа скорости сорбции кислорода веществом строительного материала изменяется в пределах от 0,17-Ю"4 до 0,3-Ю"4 1/с в зависимости от температуры. С ростом температуры константа скорости сорбции кислорода веществом строительного материала увеличивается.

6. Усовершенствована методика расчета воздухообмена в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий. При этом обоснованы расчетные зависимости определения количества приточного воздуха по фактору поглощения кислорода пористым строительным материалом, контактирующим с воздухом, и по фактору выделения газообразных продук-

тов возможных химических реакций в строительных материалах конструкций.

7. Установлено, что расчетные значения кратностей воздухообмена по фактору поглощения кислорода составляют 1,5 ... 5,2, а по фактору выделения газообразных продуктов возможных химических реакций — 1,5 ... 4,1 и в ряде случаев данные факторы являются превалирующими.

8. Доказано, что массообменные процессы в рассматриваемом помещении протекают достаточно быстро, и в пределах интересующих нас интервалов времени, наблюдается сравнительно равномерное распределение плотности воздуха и его температуры, что позволяет рассмотреть уравнение теплового баланса исследуемого объема в интегральной форме.

9. Разработана математическая модель теплопотерь в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и комплекс программных средств на базе современного математического обеспечения для расчета потерь тепла в холодный период и определения оптимальной производительности системы отопления, проведены вычислительные эксперименты.

10. Разработана и внедрена рециркуляционная система воздушного отопления для блока помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий. Удельная экономия электроэнергии составляет 14,55 Вт в расчете на 1 м5 объема проветриваемого помещения.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы опубликованы в следующих статьях:

1. Качурин Н.М. и др. /Моделирование энерго-экологичсских процессов/ Н.М. Качурин, С.Л. Солодков, И .И. Агеев, Д.Ю Титов // Известия Тул-ГУ. Серия «Экономические и социально-экологические проблемы природопользования». Вып. I. Москва-Тула, 2000.

2. Качурин Н.М. и др. / Геоинформационные технологии в решении инженерных задач / Н.М. Качурин, В.П. Абрамов, Д.Ю, Титов, Н,С. Писемская // Сборник статей «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем». Москва-Тула 2001.

3. Качурин Н.М. и др./ Опыт комплексного решения проблем энергосбережения и обеспечение экологической безопасности в строительстве / Н.М. Качурин, С.Н. Иноземцева, Агеев И.И., Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности ». Вып. 6. Москва-Тула, 2003.

4. Качурин Н.М. и др. / Понятие «система» при оценке эффективности деятельности организаций строительного профиля / Н.М. Качурин. С.Н. Иноземцева, И.И. Агеев, Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности ». Вып. 6. Москва-Тула, 2003.

5. Скворцов A.A. / Коитроллинг-важный аспект в эффективном функционировании экономически-развитого предприятии/ A.A. Скворцов, С.А.

Волкова, Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». Вып. 7. Москва-Тула 2004.

6. Титов ДЛО. / Методика расчета воздухообмена по факту поглощения кислорода в веществе строительных материалов / Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Вып. 3. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005.

7. Стась Г.В. и др. / Закономерности пространственного распределения радона в пределах Тульской области/ Г.В. Стась. Д.Ю. Титов // Известия вузов. Горный журнал. Вып. I. Екатеринбург, 2005,

8. Стась Г.В. и др / Выделение радона из шахтных подземных вод / Г.В. Стась, Д.Ю. Титов К Известия вузов. Горный журнал. Вып. 2. Екатеринбург, 2005.

9. Стась Г.В. и др / Выделение радона из угольных пластов и вмещающих пород / Г.В. Стась, Д.Ю. Титов // Известия вузов. Горный журнал. Вып. 3. Екатеринбург, 2005.

10. Титов Д.Ю. /Применение геоинформационных систем для организации воздухообмена помещений надшахтных зданий / Д.Ю. Титов Я Известия ТулГУ. Серия «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Выпуск 3. Тула, Изд-во ТулГУ, 2005.

11. Титов Д.Ю. / Методика расчета воздухообмена в подземных камерах по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе строительных материалов / Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». Вып. 8. Москва-Тула 2006.

12. Титов Д.Ю. /Организация воздухообмена и обеспечение нормативного тепло-влажностного режима помещений/ Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Вып. 8 . Москва-Тула 2006.

13. Левкин Н.Д. и др. / Радон в поверхностных и подземных водах Тульской области / Н.Д. Левкин, Г.В. Стась, Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». Вып. 8. Тула, 2006.

14. Левкин Н.Д. и др. / Уран - источник появления радона в породо-угольном массиве / Н.Д. Левкин, Г.В. Стась, Д.Ю. Титов // Известия ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности» Вып. 8. Тула, 2006.

