Физико-техническое обоснование теплового режима горных выработок криолитозоны

Хохолов, Юрий Аркадьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Физико-техническое обоснование теплового режима горных выработок криолитозоны
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Физико-техническое обоснование теплового режима горных выработок криолитозоны"

На правах рукописи УДК 622.45:536.244

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК КРИОЛИТОЗОНЫ

Специальность 25.00.20 - "Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва- 2006

Работа выполнена в Институте горного дела Севера им. НВ.Черского СО РАН и Московском государственном горном университете.

Научный консультант - лауреат Государственной премия, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Гончаров Степан Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шуплик Михаил Николаевич доктор технических наук, профессор Гендлер Семен Григорьевич доктор технических наук Хчеян Георгий Хачатурович

Ведущая организация: Институт мерзлотоведения им. П.И-Мельникова СО РАН.

Защита диссертации состоится 20 апреля 2006 г. в /¿Г | часов на заседании диссертационного совета Д-212.128.05 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский пр., 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направить в адрес университета или по факсу (8 495) 237-31-63

Автореферат разослан « (Ц » марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор Г.М.Крюков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Более 50% территории страны занимает зона вечной 'мерзлоты и именно на Севере находится значительная часть минерально-сырьевых ресурсов. Сегодня из разведанных запасов активной является лишь небольшая часть. Из-за неразвитой инфраструктуры, дороговизны ввозимых материалов, сложности транспортной схемы и т.д., а также крайне жестких климатических условий и наличия толщи многолетнемерзлых горных пород, например, в Якутии разрабатываются только 30% разведанных месторождений золота, 10% углей Ленского бассейна, 20% олова, не ведется добыча железной руды, вольфрама и т.д. Изменить сложившуюся ситуацию можно только в том случае, если будут разработаны высокоэффективные технологии, в основу которых должны быть положены закономерности поведения массивов горных пород при разработке полезных ископаемых. Эта проблема комплексная, и для ее решения необходимо изучение процессов, происходящих в массивах горных пород, с позиций физики, механики, теплофизики и т.д. Динамика теплового режима является одним из основных факторов, оказывающих влияние на поведение горных пород в условиях криолитозоны, и в значительной степени определяет технологию ведения горных работ. Физико-техническое обоснование теплового режима выработок позволит обеспечить эффективное н безопасное ведение горных работ в условиях криолитозоны. Известно, что влагонасыщенные дисперсные горные породы в мерзлом состоянии, сцементированные льдом, по прочностным характери-; с тикам приближаются к скальным породам и могут выдерживать значительные нагрузки, а при положительных температурах их прочность резко падает, что негативно сказывается на устойчивости выработок и безопасности горных работ.

Изучению теплофизических процессов, происходящих в горных выработках, уделяется большое внимание. Исследованию этих процессов посвящены работы Ю.Д.Дядькина, П.Д.Чабана, А.Ф.Зильберборда, Ю.В.Шувалова, С.Г.Гендлера, В.Н.Скубы, Е.А.Ельчанинова, ВЛО.Изахсона, А.Ф.Галкина, В.А.Шерстова, Е.Е.Петрова и др. Однако, известные методики не позволяют решать весь круг задач горной теплофизики для условий криолитозоны. В частности, при расчете систем вентиляции шахт и рудников недостаточно полно учитываются процессы теплообмена воздуха с окружающим горным массивом, тепловые процессы, происходящие при фазовых переходах влаги в горных породах, тепловыделения от различных механизмов, закладочных массивов и т.д. Одними из эффективных способов регулирования теплового режима шахт и рудников являются теплоаккумулирующие выработки (TAB), предназначенные для нагрева (охлаждения) вентиляционного потока. Их применение позволяет снизить затраты на обеспечение требуемого температурного режима и повысить надежность системы кондиционирования воздуха. Вместе с тем недостаточная изученность особенностей формирования теплового режима теплоаккумулирующих выработок и отсутствие обоснованных рекомендаций по их эксплуатации не позволяют использовать TAB в

должной мере.

Разработка ряда месторождений ведется подземным способом с закладкой выработанного пространства, которая позволяет существенно снизить потери и разубоживание. Однако, широкое применение данной технологии на месторождениях, расположенных в криолитозоне, сдерживается дороговизной строительства закладочных комплексов, дефицитом вяжущих материалов, сложностью транспортной схемы, негативным влиянием отрицательных температур на скорость твердения цементного закладочного массива и т.д. На отдельных месторождениях в условиях криодитозоны используется льдопо-родная закладка. Данный способ возведения закладочных массивов отличается низкой стоимостью по сравнению с традиционными технологиями закладки выработанного пространства. Широкое использование данной технологии, далее при наличии соответствующих условий, сдерживается отсутствием научно обоснованных подходов, позволяющих на стадии проектирования выбрать рациональные режимы ведения горных работ.

В связи с вышеизложенным установление закономерностей теплообмена в подземных горных выработках криодитозоны, необходимых для разработки способов регулирования теплового режима и выбора оптимальных технологий ведения горных работ, является актуальной научной проблемой.

Работа выполнена в рамках НИР ИГДС СО РАН «Совершенствование и разработка методов и средств оценки свойств, строения и состояния много-летнемерзлого массива горных пород с учетом происходящих в нем тепловых и механических процессов для модернизации существующих и создания новых нетрадиционных технологий освоения недр Севера» (К® госрегистрации 01.200.115731), проекта 25.2.3 «Особенности деформирования и разрушения геоматериалов в условиях неоднородных температурных и силовых полей», проекта №2-10 «Изыскание рациональных способов регулирования теплового режима шахт и рудников Якутии» республиканской научно-технической программы №2 «Благородные и цветные металлы Якутии» и поддержана грантами РФФИ (проекты №03-05-96083 и №05-08-50083а).

Целью работы является установление закономерностей теплообмена в подземных выработках, позволяющих разработать научно обоснованные рекомендации по управлению тепловыми процессами в горных выработках различного назначения в условиях криолитозоны, применение которых повышает безопасность и эффективность горных работ.

Идея работы заключается в использовании закономерностей теплообмена в горных выработках криолитозоны для управления тепловыми процессами при их эксплуатации.

Для достижения поставленной в диссертации цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать методику совместного решения задач теплообмена и воз-духораспределения в сети подземных горных выработок рудников криолитозоны;

- разработать методику расчета температурного режима теплоаккуму-лирующих выработок;

- разработать методику расчета ореолов протаивания пород вокруг выработок, заполненных твердеющим закладочным массивом, с учетом тепловыделений при гидратации цемента, и оценить тепловое взаимовлияние с соседними выработками;

- определить оптимальные параметры процесса формирования льдопо-родного закладочного массива в горных выработках криолитозоны в зависимости от температурного режима;

- разработать математическую модель теплового взаимодействия подземного сооружения с вмещающими горными породами и оптимизировать на её основе режим эксплуатации подземного холодильника.

Методы исследований - математическое моделирование тепловых процессов в горных выработках и породном массиве с использованием методов вычислительной математики и программирования, численные методы решения задач теплообмена с фазовыми переходами, методы теории графов при решении задачи воздухораспределения в сети выработок, натурные исследования температурного режима подземных сооружений, анализ и обобщение выполненных теоретических и натурных исследований.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна.

1 Разработана математическая модель теплообмена воздушных потоков с окружающими горными породами в выработках с учетом фазовых переходов влаги в породах, новизна которой заключается в учете воздухораспределения в сети выработок, естественной тяги, режима работы вентиляторов, наличия теплоизоляции и тепловой энергии окружающих многолетнемерзлых горных пород, что позволило впервые рассчитать температурный режим и ореолы протаивания во всех выработках сети.

2 Установлены закономерности формирования температурного режима теп-лоаккумулирующих выработок, учитывающие их протяженность, фазовые переходы влаги и свойства горных пород, которые позволили оптимизировать расход воздуха в них при регулировании теплового режима шахт криолитозоны.

3 Установлены закономерности гидратации цемента твердеющего закладочного массива с учетом влияния тепловой энергии криолитозоны, объемов за-. кладочных массивов, размеров охранных целиков и порядка отработки захо-док.

4 Установлены закономерности формирования льдопородной закладки, возводимой способом послойного намораживания, учитывающие тепловое влияние окружающих мерзлых пород, толщину и время замораживания единичного слоя, а также теплофизические характеристики закладочных материалов, которые впервые позволили оптимизировать технологию и ускорить процесс возведения закладочного массива.