,зд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная.

Усл. печ. п./,Х Уч.-изд. л. /, / Тираж ¡00 экз. Заказ

Тульский государственный университет.

300600, г. Тула, просп. Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Выделение углекислого газа.

1.2. Поглощение кислорода.

1.3.Выделение газов при низком избыточном давлении.

1 АТеоретические и практические результаты исследования газообильности уголь- ^ ных шахт.

ВЫВОДЫ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОСТАВ ВОЗДУХА ОБСЛУЖИВАЕМОЙ ЗОНЫ

ПОМЕЩЕНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ.

2.1.Обоснование выбора Тульской области в качестве экспериментального полиго

2.2. Возможные химические реакции и структурные особенности строительных ма- ^ териалов, влияющие на газообмен в помещениях.

2.3. Исследование газообильности шахт Подмосковного угольного бассейна.

2.4. Лабораторные исследования поглощения кислорода веществом строительных ^ материалов.

ВЫВОДЫ.

3. ГАЗООБМЕН В ПОДЗЕМНЫХ КАМЕРАХ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯМ РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА, НЕОБХОДИМОГОДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ КА

3.1. Динамика концентрации газовых примесей в воздухе подземных камер при по- ^ стоянном атмосферном давлении.

3.2. Математическая модель процесса вытеснения кислорода из атмосферы подземных камер в периоды снижения атмосферного давления воздуха.

3.3. Математическая модель динамики концентрации кислорода в атмосфере под- ^ земной камеры, примыкающей к выработанному пространству.

3.4. Выделения радона в воздух подземных камер и перенос вентиляционной стру- ^ ей.

3.5. Расчет количества воздуха для проветривания подземных камер различного ^ назначения.

ВЫВОДЫ.

4.ГАЗООБМЕН ВНЕШНИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ВОЗДУХОМ ПОМЕЩЕНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ.

4.1.Взаимодействие кислорода с веществом строительных материалов.

4.2.Математическое моделирование поглощения кислорода поверхностью стен из | j 9 пористого сорбирующего материала.

4.3. Выделение газообразных продуктов низкотемпературного окисления вещества ^ строительных материалов в воздух помещений.

4.4 Математическое моделирование поглощения кислорода слоем отделочного ма- ^ териала.

4.5. Оценка потерь тепла в холодный период года и расчет производительности системы отопления.

ВЫВОДЫ.

5. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯБЕЗОПАСНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ КАМЕР И ПОМЕЩЕНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ ШАХТ ПОДМОСКОВНОГО БАССЕЙНА ПО АЭРОЛОГИЧЕСКОМУ ФАКТОРУ.

5.1. Алгоритм расчета воздухообмена для подземных камер различного назначе- ^ ния.

5.2. Расчет воздухообмена в помещениях надшахтных зданий по фактору погло- ^ щения кислорода.

5.3. Расчет воздухообмена по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе строительных материалов и изделий в помещениях 153 надшахтных зданий.

5.4. Алгоритм расчета воздухообмена для помещений административно-бытовых ^ комплексов надшахтных зданий.

Актуальность. Статистические данные за последние 10 лет по Подмосковному бассейну свидетельствуют об устойчивом снижении объемов добычи угля. Однако, хотя добыча угля в Подмосковном бассейне и составляет менее 1 млн т в год, фактический спрос на него (3-7 млн т в год) можно удовлетворить только за счет модернизации действующих и ввода в эксплуатацию новых предприятий.

Подземные камеры и помещения административно-бытовых комплексов надшахтных зданий разнятся по своему месторасположению, назначению и степени комфорта. Все они ограничены в пространстве либо угольными пластами, либо ограждающими конструкциями, отделанными различными строительными материалами.

Результаты исследований диффузионного переноса газов в пористых сорбирующих средах, выполненных Э.М. Соколовым, М.Б. Суллой, Е.И. Захаровым и др., показывают, что и уголь, и основная масса строительных материалов будут взаимодействовать с кислородом воздуха. Исследование причин и механизмов поглощения кислорода и выделения газов угольным веществом и веществом строительных и отделочных материалов показывает, что кислородопоглощение является непрерывным процессом, которым нельзя пренебречь ни на одном этапе функционирования шахты, и что в определенных условиях возможно образование газовых вредностей в строительных материалах и изделиях. При этом такие ситуации возможны как для материалов, полученных из отходов, так и для строительных изделий из традиционных (природных) материалов, которые принято считать безопасными по газовому фактору.

Практика проектирования и эксплуатации систем вентиляции подземных камер и помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий показывает, что до настоящего времени не прогнозируют возможные

Ш изменения газового состава в помещениях, обусловленные газообменом воздуха с веществом материалов стен.