5 На основе разработанной математической модели теплообмена воздуха в подземных холодильниках обоснованы оптимальные режимы их зимней хла-дозарядки естественным холодом, позволяющие сократить энергозатраты на эксплуатацию.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и

рекомендаций подтверждаются:

• корректностью математических моделей теплообмена в горных выработках;

• обоснованным применением численных методов решения задач теплообмена с использованием современных средств вычислительной техники;

• удовлетворительным совпадением (абсолютная погрешность не превышала 4°С, относительная до 10%) результатов расчета температуры воздуха в выработках с данными натурных наблюдений (шахты «Централь-ная»(Сангары), «Джебарики-Хая», шахта 43 прииска "Маршальский», руд-пик «Лйхал»);

• положительными результатами применения теплоаккумулирующих выработок в системе кондиционирования воздуха на шахте «Джебарики-Хая».

Научное значение работы состоит:

• в разработке методики совместного решения задач воздухораспределения и температурного режима сети подземных горных выработок рудников криолитозоны, отличающейся от известных тем, что предлагаемая методика учитывает воздухораспределение в сети, величину естественной тяги, режим работы вентиляторов, наличие теплоизоляции выработок и фазовые переходы влаги в окружающих горных породах;

• . в разработке математических моделей, алгоритмов и программ для прогноза и управления тепловыми процессами в выработках при ведении горных работ для условий криолитозоны;

• в определении оптимальных режимов эксплуатации теплоаккумулирующих выработок и подземных холодильников криолитозоны;

• в установлении закономерностей процессов тепломассообмена в вентиляционных скважинах при секционном проветривании круглогодичных россыпных шахт криолитозоны с учетом протаивания пород устьевой части в летний период, что позволило выбрать рациональные режимы вентиляции, исключающие их закупоривание;

• в установлении закономерностей теплообмена наземных льдопородных сооружений (курганного могильника твердых радиоактивных отходов) в криолитозоне с атмосферным воздухом при возведении его способом послойного намораживания.

Практическое значение работы заключается:

• в разработке рекомендаций по регулированию температурного режима и воздухораспределения в сети горных выработок рудников криолитозоны в зависимости от времени года; .-..,■

• в разработке рекомендаций по эксплуатации теплоаккумулирующих выработок (TAB) в условиях криолитозоны, которые вошли составной частью в работу «Рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов (на примере угольных шахт Якутии)»;

• в разработке «Рекомендаций по строительству и эксплуатации подземного холодильника»;

• в разработке «Временных инструктивных указаний по выбору рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах криолитозоны», которые согласованы с Якутским округом Госгортех-надзора России (Якутск, 2004);

• в обосновании рациональной технологии ведения очистных работ с закладкой выработанного пространства на цементной основе;

• в оптимизации технологических параметров послойного намораживания при возведении льдопородной закладки, обеспечивающих безопасность ведения горных работ и ускоряющих сроки отработки месторождения;

• в обосновании технологии послойного намораживания при возведении курганного могильника твердых радиоактивных отходов в криолитозоне.

Практическая ценность и новизна исследований подтверждается также тем, что на их основе получено 2 авторских свидетельства, 6 патентов и I свидетельство на полезную модель, в Государственном фонде алгоритмов и программ зарегистрировано 7 программ для расчета температурного режима горных выработок и массива пород криолитозоны.

Реализация выводов и рекомендаций работы. "Рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов (на примере угольных шахт Якутии)» приняты ПО "Якутуголь" к применению с 1989 г.

Разработанная программа для ПЭВМ "Прогноз тепловых условий в регенеративных и рекуперативных системах кондиционирования рудничного воздуха" используется в практике научных исследований Института технической теплофизики АН Украины и института МакНИИ.

«Рекомендации по регулированию теплового режима шахты «Джебари-ки-Хая» на основе теплоаккумулирующих выработок» переданы шахте и использованы при эксплуатации системы вентиляции с TAB.

«Рекомендации по строительству и эксплуатации подземного холодильника» приняты СВЭС ОАО «Сахаэнерго» к применению.

«Временные инструктивные указания по выбору рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах криолитозоны» приняты к применению в ОАО «Депутатсколово».

мерному мерзлотоведению (г. Якутск, 2002 г.), на VII Международном конгрессе по горной вентиляции (г. Краков, Польша, 2002 г.), на годичной сессии научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2002 г.), на II Республиканской научно-практической конференции по радиационной безопасности (г, Якутск, 2003), на II Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (г. Якутск, 2004 г.), на VIII Международном конгрессе по горной вентиляции (г. Брисбен, Австралия, 2005 г,), на Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозо-ны» (г. Якутск, 2005).

Публикации. Основные результаты исследований отражены в 56 работах, в том числе 1 монографии, 8 авторских свидетельствах и патентах на изобретения, 1 свидетельстве на полезную модель, 18 статьях, опубликованных в научных изданиях, рекомендованных ВАК России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, приложения, 12 таблиц, 82 рисунков, списка литературы из 254 наименований.

Автор выражает благодарность и признательность научному консультанту д.т.н., проф. С.А.Гончарову за ценные консультации и постоянное внимание, д.т.н., проф. М.Д.Новопашину, д.т.н., проф. В.А.Шерстову, д.т.н., проф. С.А.Батугину, д.т.н. А.С.Курилко, к.т.н. В.В.Киселеву, а также коллективу кафедры «Физика горных пород и процессов» МГТУ за поддержку и методическую помощь в подготовке диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе, носящей обзорный характер, рассмотрено современное состояние проблемы регулирования теплового режима шахт, рудников и подземных сооружений криолитозоны.

Регулирование теплового режима шахт и рудников криолитозоны энергетическими способами требует больших материальных и эксплуатационных затрат. В последнее время в связи с постоянным удорожанием энергоносителей возникает необходимость поиска и использования новых, нетрадиционных источников энергии. Для условий Севера наиболее рациональным является использование теплоаккумулирующих выработок (TAB) в системах регулирования теплового режима шахт и рудников. В качестве TAB можно использовать ранее отработанные выработки или горизонты. Вопросам регулирования теплового режима шахт и рудников с помощью TAB посвящены работы Ю.Д.Дядышна, П.Д.Чабана, Ю.В.Шувалова, В.П.Кима, А, Ф.Галкина, В.А,Шерстова, Е.А.Ельчанинова, И.А.Шора, П.Н.Василъева и других. Вместе с тем установлено, что отдельные технические решения с использованием : TAB на практике оказываются малоэффективными из-за недостаточно обоснованной методики теплового расчета при проектировании.

Основы прогноза теплового режима шахт и рудников заложены

A.Н.Щербанем, О.А.Кремневым, Ю.Д.Дядькиным, А.Ф.Воропаевым,

B.П.Черняком, В.Я.Журавленко, Ю.А.Цейтлиным и развиты в работах Ю.В.Шувалова, Ю.П.Добрянского, Э.П.Малашепко, Л.П.Зимина, С.А.Гончарова, ' А.П.Дмитриева, В.В.Кудряшова, Е.Т.Воронова, . В.А.Кузина,

C.Г.Гендлера, А.Ф.Галкина, В.А.Шерстова и других, В большинстве случаев методы прогноза базируются на понятии коэффициента нестационарного теплообмена, для определения которого было найдено множество зависимостей при различных условиях. Для условий Севера метод прогноза теплового режима шахт и рудников, учитывающий нестационарность теплообмена, разработан Ю.Д.Дядькиным. Отдельным проблемам теплообмена в выработках зоны вечной мерзлоты посвящены работы Э.А.Бондарева, Б,А.Красовицкого, Ф.СПопова, В.Н,Скубы, В.И.Васильева, В.Ю.Изаксона, Е.Е.Петрова, В.И.Слепцова, С.Бандопадхая и других, которые использовали численные методы.