Действующие нормативные документы, регламентируя концентрацию кислорода в подземных камерах шахт и в обслуживаемой зоне помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий, не содержат методических указаний для прогноза интенсивности поглощения кислорода и выделения продуктов низкотемпературного окисления.

Поэтому необходимо совершенствовать исследование экологической Ф безопасности помещений, где будут использоваться те или иные материалы и строительные изделия. При этом разработка мероприятий по защите среды обитания людей от вредных воздействий является обязательной. Такой подход к проблеме позволит обеспечить надежную защиту воздушной среды помещений средствами вентиляции за счет адекватной оценки изменений газового состава воздуха в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камерах различного типа. Следовательно, тема диссертационной работы актуальна.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематических планов МНТП «Прогноз» и федеральной целевой программы «Интеграция», ц Целью работы является совершенствование методики расчета воздухообмена в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и в подземных камерах различного назначения.

Идея работы заключается в том, что методика расчета воздухообмена для подземных камер и помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий основывается на результатах математического моделирования диффузионного газообмена воздуха с источниками газовыделения и теплообмена, обусловленного инфильтрацией, позволивших обосновать параметры рециркуляционной системы воздушного отопления для блока административных помещений. ^ Основные научные положения, сформулированные в работе, сводятся к следующему:

1. Полученные зависимости, используемые при определении количества воздуха, необходимого для проветривания подземных камер различного типа, учитывают процессы диффузионного переноса газа.

2. Удельная активность воздуха по радону в подземной камере зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха и коэффициента турбулентной диффузии.

3. Для оценки состава возможных выделений газовых вредностей в воздух помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий целесообразно рассматривать схемы химических реакций в строительных материалах.

4. Система уравнений, описывающая процесс поглощения кислорода из воздуха помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа поверхностями стен из материалов с микропористой структурой, представляет собой уравнение параболического типа для концентрации свободного кислорода и уравнение кинетики низкотемпературного окисления материала.

Новизна основных научных и практических результатов заключается в следующем:

- предложены математические модели для прогноза динамики газового состава воздуха обслуживаемой зоны помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа с учетом поглощения кислорода и возможного выделения газовых вредностей, обусловленного химическими реакциями в веществе строительных материалов;

- усовершенствована методика расчета количества воздуха для помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа;

- получены аналитические закономерности тепломассопереноса в помещении в холодный период года, отличающиеся тем, что динамика температуры в наружных ограждениях и величина потерь тепла описываются с учетом стохастических закономерностей локального изменения метеорологических факторов;

- разработана схема вентиляции, снижающая теплопотери в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Практическая значимость работы заключается в том, что предложенная методика расчета количества воздуха для помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий и подземных камер различного типа позволяет обеспечить надежную защиту воздушной среды и повысить безопасность условий труда.

Установленные закономерности тепломассопереноса в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий повышают достоверность прогноза теплопотерь и дают возможность предварительного анализа температурных ситуаций.

Разработана рециркуляционная система воздушного отопления блока помещений административно-бытовых комплексов надшахтных зданий.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: удовлетворительной сходимостью результатов прогноза с фактическими данными (отклонения не превышают 20%) и большим объемом вычислительных экспериментов; значительным объемом базы данных по натурным наблюдениям, а также по результатам анализа метеорологических параметров.

Реализация работы. Установленные и уточненные закономерности газообмена в подземных камерах различного типа и помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий позволили усовершенствовать существующую методику расчета воздухообмена и разработать алгоритмы расчета воздухообмена. Разработанные методические положения прогноза газовыделений и предложенная методика расчета воздухообмена, а также установленные закономерности тепломассопереноса в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий внедрены в ОАО «Мосбассуголь» и Подмосковном региональном отделении академии горных наук. Основные научные и практические результаты были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды и кафедры энергетических и санитарно-технических систем и оборудования ТулГУ (г. Тула, 1999-2005 гг.); ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 1999-2004 гг.); 2-й Международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства» (г. Тула, 1998 г.); 1-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2003 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 статей.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из 5 глав, изложенных на 198 страницах машинописного текста, содержит 45 иллюстраций, 7 таблиц, список литературы из 220 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук, проф. Э.М. Соколову за методическую помощь и поддержку при проведении научных исследований, а также всем преподавателям и сотрудникам кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды за большую организационную и методическую помощь. Автор выражает глубокую благодарность Ю.С. Паршину (Тульское отделение Роскомгидромета) за предоставленную информацию.

Выводы

1. Взаимодействие кислорода с веществом строительных материалов представляет собой многостадийную, гетерогенную реакцию, которую условно можно разделить на несколько стадий.