Вопросам вентиляции и теплового режима шахт и рудников посвящены работы К.З.Ушакова, Н,Н.Петрова, А.Е.Красноштейна, Н.Н.Мохирева,

A.Д.Вассермана, С.Г. Гендлера, Б.П.Казакова, Н.И.Апыменко, Л.Б.Зимина и др. Регулирование теплового режима шахт и рудников тесно связано с вентиляцией, и поэтому успешное решение проблемы кондиционирования рудничного воздуха зависит от качественного учета их взаимовлияний. Внедрение прогрессивных технологий добычи полетных ископаемых требует совершенствования организации проветривания шахт. Вопросами воздухораспределе-ния в вентиляционных сетях шахт занимались А.Ф.Абрамов, Р.Б.Тян,

B.Я,Потемкин, С.Цой, Е.И.Рогов, В.В.Иванов, Г.К.Рязанцев, К.Г.Акутин, Е.И.Филиппович, Л.А.Шойхет, Г.В.Калабип, А.Е.Красноштейн, А.Д.Вассерман и др. Следует отметить, что в России и за рубежом разработаны пакеты программ для решения сетевых вентиляционных задач, такие как

(Россия, Гипроуголь), Уег^т (Австралия), М1УЕЫА(Япония), УЦМА(ЮАР) и др. Однако, они не учитывают фазовые переходы влаги в массиве горных пород вокруг выработок, которые характерны для шахт и рудников криолитозоны.

Вторая глава посвящена математическому моделированию теплообмена воздушных потоков, движущихся по сети выработЬк, с окружающими горными породами с учетом воздухораспределения, естественной тяги, режима работы вентиляторов, наличия теплоизоляции и фазовых переходов влаги в породах. В основе алгоритма совместного решения задач воздухораспределения и теплового режима в сети горных выработок криолитозоны лежит принцип расщепления по физическим процессам. На первом шаге решается блок уравнений воздухораспределения, на втором - тепловых процессов. Ввиду нелинейности системы используется также итерационный процесс.

Шахтную вентиляционную сеть представляют в виде связного графа, где выработки являются ребрами графа, а места их соединения — узлами. Для каждой замкнутой вентиляционной сети существует топологическая зависимость количества независимых циклов:

к = т-п + 1, (1)

где m - количество ветвей (или ребер); п - количество узлов. Разработан алгоритм построения независимых циклов для замкнутой сети на основе использования динамических массивов.

Движение потока воздуха в вентиляционной сети с учетом работы вентиляторов и естественной тяги описываются законами Кирхгофа:

= 0> (2)

>0 Ре

т т

X^ *V ч) = Zеч • ■+ ' =Х>2>"> т-п + г, (3)

j-o J-1

1, если j-я ветвь входит в i-й узел; где or,y= j -1, если j-я ветвь выходит из i-ro узла;

если j-я ветвь не связана с узлом i.

если направление ребра j совпадает с направлением обхода по i-му циклу;

если эти направления не совпадают; если j-e ребро не входит в i-й цикл; Qj - расход воздуха в j-й выработке, мэ/с; Г/ - аэродинамическое сопротивле-

в А А

ние j-й выработки, Н-с /м ; pj - плотность воздуха в j-й выработке, кг/м ; р£, -стандартная плотность воздуха, кг/м3; h„ — депрессия j-ro вентилятора, Па.

Тепловая тяга определяется следующей зависимостью:

b^gUPj'te Az = zH-zK, (4)

jef

где z„ - геодезическая высота в начале ветви, м; zK - геодезическая высота в конце ветви, м; g - ускорение свободного падения, м/с2.

В численных расчетах влияние давления и температуры воздуха на его плотность учитывалось по следующей формуле:

_ 3,41-10"3 *Р

Г.+273 ' (5)

где Р - давление воздуха, Па; Тв - температура воздуха, °С.

P^Pt+g-p-h. (6)

В выражении (3) депрессия вентилятора учитывается его напорной характеристикой:

h, « а0 + atqi + ая22, (7)

где ^определяются по графической характеристике вентиляторов.

Разработан новый метод решения задачи воздухораспределения (1-7) на основе использования библиотеки численных методов IMSL в среде программирования Compaq Visual Fortran 6.5. Первоначально направления движения воздуха по ветвям задаются произвольно и уточняются в ходе решения задачи. Для удобства зависимые ветви деревьев пронумерованы от 1 до n-1, а ветви-связи - от п до т. Используя систему линейных уравнений (2), можно выразить расходы воздуха зависимых ветвей через значения расходов воздуха ветвей-связей. В результате решения системы LU-методом имеем аналитиче-

ское выражение зависимых расходов через независимые (используется подпрограмма LFSRG из библиотеки IMSL):

4t ~ bnqn + ... + blm_H qm,

я, - ь,,я. +... + (8)

Яп-Г = КиЯ» + + Kl.m Ят> Если подставим значения зависимых расходов в систему уравнений (3), то получим систему квадратных уравнений относительно независимых расходов воздуха. Количество уравнений равно количеству неизвестных К (т.е. количеству независимых циклов, qj, i — и + 1, т). Полученная система из К уравнений решается с помощью подпрограммы NEQNF из библиотеки IMSL. В результате решения находим значения расхода воздуха в ветвях-связях qJ} i = п + 1, т , затем по формулам (8) находим остальные значения расхода воздуха qj, i = 1,2, и-/.

Решение задачи теплообмена в вентиляционной сети складывается из совокупности отдельных решений задач теплообмена в каждой выработке сети. Поэтому разработана математическая модель процесса теплообмена рудничного воздуха в одиночной выработке. Решается сопряженная задача теплообмена вентиляционной струи с окружающим горным массивом, при этом учитываются фазовые переходы влаги в горных породах. Для каждой выработки сети уравнение сохранения энергии имеет вид:

0 <х££> (9)

\ ot дх ) Rt

v - скорость воздуха, м/с; св, рв, Л„ - удельная теплоемкость (Дж/(кг-К)), плотность (кг/м3) и коэффициент теплопроводности воздуха (Вт/(м*К)) соответственно, R„, - радиус выработки, м.

Теплоемкость воздуха рассчитывается с учетом влажности и температуры по формуле:

се=с'й+г-пг<р, (10)

где с\ - удельная теплоемкость сухого воздуха, Дж/(кг-К); г — скрытая теплота парообразования, Дж/(кг-К); nj- коэффициент, зависящий от температуры, 1/°С; ф - относительная влажность воздуха, доли единицы.

Скрытая теплота парообразования зависит от температуры воздуха:

г = 2500-2,23-Г, (11)

Коэффициент щ учитывает зависимость влагосодержания, насыщенного водяными парами воздуха, от его температуры:

п1= 0,233-ехр(0,076-Г,). , ., (12)

На границе выработки задается граничное условие III рода:

Т - температура горных пород, °С; Я - коэффициент теплопроводности горных пород, Вт/(м-К); Л - радиальная координата, м.

Процесс распространения тепла в массиве горных пород с учетом фазовых переходов влаги описывается уравнением:

ГС,а; г<г*; \сгРг> Т>Т*. и-,Т<Т*; 1Л;г>г*,

(15)

(16)

где С], Сг - удельные теплоемкости мерзлых и талых пород, Дж/(кг-К); Хи Хг -коэффициенты теплопроводности мерзлых и талых пород, Вт/(м-К); -скрытая теплота фазовых переходов, Дж/кг; ю - весовая влажность пород ( в долях единицы); Т* -температура фазовых переходов, °С; 6(Т-Т*) -дельта-функция Дирака, Яг - радиус теплового влияния, м.

В начальный момент времени задается распределение температур: . • Г = £(*), 0<х<Ь, (17)

Т = \р(х,Л), Кв<К<Иг, (18)

На внешней границе области температура принимается равной естественной температуре пород:

Т/я-ит=Те. (19)

На боковых границах при х=0 и х=Ь принимается, что потоки тепла отсутствуют, т.е. получаем граничные условия II рода:

дх

х=Ь, Кв<К<К„ (20)

Если толщина теплоизоляции является переменной величиной, то для расчета коэффициента теплообмена применяется формула:

(21)

[а, 2-Лю -¿М).

где а0 - коэффициент теплообмена, рассчитанный без учета теплоизоляции, Вт/(м2*К); Яиэ - коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/( м-К); 5из(х) -толщина теплоизоляции, м.

Формула для расчета коэффициента теплообмена с*о с учетом шероховатости поверхности выработки имеет вид:

0,018-е-А -Ле0*

... «о--(22)

где е- коэффициент шероховатости, Л* - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м-К), Кг — критерий Рейнольдса.

Модель теплообмена рудничного воздуха в выработке (9-22) реализована численными методами конечных разностей. Решение позволяет определить температуру воздуха по длине выработки, температурное поле в окружающем массиве пород, а также ореолы протаивания.

Алгоритм совместного решения задач заключается в следующем. Сначала задается начальное распределение температур воздуха и горных пород вокруг выработок во всех ветвях вентиляционной системы. При заданных температурах воздуха решается задача воздухораспределения, т.е. определяются расходы воздуха в каждой выработке сети. Далее, исходя из топологической информации, определяется порядок расчета температуры воздуха по ветвям. Расчет начинается с воздухоподающих выработок сети. Проводится процедура расчета температуры воздуха в выработках сети. Температура воздуха на выходе из узла Те рассчитывается с учетом расходов и температур воздуха всех входящих ветвей по формуле:

IЬ-Т*

(23)

4j, Ту - соответственно расход и температура воздуха на конце j-й выработки, mj/c и °С; .F- множество входящих ветвей в заданный узел сети.

Температура поступающего наружного воздуха задается периодической функцией по метеорологическим данным.

Далее, используя рассчитанные температуры воздуха, уточняется распределение воздуха в сети путем решения задачи воздухораспределения. Таким образом, на каждом шаге по времени решаются последовательно 2 задачи: задача воздухораспределения и тепловая задача. Разработана программа расчета воздухораспределения в сети горных выработок с учетом теплового режима, которая зарегистрирована в Государственном фонде алгоритмов и программ (№ 50200400015).

Для проверки эффективности разработанной методики проведен сравнительный расчет воздухораспределения в сети горных выработок для условий рудника «Айхал» Айхальского ГОКа ЗАО АК «АЛРОСА». Схема вентиляции рудника приведена на рис. 1. *

Вентиляционная сеть выработок рудника «Айхал» состоит из 105 ветвей и 76 узлов, следовательно, количество независимых циклов равно «=105-76+1=30. Выходы на поверхность соединены фиктивными ветвями с нулевыми аэродинамическими сопротивлениями с узлом 1, где стоит главная вентиляторная установка.

Как показали расчеты, в летний период расход поступающего воздуха стабилен в течение 5 месяцев, а в зимний период снижается со 178 м3/с до 154 м3/с (рис, 2), что является следствием влияния естественной тяги. Расчет температурного режима проведен для всех выработок сети.

5* -53

Рисунок 1 - Схема вентиляции рудника «Айхал»

Для сравнения результатов расчета были использованы данные воздуш-но-депрессионной съемки, проведенной Д.Н.Алыменко в июле 2003 г. Сравнение расчетных и натурных данных показывает их хорошую сходимость. Разница между поступающим количеством воздуха и расчетным составляет 10,9 м3/с (съезд гор. 307 м - 235 м, замерная станция № 1), т.е. относительная ошибка не превышает 6,5%.

Таким образом, разработанная программа расчета воздухораспределе-ния позволяет сделать оценку сезонных колебаний температуры и расхода воздуха, рассчитать температурный режим и ореолы протаивания пород во всех выработках сети, что важно при ведении горных работ.

Третья глава посвящена разработке систем регулирования теплового режима на основе теплоаккумулирующих выработок (TAB) и вентиляционных скважин.

Эксплуатация TAB имеет ряд особенностей, в частности« с увеличением расхода воздуха они теряют свою эффективность (рис. 3). Поэтому возникает проблема выбора рациональных режимов их эксплуатации. В настоящее время отсутствуют методики выбора рациональных режимов эксплуатации, что является одной из главных причин медленного внедрения этих прогрессивных систем на горных предприятиях.

TAB эффективны для снятия пиковых нагрузок температур наружного воздуха зимой и летом. Весной и осенью температура атмосферного воздуха близка к температуре пород, поэтому TAB лучше отключать из системы вентиляции. Воздух подается в шахту минуя их, поэтому в этот период сокращают вентиляционный путь, тем самым снижаются расходы на вентиляцию. На основе разработанной математической модели теплообмена в горной выработке исследованы влияния основных факторов на эффективность TAB при регулировании теплового режима шахт криолитозоны. Численные расчеты проведены при следующих исходных данных: длина теплоаккумулирующих выработок 2000 м, площадь сечения 10 м2, расход воздуха 50 м3/с. Весной и осенью TAB отключают и воздух подается через соединительную выработку. В периоды, когда воздух поступает в шахту, минуя TAB, температура воздуха равна наружной (рис. 4). Для сравнения проведены расчеты при непрерывной подаче наружного воздуха через теплоаккумулирующие выработки (показано пунктирной линией). Как видно из результатов расчета, рациональным является режим с отключениями TAB в весенний и осенний периоды. Таким образом, временное отключение TAB позволяет не только сократить расходы на вентиляцию, но и повысить эффективность теплоаккумулирующих выработок по тепловому фактору.

ничного воздуха на выходе из TAB при различных расходах воздуха

50 г 30 10" » 0 *-10 .20" ■30-

Рисунок 4 - Динамика температур: наружного воздуха (1), при непрерывной подаче через ТАВ(2), с перерывами (3) и расхода воздуха(4)

Рассмотрена задача, при которой только часть вентиляционного потока направляется через TAB. Разработана методика выбора оптимальных расходов воздуха пропускаемого через TAB в зависимости от времени года, при которых достигается минимум эксплуатационных затрат с учетом тарифов на тепло и электроэнергию.

Эксплуатационные затраты складываются из энергозатрат на преодоление аэродинамического сопротивления TAB и дополнительных затрат на подогрев воздуха до необходимой температуры в зимний период. Расход электроэнергии на вентиляцию рассчитывается по формуле:

al*UG3-тГ2,

(24)

где а - коэффициент аэродинамического сопротивления выработки, кг-с2/м*; / - длина выработки, м; (/- периметр выработки, м; О - расход воздуха в выработке,

м3/с; г/ - время работы вентилятора в год, ч; — стоимость электроэнергии, руб/кВт'ч; Ци щ т}3 - КПД вентилятора, двигателя, передачи.

Калорифер включается, когда температура воздуха на выходе из ТАВ после смешения со свежим воздухом будет ниже заданной. Расходы на дополнительный подогрев рассчитываются по формуле:

Z2 = 86400.10"* . G0 - р • с • ]{Тг - Тх )dt,

(25)

где й0 - расход подогреваемого воздуха, м3/с; т2 - время работы калориферной установки, час; р - плотность воздуха, кг/м3; с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К); г2 - стоимость тепловой энергии, руб/Гкал, Т2 - темпера-

тура воздуха (после смешения со свежим воздухом), °С; Tt - температура подогрева, °С.

Задача минимизации энергозатрат на эксплуатацию TAB с учетом расходов воздуха и климата (годового хода температуры наружного воздуха) имеет следующий вид:

Z(G1,G2)=Zl+Z2-+mm, (26)

Gi - летний и зимний расходы воздуха, м3/с; G2 - расход воздуха в переходный период (весна, осень), м3/с. Здесь принято, что расходы воздуха летом и зимой одинаковы. Задача заключается в выборе оптимальных расходов воздуха, пропускаемого через них, в зависимости от времени года. Разработана программа оптимизации параметров TAB методом минимизации Хука и Дживса с применением метода «золотого сечения». Рассчитаны оптимальные расходы воздуха, пропускаемого через TAB. Регион - Якутия, длина TAB 2000 м, площадь сечения выработок 10 м2, расход воздуха 50 м3/с, стоимость электроэнергии равна 1,5 руб/кВт*ч, стоимость тепловой энергии - 500 руб/Гкал, температура подогрева Т\=+2°С. В результате оптимизации получены следующие результаты: зимой и летом расход воздуха в TAB должен составлять 23,3 м /с, а в переходные периоды 16,1 м3/с (рис. 5). Установлено, что при использовании TAB суммарные затраты снижаются на 13-28%.

На основе выполненных исследований в ИГДС разработан и запатентован способ регулирования теплового режима TAB (патент №2198294), сущность которого заключается в том, что между теплоаккумулирующими выработками (рис. 6) проводят соединительную выработку, в которой устанавливают регулируемое по сечению вентиляционное окно и через которую подают в шахту атмосферный воздух полностью или частично весной и осенью, когда температура воздуха приближается к значениям температур массива окружающих горных пород.

Р*

Рисунок 5 - Вид функции общих энергозатрат

Преимуществами разработанного способа регулирования теплового режима шахты являются:

- возможность регулируемого исключения теплоаккумулирующих выработок из вентиляционной сети, что обеспечивает экономию энергозатрат на вентиляцию;

- полное отключение TAB при значительном удалении горных работ в процессе эксплуатации шахты, так как их роль начинают играть подготовительные и капитальные выработки;

- облегченный и ускоренный вывод людей в аварийной ситуации.