2. Перенос кислорода к реагирующим поверхностям вещества строительных материалов посредством фольмеровской и кнудсеновской диффузии провоцирует их взаимодействие, сущность которого во многом зависит от структуры строительного материала. Анализ надмолекулярных структур различных строительных материалов, полученных с использованием промышленных отходов, показал, что данная модель является физически обоснованной.

3. Обоснована расчетная зависимость определения воздухообмена по фактору поглощения кислорода пористым строительным материалом, контактирующим с воздухом и установлено, что расчетные значения кратностей воздухообмена по фактору поглощения кислорода в ряде случаев является превалирующим.

4. Обоснована расчетная зависимость определения воздухообмена по фактору выделения газообразных продуктов возможных химических реакций в строительных материалах конструкций, контактирующих с воздухом, и установлено, что расчетные значения кратностей воздухообмена по газовому фактору могут быть определяющими.

5. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что удельный расход энергии на подогрев воздуха в помещениях административно-бытовых комплексов надшахтных зданий составляет от 23,3 Вт/м , а использование рециркуляционной воздушно-отопительной системы 8,75 Вт/м3.

6. Разработан комплекс инженерных решений по внедрению воздушно-отопительной системы корпусов, включающий схему воздухораспределе-ния и схему автоматизации системы воздушного отопления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных комплексных экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности газообмена и потерь тепла в надшахтных зданиях, которые позволили научно обосновать и усовершенствовать методику расчета воздухообмена.

Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем.

1. Анализ результатов вычислительных экспериментов показывает, что при достаточно большом удалении от начала дренажного канала радоновы-деление из подземной воды стремиться к некоторому асимптотическому значению. Радоновыделение из подземных вод зависит от скорости радиоактивного распада, скорости десорбции радона из воды и средней скорости течения воды в дренажном канале.

2. Удельная активность воздуха в тупиковой подземной камере зависит от величины абсолютного радоновыделения, скорости радиоактивного распада радона, средней скорости движения воздуха и коэффициента турбулентной диффузии.

3. Учет процессов диффузионного переноса углекислого газа, позволяет уменьшить расчетное количество воздуха для подземных камер различного назначения на 30 - 40 % . Следовательно, рекомендуемый динамический метод расчета воздуха для проветривания подземных камер различного назначения, во-первых, повышает адекватность моделей воздухообмена в горных выработках, и, во-вторых, позволяет существенно снизить затраты на вентиляцию основных технологических объектов шахты.

4. Разработаны методические положения расчета количества воздуха, необходимого для проветривания подземных камер различного назначения в шахтах Подмосковного угольного бассейна, при этом доказано, что расчет необходимо проводить по углекислому газу и радону, а для периодов экстренных газовыделений, вызванных падением барометрического давления, газовая ситуация оценивается по динамике кислорода в воздухе камер.

5. Доказано, что строительные материалы поглощают кислород, а поро-вые каналы в строительных материалах и изделиях могут являться транспортными объемами при диффузионном переносе газов, так как их размеры приблизительно имеют тот же порядок, что и средние значения длин свободного пробега молекул, следовательно, возможны как кнудсеновская, так и фольмеровская виды диффузии.

6. Предложена система уравнений, описывающая процесс поглощения кислорода из воздуха в помещениях поверхностями стен из материалов с микропористой структурой, представляющая собой уравнение параболического типа для концентрации свободного кислорода и уравнение кинетики низкотемпературного окисления материала.

7. Исследовано взаимодействие кислорода с веществом строительного материала и установлено, что константа скорости сорбции кислорода веществом строительного материала изменяется в пределах от 0,17-10"4 до 0,3-10"4 1/с в зависимости от температуры. С ростом температуры константа скорости сорбции кислорода веществом строительного материала увеличивается.

8. Усовершенствована методика расчета воздухообмена в помещениях административно-бытовых комплексах надшахтных зданий, при этом обоснованы расчетные зависимости определения количества приточного воздуха по фактору поглощения кислорода пористым строительным материалом, контактирующим с воздухом, и по фактору выделения газообразных продуктов возможных химических реакций в строительных материалах конструкций.

9. Установлено, что расчетные значения кратностей воздухообмена по фактору поглощения кислорода составляют 1,5 . 5,2, а по фактору выделения газообразных продуктов возможных химических реакций - 1,5 . 4,1 ив ряде случаев данные факторы являются превалирующими.

10. Доказано, что массообменные процессы в рассматриваемом помещении протекают достаточно быстро, и в пределах интересующих нас интервалов времени, наблюдается сравнительно равномерное распределение плотности воздуха и его температуры, что позволяет рассмотреть уравнение теплового баланса исследуемого объема в интегральной форме.