Рисунок 6 - Схема регулирования теплового режима шахты: 1 — TAB; 2 - соединительная выработка; 3 вентиляционное окно; 4 -створки дверей; 5 - шарниры; 6 - обходная выработка; 7 - шлюзовые двери; 8 - вентилятор главного проветривания; 9 - подготовительные; 10 -очистные выработки

Таким образом, предложенная методика оптимизации параметров TAB позволяет выбрать такие расходы воздуха в них, при которых достигается максимальный экономический эффект.

Эксплуатация TAB в режиме, когда имеют место фазовые переходы, существенно повышает их эффективность. С другой стороны наличие теплоизоляции препятствует накоплению холода в зимний период во время хладозарядки. Задается предельная глубина протаивания пород вокруг выработки, при которой обеспечивается ее устойчивость, и задача заключается в выборе толщины теплоизоляции, которая обеспечивает равномерное протаивание пород по длине выработки. В этом случае в TAB будет аккумулировано максимальное количество энергии. Разработана методика выбора толщины теплозащитного покрытия, возводимого в тепло-аккумулирующих выработках зоны многолетней мерзлоты.

.....й к" - у '

r \ V.

В третьей главе также приведены результаты исследований по выбору рациональной длины TAB, использующихся для охлаждения вентиляционного потока в летний период в целях предупреждения эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов. Известно, что одним из основных условий возникновения очагов самовозгорания в многолетнемерзлых углях является наличие положительной температуры в шахте. С учетом низкой химической активности мерзлых углей в качестве основной меры профилактики эндогенных пожаров на угольных шахтах Северо-Востока Е.Н.Чемсзовым, В.Р.Ларионовым, Н.А.Быковым рекомендуется поддержание пожаробезопасных температур в забоях с целью торможения окислительных процессов. Для этих целей предлагается использовать TAB, обеспечивающие охлаждение поступающего теплого воздуха в летний период до 0°С (рис. 7). Были проведены численные расчеты в целях выбора необходимой длины выработок, которая обеспечивает охлаждение воздуха до 0°С в очистных забоях при естественном режиме проветривания. Методика расчета длины TAB вошла составной частью в рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов (на примере шахт Якутии), которые приняты для использования в качестве нормативного документа производственным объединением «Якутуголь»,

-АО f-

Рисунок 7 - График изменения температуры воздуха на начальном и конечном участках TAB в течение года: 1 - на начальном участке TAB; 2 -

на конечном участке TAB

С участием автора разработан ряд способов регулирования теплового режима на основе TAB, среди которых технология формирования вентиляционных выработок для регулирования теплового режима шахты при комбинированной разработке полезных ископаемых (патент №2187651), способ формирования вентиляционной сети для регулирования теплового режима шахты (патент №2265725). Предлагаемые способы сокращают затраты и повышают надежность эксплуатации систем регулирования теплового режима на основе

-ZD ^-30

TAB.

На основе ранее разработанной модели теплообмена вентиляционного воздуха в подземной выработке криолитозоны, учитывающей фазовые переходы влаги в горных породах вокруг выработки, построена математическая модель теплообмена вентиляционного воздуха в вертикальной скважине с учетом следующих факторов, характерных для вентиляционных скважин: поступление влаги из протаивающих горных пород вокруг скважины; замерзание влаги на стенках, сужение вентиляционного канала из-за замерзания влаги; увеличение аэродинамического сопротивления из-за сужения вентиляционного канала, приводящего к уменьшению расхода воздуха. Установлено, что на образование ледяных пробок в летний период эксплуатации основное влияние оказывают влажность горных пород и режим вентиляции. Прерывистый режим вентиляции увеличивает вероятность закупорки скважины льдом. Разработаны временные инструкции по выбору рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах криолитозоны, которые согласованы с Якутским округом Госгортехнадзора России и переданы для реализации ОАО «Депутатсколово».

Четвертая глава посвящена математическому моделированию тепловых процессов в неоднородных горных породах при фазовых переходах с учетом внутренних источников тепла, характерных при подземной разработке месторождений Севера, Для определения температурного поля вокруг выработок разработана двухмерная математическая модель теплообмена рудничного воздуха с окружающим массивом горных пород, отличающаяся от известных тем, что она учитывает неоднородность массива горных пород вокруг выработки и переменное термическое сопротивление теплоизоляции по ее периметру. Принято, что сечение выработки имеет прямоугольную форму. При решепии задачи в силу симметричности области рассматривается ее по-

Рисунок 8 - Схема расчета температурного режима выработки

Фазовые переходы учитываются с помощью 5-функции Дирака. Применена чисто неявная схема, которая обладает свойством безусловной равномерной сходимости. Система разностных уравнений решается методом прогонки с применением итераций.

Разработанная математическая модель теплообмена в горной выработке позволяет учесть неоднородную структуру массива горных пород и переменное термическое сопротивление теплоизоляции, а также выбрать требуемые параметры теплоизоляции, обеспечивающие заданные ореолы протаивания вокруг выработки и допустимые нагрузки на крепь.

Мощным источником поступления тепла при использовании слоевых систем разработки с закладкой являются экзотермические процессы гидратации твердения бетона и закладочных смесей. Количество выделяющегося тепла, а значит и температура возводимого закладочного массива зависят от содержания цемента в нем. Повышение температуры в выработке ускоряет тепловыделение, в связи с этим нарушается естественное температурное поле породного массива. Особо остро данная проблема стоит на рудниках криоли-тозоны, где, как известно, протаивалие горных пород вокруг выработок может привести к потере их устойчивости. Вмещающие горные породы имеют небольшую естественную влажность (4-6%), поэтому ореолы протаивания вокруг выработки с закладкой могут быть значительными. Негативное тепловое воздействие закладочного массива на естественное температурное поле вмещающих горных пород должно учитываться при выборе технологических параметров отработки месторождений для обеспечения безопасности.

Для определения температурного поля в закладке и массиве горных пород вокруг выработки разработана двухмерная математическая модель. Расчетная схема приведена на рис. 9.

Рисунок 9 -Схема расчета теплового взаимодействия породных и закладочных массивов.

[С<^.а,*г-П]§ = ![л(Г,|] + ![«Г,|], (27)

где Т— температура горных пород, °С; ху — координаты, м;

Процесс распространения тепла в закладке с учетом тепловыделений описывается следующим уравнением теплопроводности:

(28)

где Т3 — температура закладки, °С; с3, р3, Я3 — удельная теплоемкость , Дж/(кГ'К), плотность, кг/м3 , коэффициент теплопроводности закладки, Вт/(м-К); ^(0 — мощность тепловыделений при гидратации цемента в закладочном материале, Вт/м3.

На контакте закладка—горные породы зададим граничные условия IV

рода:

^ = Гз=Г (30)

на внешних границах области Г2У Г3 — условие I рода:

Г = Г:, х,уеГ1(Г3, (31)

Т2 — естественная температура горных пород,°С.

На границах Г,, ГА, Г7, , и Гп в силу симметричности условия П рода имеют вид:

^- = 0, (32)

ду ау

В начальный момент времени температура горных пород равна естественной, а температура закладки — заданной.

Система уравнений (27)-(33) решается методом конечных разностей. Двухмерная область заменяется дискретной х}Уу. Используется метод суммарной аппроксимации, который сводит исходную задачу к последовательности одномерных, решаемых на каждом временном интервале. При этом системы разностных уравнений решаются с помощью итерации методом прогонки. Данный алгоритм реализован в виде программы на языке РоПгап-90, которая зарегистрирована в Государственном фонде алгоритмов и программ (№ 50200400106).

Рассмотрим две соседние очистные выработки одинакового размера, разделенные породным целиком. В качестве окружающих горных пород взяты кимберлиты, физико-механические и тепл офизические свойства которых определены лабораторным методом. Уцельная теплоемкость мерзлых пород 900, талых — 1000 Дж/(кг*К), их плотность 2300 кг/м3, коэффициент теплопроводности мерзлых пород 2,3; талых — 2,27 Вт/(м-К); влажность 5 %, естест-

венная температура минус 5°С. Начальная температура закладочного массива принята 3°С. Размеры сечения обеих выработок 3 х 3 м, расстояние между ними, а следовательно мощность породного целика — 3 м. Закладочные массивы одинакового состава в выработках возводятся одновременно. Рассчитана динамика температурного поля закладки и окружающего массива в течение 1 мес. при расходе цемента 200 кг/м3. Как видно из рис. 10, мерзлый целик между выработками за 1 мес. протаивает полностью.