11. Разработана и внедрена рециркуляционная система воздушного отопления для блока помещений. Удельная экономия электроэнергии составляет 14,55 Вт в расчете на 1 м объема проветриваемого помещения.

1. Агроскин А. А. Физика угля. М.: «Недра», 1965. - 352 с.

2. Алексеев Б.В., Гришин A.M. Физическая газодинамика реагирующих сред. М.: «Высшая школа», 1985. 464 с.

3. Алексеев А.А. Расчет величины экономического ущерба загрязнения окружающей природной среды // Экологический вестник России. 1990. -№6. С.9-11.

4. Алексеев Б.В., Гришин A.M. Физическая газодинамика реагирующих сред. М.: «Высшая школа», 1985. 464 с.

5. Алексеев В.В., Рустамов Н.А. Энергетика и экология // Экология и жизнь. 1997.-№2-3,-С.41-44.

6. Амросьев П.А., Науменко Т.Е., Решетин В.П., Першин И.Г. Применение компьютерной информационно-моделирующей системы риска // Медицина труда и промышленная экология. 2000. №12 - С.36-39.

7. Анализ экономических и экологических систем. Таллинн: Институт экономики АН ЭССР, 1986. - С. 14. -] 79.

8. Ананьев А.И., Федоров А.Ф. Самоучитель Visual Basic 6.0. СПб.: БХВ -Санкт-Петербург, 2000. - 624 с.:ил.

9. Ю.Анохин Ю.А., Остромогильский А.Х. Математическое моделирование и мониторинг окружающей среды. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1978. - 50 с.

10. Арсеньев Ю.Д. инженерно-экономические расчеты в обобщенных переменных. М.: - Высшая школа. -1979. - 215 с.

11. Айруни А.Т. Теория и практика борьбы с рудничными газами на больших глубинах. М.: «Недра», 1981. 335 с.

12. Базара М, Шетти К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы.-М.: Мир, 1982.- 584 с.

13. Н.Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISTICA статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998, - 608 с.

14. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Наука, 1987.- 598 с.

15. Беляев В.И. Управление природной средой. Киев: Наукова думка, 1973. - 128 с.

16. Бент О.И. Эколого-правовая оценка геологической среды // Экотехноло-гии и ресурсосбережение. 1998. №5. - С.48-50.

17. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. М.: Химия. - 1974. -688 с.

18. Боровиков В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2001. - 656 е.: ил.

19. Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISTICA статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998, - 608 с.

20. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. Издание 2-е, стереотипное М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. - 608 с.

21. Будак Б.М., Самарский А.А., Тихонов А.Н. Сборник задач по математической физике. М.: Наука, 1972. - 688 с.

22. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. - 399 с.

23. Быков J1.H., Климанов А.Д., Соколов Э.М., Сулла М.Б. Изыскание эффективных способов борьбы с газованием шахт Подмосковного бассей-на//Отчет о НИР /ТГИ. Тула. - 1963. - 135 с.

24. Быков JI.H. О прогнозе газообильности (по С02) и борьбе с газами в шахтах Подмосковного бассейна.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 164-171.

25. Быков Л.Н., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Оценка и прогноз пожарной опасности шахт Подмосковного бассейна // Известия вузов. Горный жур-нал.-1968-№ 8.-С. 62-64.

26. Быков Л.Н., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Определение газопроницаемости угольных целиков // Известия вузов. Горный журнал.-1966.-№ 11.-С.48-51.

27. Быков Л.Н., Левин Е.М., Соколов Э.М. Прогноз углекислотовыделения из выработанных пространств в условиях шахт Восточного Донбасса // Техника безопасности, охраны труда и горноспасательное дело.-1967.-№ 6.-С.20-23.

28. Быков Л.Н., Климанов А.Д., Соколов Э.М., Сулла М.Б. Методика подсчета количества воздуха для шахт //ТулПИ. Тула, 1965.-С.35-43.

29. Бэр Г.Д. Техническая термодинамика. М.: - Мир. 1977. - 520 с.

30. Васильев В.И., Коноваленко В.В., Горелов Ю.Н. Имитационное управление неопределенными объектами. Киев: Наук. Думка, 1989. - 215 с.

31. Ватель И.А., Ерешко Ф.И. Математика конфликта и сотрудничества. М.: Знание, 1973.- 64 с.

32. Введение в нелинейное программирование. М.: Наука, 1985. - 264 с.

33. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: «Высшая школа», 1998 576 с.

34. Владимиров B.C. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1976. -528 с.

35. Воронин В.Н. Основы рудничной аэрогазодинамики. Л.: Углетехиздат, 1951.-491 с.

36. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР. Гл. редактор Кравцов А.И. Том 3. Генезис и закономерности распределения природных газов угольных бассейнов и месторождений СССР. М.: «Недра», 1980.- 218 с.

37. Гаврилов Е.И., Егоров С.С., Косинский Г.Е. Метеорологическое обеспечение прогноза долгопериодного загрязнения атмосферного воздуха выбросами тепловых электростанций // Энергетическое строительство. 1994. №3. - С.39-43.

38. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды // Изв. АН СССР. сер. географ. 1975. №3. - С. 13-25.

39. Гивишвили Г.В., Сергеенко Н.П., Лещенко Л.Н. Климат верхней атмосферы меняется // Вестник РАН. 2000. - № 10. - С.929-934.

40. Гинзбург И.П. Теория сопротивления и теплопередачи. Л.: - ЛГУ. -1970.-376 с.

41. Гирусов Э.В. и др. Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов/ Под ред. проф. Э.В.Гирусова; Предисловие д.э.н. Председателя Госкомэкологии РФ В.И.Данилова-Данильяна. М.: Закон и право; ЮНИТИ, 1998.-455с.

42. Глазырина И.П., Глазырин В.В. Экологический долг и информационная поддержка процедуры принятия решений // Экономика и математические методы. 2000. Т.36. - №1. - С.47-54.

43. Голубчиков С. Москва: экологический кризис сопутствует финансовому // Энергия. 1999. №2. - С.58-59.

44. Гурман В.И., Кульбака Н.Э., Рюмина Е.В. Опыт социо-эколого-экономического моделирования развития региона // Экономика и математические методы. 1999. Т.35. - №35. - С.69-79.

45. Гусев А.А. Методологические основы моделирования управления качеством окружающей среды (на примере охраны воздушного бассейна): Автореферат на соискание ученой степени д-ра экон. наук. М, 1981. - 26 с.

46. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов теп-ломассопереноса. М.: - Высшая школа. -1974. - 328 с.

47. Гухман А.А., Зайцев А.А. Обобщенный анализ. -М.: Факториал. - 1998. -320 с.

48. Данилов-Данильян В.И. Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения // Экос-информ. 2000. №2. - С.32-35.

49. Данилов-Данильян В.И. К новому этапу развития экономической науки -экологической экономике // Экос-информ. 1999. №5. - С.40-45.

50. Доклад о состоянии окружающей природной среды Тульской области в 1996 году. Тула, 1997г.

51. Донченко В.К. Экометрия: системно-аналитический метод эколого-экономической оценки и прогнозирования потенциальной опасности техногенных воздействий на природную среду // Инженерная экология. 1996. -№3.-С. 45-61.

52. Дополнение к "Руководству по проектированию вентиляции угольных шахт".- М.: Недра, 1981. 79 с.

53. Дэвис С.Дж. Статистический анализ данных в геологии: Пер. с англ. В 2-хкн.-М.: Недра, 1990.

54. Жуковский B.C. Основы теории теплопередачи. Л.: Энергия, 1969, 442 с.56.3аблоцкий П. О влиянии климата на здоровье человека // Экология ижизнь. 2001. -№1.-С.54-55.

55. Израэль Ю.А. Концепция мониторинга состояния биосферы // Мониторинг состояния окружающей природной среды. Л., 1977. С10-25.

56. Израэль Ю.А. Проблемы всестороннего анализа окружающей среды и принципы комплексного мониторинга // Всесторонний анализ окружающей природной среды. Труды V Советско-американского симпозиума. JL: Гидрометеоиздат, 1988. С.16-25.

57. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. JL: Гидрометеоиздат, 1979.

58. Израэль Ю.А., Филиппова Л.М., Инсаров Г.Э., Семевский Ф.Н., Семенов С.М. К проблемам оценки и прогноза изменений состояния экосистем // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. Т.7. - 290с.

59. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем / А.В.Лапко, Н.В.Цугленок, Г.И.Цугленок. Новосибирск: Наука. Сибирская издат. фирма РАН, 1999. - 190с.

60. Интрилигатор М. Математические методы оптимизации и экономическая теория. М.: Прогресс, 1975. - 564 с.

61. Информационный отчет по массовым поискам урана на территории Тульской области за 1960 г. Куренко Е.Я.

62. Капитонов Ю.Т., Павлов И.В. Об адсорбции радона на активированном угле // Изв.вузов. Горный журнал. 1967. - №7. - С.118-125.

63. Капитонов Ю.Т., Сердюкова А.С. К расчету количества воздуха, необходимого для проветривания горных выработок урановых рудников//Изв. вузов. Горный журнал. 1962. - №6. - С.112-120.

64. Качурин Н.М. Прогноз газовыделений и газовых ситуаций в угольных шахтах./Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Тула. 1991. - 43 с.

65. Качурин Н.М., Шилов Н.Г., Белобрагин Ю.Я., Панферова И.В., Бакунин Е.И. Научные основы управления газовыделением и проветриванием углекислотообильных шахт //Отчет о НИР № 05-79./ТПИ. Тула. - 1985. -47 с.

66. Качурин Н.М. Исследования аварийности на предприятиях угольной промышленности и разработка теоретических основ прогноза вероятности возникновения аварий в угольной промышленности //Отчет по теме 12.24.1. ТулПИ.-Тула.-1992.-183с.

67. Качурин Н.М., Ковалев Р.А. Физическая модель и математическое описание поглощения кислорода из шахтного воздуха //Подземная разработка тонких и средней мощности пластов. Сборник научных трудов/ ТулГТУ.-Тула,1993.-С.83-86.

68. Качурин Н.М., Ковалев Р.А. Прогноз поглощения кислорода в угольных шахтах Подмосковного бассейна//У1 Всероссийская научно-методическая конференция "Безопасность жизнедеятельности человека": Сб. ст./МАНЭБ. -С. -П., 1994.-С.53-54.

69. Климанов А.Д., Соколов Э.М., Рыжикова Н.Г., Круль Л.А., Симанкин А.Ф., Шилов Н.Г. Борьба с газованием шахт Подмосковного бассей-на.//Отчет по теме 170-а. Тула, 1973. 144 с.

70. Климанов А.Д., Захаров Е.И., Соколов Э.М. Анализ состояния вентиляции шахт//Углекислотообильность шахт: Тульский политехнический институт. Тула, 1973. - С. 14-50.

71. Кобышева Н.В. Косвенные расчеты климатических характеристик//.)!: Гидрометеоиздат, 1971, 191 с.

72. Ковалев Р.А. Особенности газообмена в шахтах Подмосковного бассейна// Депонировано в ВНИИТИ. Per. N696-B95.

73. Ковалев Ю.М., Кузнецов С.В. Фильтрация газа в разрабатываемом угольном пласте при диффузионном процессе десорбции.// ФТПРПИ, № 6, с 74 -77.

74. Коварский Д.И. Физико-химические характеристики рудничной атмосферы в шахтах Подмосковного буроугольного бассейна // Безопасность труда в горной промышленности.-1933.-№ 7.-С. 17-20.

75. Коновалов А.Н. Задачи фильтрации многофазной несжимаемой жидкости. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. - 166 с.

76. Кригман Р.Н. Определение газопроницаемости призабойной зоны угольного пласта // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. ЦНИЭИуголь.-М.-1976.-С.8-9.

77. Кузнецов А.А. Оценка газовой ситуации и повышение эффективности проветривания протяженных подготовительных выработок шахт Подмосковного бассейна. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тула, 1983. - 216 с.

78. Кузнецов С.В., Кригман Р.Н. Природная проницаемость угольных пластов и методы ее определения. М.: Наука 1978. 122 с.

79. Кобышева Н.В. Косвенные расчеты климатических характеристик//!!.: Гидрометеоиздат, 1971, 191 с.

80. Кондратьев К.Я., Данилов-Данильян В.И., Донченко В.К., Лосев К.С. Экология и политика. С.-Петербург. - 1993. - 285 с.

81. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Основные дифференциальные уравнения математической физики. М. - 1962. - 767 с.

82. Краснянский Г. Л. Экономические аспекты развития топливно-энергетического комплекса России. М.: Издательство Академии горных наук, 2000,- 128 с.: ил.

83. Кузьмин В.И., Гракин А.И. Основы моделирования систем. М.: МИРЭ. - 1986.-204 с.

84. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск. - Наука. -1970.-660 с.

85. Лапко А.В. Имитационные модели неопределенных систем. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1993. - 153 с.

86. Лидин Г.Д. Газообильность каменноугольных шахт Северо-западной части Донецкого бассейна М.: Наука, 1989. - 224 с.

87. Лидин Г.Д. Вопросы газоносности угольных пластов и прогноза мета-нообильности шахт.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 3-25.

88. Лидин Г.Д., Матвиенко Н.Г. О содержании кислорода в рудничном воздухе // Уголь. 1979. - № 9.

89. Лидин Г.Д., Петросян А.Э. Расчет проветривания выработок по их га-зообильности.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 151 - 160.

90. Лойцянский Л.Г. Механика жидкостей и газов. М.: - Наука. - 1987. -840 с.

91. Лидин Г.Д. Газообильность каменноугольных шахт СССР. М.: Изд-во А.Н.СССР, 1953.- 544 с.