Оч

\\и 10 0 1Й

Рисунок 10 - Температурные изолинии в закладочных и породных массивах: а — через 5 сут, 6 — через 15, в — через 30 сут.

-7-6-5-4-3-2-1 0 1 2 3 4 5 6 Из приведенного примера видно, что тепловыделение в процессе гидратации может привести к полному протаиванию целика и, как следствие, к потере несущей способности. Вместе с тем предлагаемая методика позволяет выбрать такие параметры отработки конкретного месторождения, при кото-

рых будет обеспечена требуемая температура пород целика, обеспечивающая необходимую несущую способность и безопасность ведения горных работ.

Разработан программный комплекс для решения задач теплообмена породных закладочных массивов при отработке рудных месторождений горизонтальными слоями с учетом тепловыделений при гидратации связующего и фазовых переходов влаги в горных породах в условиях криолитозоны.

Программный комплекс позволяет рассчитать температуру горных пород вокруг выработок, их ореолы протавания вокруг выработок и долю затвердевшего связующего в закладочном массиве при отработке горизонтальными слоями (рис.11, 12). Разработанная методика должна служить основой для выбора технологических параметров систем разработки месторождений криолитозоны с закладкой выработанного пространства, таких как расход цемента, размеры и порядок отработки блоков.

0.00'

5.00

0.00 2.00 4.00

о.оо;

6.00 Цм

10.0СТ=О!92

? -"л

■ •:,.0.9

■ ' гу.

10.Оо^о.дг

о-в ^

О.??«;

I 'ч**»^ • ¡^ ■ &§(&

Ст=0.68

Н,м

Рисунок 11 - Изотермы температур

Рисунок 12 - Распределение степени гидратации

Применяемая система подземной разработки особо ценных полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства позволяет существенно снизить потери и разубоживание. Однако,её широкое применение на месторождениях криолитозоны сдерживается дороговизной строительства закладочных комплексов, дефицитом вяжущих материалов, сложностью транспортной схемы, а также негативным влиянием отрицательных температур на время твердения цементного закладочного массива и возможностью снижения несущей способности целика за счет протаивания. Температурный режим

рудников, расположенных в зоне распространения многолетней мерзлоты, позволяет формировать при отработке мерзлотных горизонтов ледяную или льдопородную закладку.

Данный способ отработки отличается низкой стоимостью по сравнению с традиционными технологиями закладки выработанного пространства. Более эффективным способом формирования закладочного массива является послойное намораживание. Оптимизация формирования льдопородной закладки состоит в минимизации времени послойного замораживания увлажненной породной смеси и является нестационарной, нелинейной и многопараметрической задачей. На время замораживания влияют много факторов, которые необходимо учитывать в их взаимодействии. Это - объем и начальная температура воды и пустой породы, температура рудничного воздуха и скорость его движения, температура горного массива. Только при оптимальном соотношении всех этих параметров можно образовать монолитный искусственный целик с необходимыми прочностными свойствами за заданный период времени.

Разработана двухмерная математическая модель для расчета температуры в закладочном массиве, учитывающая его тепловое взаимодействие с окружающими горными породами и рудиичным воздухом. Модель учитывает появление новых слоев (рис. 13).

- На основе разработанных программ были проведены численные эксперименты по расчету послойного намораживания льдопородной закладки в подземной горной выработке при следующих исходных данных: высота и ширина выработки 3 м; удельная теплоемкость мерзлой породы 900 Дж/(кг-К); плотность породы 2000 кг/мэ; коэффициент теплопроводности мерзлой породы 2,3 Вт/(м-К); естественная температура массива горных пород минус 5°С; влажность массива горных пород постоянная и равна 0,05. Исследовались способы возведения закладочного массива при различной степени увлажнения: 10%, 15% и 20%; толщине слоя: от 0,15 до 0,6 м; начальной температуре слоя: +1°С, +2°С, +4°С, Температура воздуха, поступающего в камеру, принималась равной минус 30°С.

Основным управляющим параметром при оптимизации формирования льдопородного массива является время замораживания одного слоя при его заданной толщине. На рис. 14 приведены результаты расчета при начальной температуре слоя +1°С. Из графика видно, что для заданной толщины слоя существует оптимальное время замораживания, при котором суммарное время формирования закладочного массива минимально. Как видно из графиков, для каждой толщины единичного слоя существует оптимальное время его замораживания. Даже небольшое отклонение времени замораживания в сторону уменьшения ведет к резкому увеличению общего времени формирования льдопородного закладочного массива. Увеличение времени проморозки каждого слоя пропорционально увеличивает общее время формирования закладки. Поэтому на практике время замораживания должно выбираться с некоторым запасом, чтобы гарантировать полное промораживание закладочного массива за заданный промежуток времени.

Рисунок 13 - Схема формирования льдопородного закладочного массива в подземной горной выработке: 1 - массив горной породы; 2 - выработанное пространство; 3 - слой замораживаемой талой закладки; 4 -мерзлая (замороженная) закладка

5 10 15 20

Время замораживания 1 слоя, час

-0.13 м--0.2 и • - - 0,3 м---0.41

-03 м

Рисунок 14 - Продолжительность формирования закладочного массива в зависимости от времени замораживания единичного слоя при различных толщинах

Рассмотрим пример расчета параметров технологии с льдопородной закладкой на основе предложенной методики. Предположим, что закладка одного слоя осуществляется в течение одной 6-8 часовой смены и замораживание его осуществляется в течение 16-18 часов. Оптимальная толщина слоя по результатам расчета составляет 0,4 м. Тогда общее цремя закладочных работ и набора необходимой прочности закладочного массива (замерзания) составит 7 суток, после которого можно приступить к отработке соседних камер.

Таким образом, оптимизация технологических параметров послойного намораживания при закладке выработанного пространства позволяет формировать закладочный массив с необходимыми прочностными свойствами, что будет способствовать повышению безопасности ведения горных работ и ускорению сроков отработки месторождения.

Технология послойного намораживания была предложена для захоронения небольших партий твердых радиоактивных отходов (ТРАО) в подземных горных выработках криолитозоны. На способ получен патент РФ(№ 2263985).

Также данная технология предложена для захоронения больших объемов ТРАО. Выброшенные (более 20 лет назад) радионуклиды во время аварий на подземных ядерных взрывах «Кристалл» и «Кратон-3», произведенных на'территории Якутии, стали причиной радиационного загрязнения значительных территорий, некоторые участки которых по степени загрязненности долгоживущими радионуклидами и изотопами плутония относятся к зонам чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия. Растительность, грунт, почва в пределах этих участков относятся к твердым радиоактивным отходам, и в соответствии с действующим законодательством РФ должны быть переработаны и захоронены. Автором совместно с В.В.Киселевым разработай способ захоронения твердых радиоактивных отходов в поверхностных курганных могильниках, на который получен патент России (№ 2134459). Для обоснования данного способа модифицирована математическая модель процесса послойного намораживания горных пород с учетом теплообмена с атмосферным воздухом. Результаты расчета показали, что в районах Крайнего Севера за зимний период строительства послойным намораживанием ТРАО (3,5-И- месяца) может быть возведен поверхностный курганный могилышк высотой до 16 м. Целесообразным по условиям отсыпки и промораживания можно считать толщину слоя ТРАО, равную примерно 0,6 м, с влажностью не менее 60%.

Пятая глава посвящена оптимизации тепловых процессов в подземных холодильниках, предназначенных для хранения замороженных продуктов. Как показали наблюдения, несмотря на применение в настоящее время принудительной вентиляции в зимний период для проморозки подземного холодильника, не всегда удается обеспечить низкотемпературное промораживание породного массива, вмещающего камеры хранениями получить требуемый запас холода на летний период, поскольку отсутствуют методики расчета и прогноза температурного режима, позволяющие выбрать рациональные режимы проморозки.