92. Лотов А.В. Введение в экономико-математическое моделирование. -М.: Наука, 1984,- 392 с.

93. Лурье А.И. Операционное исчисление в приложениях к задачам механики. М.: - ОНТИ. - 1938. - 222 с.

94. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: - Высшая школа. -1967. -600 с.

95. Лыков А.В. Тепломассобмен: Справочник. М.: - Энергия. - 1978.480 с.

96. Лейбензон Л.С. Собрание трудов, т.2. Подземная гидрогазодинамика. -М.: Изд-во А.Н.СССР, 1953. 544 с.

97. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на фортране// М.: «Мир», 1977 584 с.

98. Маркович Э.С. Курс высшей математики с элементами теории вероятностей и математической статистики. Изд. 2-е, перераб. И доп. Учеб. Пособие для вузов. М., «Высш. Школа», 1972. 480 с.

99. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме охраны окружающей среды. М.: Наука, 1982. - 320 с.

100. Месарович М.Д., Такахара Я. Общая теория систем: Математические основы. М: Мир, 1978. - 131 с.

101. Модели управления природными ресурсами. М.: Наука, 1981. - 264 с.

102. Модели управления эколого-экономическими системами/ А.Б. Горст-ко, Ю.А. Домбровский, Ф.А.Сурков; Отв. ред. А.Д.Базыкин. М.:Наука, 1984,- 117с.

103. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981,- 488 с.

104. Моисеев Н.Н. Простейшие математические модели экономического прогнозирования. М.: Знание, 1975. 120 с.

105. Моисеев Н.Н. Современный рационализм. МГВП КОКС - 1995. - 376 с.

106. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990.- 352 с.

107. Моисеев Н.Н. Экология человечества глазами математика. М.: Молодая гвардия, 1988.- 254 с.

108. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко A.M. Человек и биосфера. Опыт системного анализа и эксперименты с моделями. М.: Наука, 1985. - 272 с.

109. Моисеев Н.Н., Свирежев Ю.М. Методы системного анализа в проблеме "человек-биосфера" // Имитационное моделирование и экология. М.: Наука, 1975. - С. 10-17.

110. Мохова А.А., Петросян Е.А. Экспериментальное определение зависимости давления газа от пустотности угля.//Проблемы вентиляции и борьбы с газом и пылью в угольных шахтах./Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского, выпуск 247, 1986, с. 54 - 60.

111. Мучнин Г.Ф., Рубашов И.Б. Методы теории теплообмена. Ч. I Теплопроводность. М.: Высш. Школа, 1970, 287 с.

112. Мясников А.А., Мащенко И.Д., Крикунов Г.Н. Прогноз углекислото-обильности угольных шахт. -М.: Недра, 1974. 200 с.

113. Николаевский В.Н. Механика трещиновато пористых сред. - М.: Недра, 1987.- 241 с.

114. Новиков Ю.И. Инвестиционная политика в России. М.: Государственный университет экономики и финансов. - 1999. - С. 345 - 356.

115. Норкот Д. Принятие инвестиционных решений. М.: Банки и биржи. -1997.-324 с.

116. Олдак П.Г. Сохранение окружающей среды и развитие экономических исследований. Новосибирск: Наука, 1980. - 356 с.

117. Оптимальное управление природно-экономическими системами. М.: Наука, 1980. -296 с.

118. Охрана окружающей среды: Модели управления чистотой природной среды. М.: Экономика, 1977. - 242 с.

119. Оценка бизнеса. / Под ред. А.Г. Грязновой, М.А. Федотовой. М.: Финансы и статистика. - 1998. - 479 с.

120. Павлов С.В., Васильев А.Н., Леонтьев А.В. Геоинформационные технологии как основа интеграции информации для комплексной оценки состояния окружающей среды // Медицина труда и промышленная экология. 1997. №12 - С.25-27.

121. Печук И.М. Прогноз газообильности угольных шахт по методу Мак-НИИ.//Методы определения газоносности пластов и прогноза газообильности шахт. М.: Госгортехиздат 1962, с. 176 - 184.

122. Полубаринова-Кочина П.Я. О неустановившейся фильтрации газа в угольном пласте //Журнальное приложение механики и математики -1955.Т.17.-вып.6,- С. 734 738.

123. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977. - 664 с.

124. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1986. - 447.

125. Постановлениями Правительства Российской Федерации №946 от 08.12.92, №732 от 02.08.93 утверждена федеральная экологическая программа.

126. Построение оптимальных моделей динамики по экспериментальным данным: Учеб. пособие/ В.А.Фатуев; Тул. гос.тех.ун-т. Тула, 1994. -104с.