Для прогноза температурного режима холодильника разработана математическая модель теплообмена в горной выработке с учетом переменного режима вентиляции. Задача теплообмена в подземном холодильнике решена численными методами с использованием ЭВМ, Математическая модель адаптирована для условий действующего подземного холодильника акционерного общества "Якутэнерго" в г. Якутске.

Разработана методика оптимизации режима хладозарядки, позволяющая минимизировать эксплуатационные затраты. Эксплуатационные затраты на поддержание необходимой нормативной температуры в камерах хранения складываются из энергозатрат на зимнюю хладозарядку естественным холодом Х^нт и энергозатрат на выработку искусственного холода холодильными установками 2хоя. Составим оптимизационную задачу минимизации энергозатрат на эксплуатацию подземных холодильников с учетом режима зимней хладозарядки и годового хода температуры наружного воздуха. Постановка задачи оптимизации параметров зимней хладозарядки имеет следующий вид:

Щхо, Твенту ->тт, (34)

То - время начала зимней хладозарядки, час; тдент- продолжительность хладозарядки, час; С - расход воздуха, м3/с. Разработана программа оптимизации параметров зимней хладозарядки (врем начала, продолжительность хладозарядки и расход воздуха), минимизирующая общие затраты на эксплуатацию подземного холодильника. На рис. 15 представлены суммарные затраты электроэнергии в зависимости от продолжительности хладозарядки и расхода воздуха. Поверхность, изображающая расход электроэнергии, имеет вогнутость, которая .показывает, что существует его минимальное значение. Таким образом, управляя режимом зимней хладозарядки, можно достичь минимума энергозатрат на эксплуатацию подземных холодильников.

Разработан программный комплекс расчета температурного режима подземного холодильника и оптимизации режима вентиляции с помощью трехмерной математической модели, описывающей теплообмен воздуха в камере хранения с окружающим горным массивом и хранимым продуктом, и теплообмен атмосферного воздуха с дневной поверхностью горного массива. Трёхмерность модели позволяет учитывать глубину заложения подземного холодильника, его геометрические характеристики, а также влияние температуры наружного воздуха на формирование температурного режима.

Рисунок 15- Зависимость суммарного расхода электроэнергии от периода

хладозарядки и расхода воздуха

Разработанный пакет программ работает в диалоговом режиме и включает в себя рабочие (расчетные), оптимизирующие и обслуживающие программы. На рис. 16 приведен результат расчета теплового режима холодильной камеры, расположенной на глубине 10 м. Слева показана трехмерная расчетная область, а справа температурные изолинии вокруг камеры подземного холодильника. Изолинии можно строить по любому заданному сечению трехмерной области. Внизу показано в табличном виде распределение температур горных пород.

Разработанные модели и программный комплекс позволяют выбрать рациональные параметры эксплуатации холодильников (расход воздуха, время проморозки, сроки и объем загрузки) при заданных температурах хранения с учетом климатических и инженерно-геологических условий и минимизировать затраты на их эксплуатацию.

> оом &м> оугэ тюига иса 1*с злъ им эяэ ил 1тп э»< им у им ¿до ш» хю ш эзп;

.40.Ц>лД ЗЙ.Л^МЬгда''»ей КШ.'ГОЮ ГО1Я уз и :• 45-1 \ I* у

' Р«т.-' .......

. [М**. ^.-ЙЛмзал ЪЩ РХЯ ЪЩ 9Л6* »К? V?;1 ^

ь< * л '««. у« И*«. ^Ц^'тШЬнг.

Рисунок 16 - Пример работы программы с показом схемы расчета и температурных изолиний

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение, установления закономерностей теплообмена в подземных горных выработках криолитозоны, необходимых для разработки способов регулирования теплового режима и выбора оптимальных технологий ведения горных работ: построены модели теплообмена в горных выработках при нестационарных тепловых потоках, разработаны программы расчета тепловых режимов горных выработок, что является основой для прогноза и управления тепловыми режимами выработок и позволяет выбрать рациональные технологии ведения горных работ в условиях криолитозоны.

Основные выводы и результаты, полученные лично автором:

1 Впервые разработана методика совместного решения задач воздухорас-пределения и теплового режима в сети горных выработок криолитозоны, которая позволяет рассчитать температурный режим и ореолы протаивания во всех выработках сети, и учитывает нестационарное взаимовлияние процессов воздухораспределения и теплообмена в выработках сети с учетом фазовых переходов влага в горных породах.

одну часть подать через теп л оаккумул ирующи е выработки и смешивать со второй (свежей) частью воздуха перед подачей в шахту. Оптимизация расходов воздуха в теплоаккумулирующих выработках позволяет снизить затраты на 13-28%.

3 Установлены закономерности процессов тепломассообмена в вентиляционных скважинах при секционном проветривании круглогодичных россыпных шахт криолитозоны с учетом протаивания пород устьевой части в летний период, позволяющие выбрать рациональные режимы вентиляции, исключающие их закупоривание.

4 Разработана математическая модель теплового взаимодействия твердеющих закладочных н мерзлых породных массивов с учетом внутренних источников тепла и фазовых переходов влаги, а также программный комплекс для решения задач теплообмена породных и закладочных массивов при отработке рудных месторождений горизонтальными слоями, что является основой для выбора технологических параметров (расход цемента, размеры и порядок отработки блоков и т.д.).

5 Установлены закономерности формирования льдопородного массива в горных выработках, возводимого способом послойного намораживания в зависимости от толщины и времени замораживания единичного слоя и тепло-физических характеристик закладочных материалов. Оптимизация технологических параметров послойного намораживания при закладке выработанного пространства обеспечивает сокращение сроков и затрат на отработку месторождения. В частности, по результатам расчета оптимальная толщина слоя для условий рудника «Айхал» составляет 0,4 м.

6 Разработана трехмерная математическая модель и методика расчета оптимальных параметров температурного режима подземного холодильника, отличающаяся тем, что эксплутационные затраты рассчитываются с учетом зимней хладозарядки атмосферным холодом. Разработанная модель позволяет выбрать рациональные режимы эксплуатации холодильников (расход воздуха, время проморозки, сроки и объем загрузки) при заданных температурах хранения с учетом климатических и инженерно-геологических условий и минимизировать затраты на их эксплуатацию.

7 Результаты исследований использованы для подготовки практических рекомендаций, которые переданы ПО «Якутуголь», шахте «Джебарики-Хая», СВЭС ОАО «Сахаэнерго» и ОАО «Депутатсколово». Их внедрение позволило повысить эффективность производства и обеспечить комфортные и безопасные условия труда.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Монография, рекомендации, учебное пособие

1 Галкин, А.Ф. Теплоаккумулирующие выработки [Текст] / А.Ф.Галкип, Ю.А.Хохолов, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. -Новосибирск: ВО «Наука». Сиб. издательская фирма, 1992. - 133 е.- Библи-огр.: с. 127-130.-420 экз.- ISBN 5-02-030325-9.

2 Рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов (на примере угольных шахт Якутии) [Текст] / Н.А.Быков, Е.Н.Чемезов, В,Р.Ларионов, Н.Х.Муксунов, А.Б.Малышев, А.Н.Быков, А.Ф.Галкин, Ю.А.Хохолов, Г.Ф.Уманцев, П.Н.Васильев. - Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1989. - 32 с.

3 Временные инструктивные указания по выбору рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах криолитозоны (Текст] / В .В .Киселев, А.В.Спицын, Ю.А.Хохолов, В.А.Шерстов, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера им. Н.ВЛерского. - Якутск, 2004.-18 с.

4 Проходка разведочных траншей в мерзлых дисперсных породах путем послойной выемки их в летний период [Текст]: учебно-методическое пособие / В.А.Шерстов, Г.И.Попов, Ю.А.Хохолов, Министерство обр. и науки РФ, Якутский гос. университет им. М.К.Аммосова, Ин-т горного дела Севера им. Н.В.Черского. - Якутск, 2004. - 27 с.

Статьи

5 Хохолов, Ю.А. Расчет регенеративной системы кондиционирования рудничного воздуха [Текст] / Ю.А.Хохолов If Тез. докл. VI респ. конф. молодых ученых и спец. - Якутск, 1986. - Часть 3. - С. 72-73.

6 Хохолов, Ю.А. Численный расчет теплоаккумулирующих выработок работающих в регенеративном режиме [Текст] / Ю.А. Хохол он // Прогноз и регулирование теплового режима в горных выработках. - Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1987. - С . 37-40. -Библиогр. с. 40.

7 Хохолов, Ю.А. Математическое моделирование процесса теплообмена в регенеративной системе кондиционирования рудничного воздуха [Текст] / Ю.А.Хохолов Н Термодинамика и теплообмен сложных систем: сб. науч. тр. -Якутск: Изд-во Якут. гос. ун-та, 1990. - С. 46-52. -Библиогр. с. 51-52.

8 Hoholov, Y.A. Three-dimensional mathematical model for the calculation of temperature mode in underground construction [Text] / Y.A.Hoholov // CHMT99. Proc. of the International Conf. on Computational Heat and Mass Transfer. Easter Mediterranean University, G. Magusa. April 26-29, 1999e. N. Cyprus, Turkey. -P. 158-161.

9 Хохолов, Ю.А. Образование полости скважи^ного заряда в многолетнемерзлых породах [Текст] / ЮА.Хохолов, П.Н.Васильев, А.П.Ефремов, С.М.Огнев // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -2000.-№1. - С. 50-54.-Библиогр.: с.54.

10 Хохолов, Ю.А. Расчет температурного режима подземных сооружений на основе трехмерной математической модели. [Текст] / Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова// Физико-технические проблемы Севера. Международная конференция, посвященная 30-летию ИФТПС (сборник трудов), Ч. 1.-Якутск,2000. -С.350-360.-Библиогр.: с.360.

11 Курилко, A.C. Рациональное использование естественного холода в регулировании температурного режима подземного холодильника [Текст] / А.С.Курилко, В.В.Кисе лев, Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова // Наука и образова-ние.-2000. -№4.-С. 66-69,-Библиогр.: с.69.

12 Хохолов, Ю.А. Оптимизация режимов вентиляции подземных холодильников при зимней хладозарядке естественным холодом [Текст] / Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова // III международная конференция по математическому моделированию. Тезисы докладов. - Якутск, 2001. -С. 172-173.

13 Kurilko, A.S. The prognosis of underground Refrigerators' Temperature Regime in the Permafrost Zone [Text] i A.S.Kurilko, V.V.Kiselev, YA.Khokholov, E.K.Romanova // ICEE 2001,7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22,2001.- Cracow, Poland.-P.8I-84.

14 Хохолов, Ю. A. Оптимизация режимов вентиляции подземных холодильников при зимней хладозарядке естественным холодом [Текст] / Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова // Наука и образование.- 2001.-№4. -С.24-26.-Библиогр.: с.2б.

15 Киселев, В.В. Математическое моделирование динамики температурного режима могильников твердых радиоактивных отходов, возводимых в криолитозоне [Текст] / В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов, М.В.Каймонов // Сергеевские чтения. Выпуск 4 / Мат-лы годичной сессии научн. совета РАН по проблемам геоэкологии, инж. геологии и гидрогеологии (Москва, 21-22 марта 2002) - М.: ГЕОС, 2002.-С.443-448. -Библиогр. с. 448.

16 Хохолов, Ю.А. Особенности тепломассообмена и льдообразования в вентиляционных скважинах россыпных шахт Заполярья в летний пери-од[Текст] / Ю.А.Хохолов, В.В.Киселев, В.А.Шерстов, М.В.Каймонов // Колыма, №3,2002.-С.16-19. -Библиогр. с. 19.

17 Хохолов, Ю.А. Расчет температурного режима сети горных выработок [Текст] / Ю.А.Хохолов, М.В.Каймонов // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: Материалы Межд. научн.-практ. конф. СибГИУ .-Новокузнецк, 2002.-С.145-147. -Библиогр. с. 147.

18 Васильев, П.Н. Формирование вентиляционных выработок для регулирования теплового режима шахты при комбинированной разработке месторождений полезных ископаемых [Текст] / П.Н. Васильев, Ю.А. Хохолов, А.П.Ефремов, С.М.Огнев // Горный информ.-аналит. бюллетень. -2002.- N6,.-С.243-24б.-Библиогр.: с.246.

19 Васильев, П.Н. Совершенствование способа образования полости сква-жинного заряда в многолетнемерзлых породах [Текст] / П.Н. Васильев, Ю.А.Хохолов // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2002.-N2.- С.145-146.-Библиогр.: с.146.

20 Хохолов, Ю.А. Программный комплекс оптимизации режима вентиляции подземных холодильников в условиях Севера [Текст] / Ю.А.Хохолов, Е.КЛ'оманова // Современные проблемы теплофизики в условиях Крайнего Севера: Матер, научн. конф. - Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2002. - С. 64-71. -Библиогр. с. 71.

21 Курил ко, А.С. Натурные исследования температурного режима подземного холодильника [Текст] / А.СЛСурилко, В,В.Киселев, Ю,А.Хохолов, Е.К.Романова, О.И.Сахарова // Современные проблемы теплофизики в условиях Крайнего Севера: Матер, научн. конф. — Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2002. - С. 99-107. -Библиогр. с. 12.

22 Khokholov, YuA. Heat calculation of the geo technical systems of condensing of the ore air at the mines and ore mine of the North [Text] / Yu. A.Khokholov,

A.S.Kurilko // Permafrost Engineering. Proceedings of the Fifth International Symposium,^^ September, 2002, Yakutsk: Permafrost Institute Press, 2003.-Vol.3 .-P, 68-72.

23 Каймонов, M.B. Методика расчета послойного намораживания пород при формировании льдопородного массива в горных выработках [Текст] / М.В. Каймонов, Ю.А.Хохолов, А.С,Курилко, Г.П.Необутов // Горный информ.-аналит. бюллетень, т- 2003. - № 9 - С. 47-49.-Библиогр,: с.49.

24 Шерстои, В.А. Выбор рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин высокомеханизированных круглогодичных россыпных шахт Заполярья [Текст] / В.А.Шерстов, В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов, М.В.Каймонов // Горный информ.-аналит. бюллетень. -2003. - № 7.- С. 61-63.-Библиогр.: с.63.

25 Хохолов, Ю.А. Совместное решение задач воздухораспределения и теплового режима в сети горных выработок криолитозоны [Текст] / Ю.А.Хо-холов // Горный информ.-аналит. бюллетень. - 2003. - № 7. — С. 70-72. - Биб-лиогр.: с.72.

26 Хохолов, Ю.А. Совершенствование способа регулирования теплового режима шахты криолитозоны теплоаккумулирующими выработками [Текст]/ Ю.А.Хохолов, П.Н.Васильев // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Сборник научных трудов. - Вып. 1. — Красноярск. — 2003. — С. 84-88.-Библиогр.: с.88,

27 Киселев, В.В. Прогноз температурного режима поверхностного курганного могильника твердых радиоактивных отходов в условиях глобального потепления климата [Текст] / В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов, М.В.Каймонов // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия). И Республиканская научи.-практ. конференция. Сборник тезисов. -Якутск, 2003.-С.25-26.

28 Хохолов, Ю.А. Теплообмен породных и закладочных массивов при отработке кимберлитов [Текст] / Ю.А.Хохолов, А.С.Курилко // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2004.-№1. - С.35-41.-Библиогр.: с.41.

29 Киселев, В.В. Совершенствование технологии сооружения курганных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне [Текст] /

B.В.Киселев, Ю.А.Хохолов, М.В.Каймонов // Горный информ.-аналит. бюллетень. -2004, - № 9. - С. 207-210.-Библиогр.: с.210.

30 Хохолов, Ю.А. Выбор оптимальных параметров температурного режима подземных холодильников криолитозоны [Текст] / Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова // Горный информ.-аналит. бюллетень. - 2004. -№ 9. - С. 290-292,-Библиогр.: с.292.

31 Хохолов, Ю.А. Динамика изменений прочности и температуры твердеющих закладочных массивов в условиях криолитозоны [Текст] / Ю.А,Хохолов, А.С.Курилко, Е.К.Романова // Труды II евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата: Часть V. Теплофизика й тепломассоперенос в материалах и конст-

рукциях на Севере,- Якутск: ЯФГУ «Изд-во СО РАН», 2004.-С.62-65. -Библиогр. с. 65.

32 Хохолов, Ю.А. Оптимизация формирования льдопородного массива в горных'выработках [Текст] / Ю.А. Хохолов, А.Ф. Мамонов, В.П. Зубков // Горный информ.-аналит. бюллетень. - 2004. - № 10. - С. 103-10б.-Библиогр.: с, 106.

33 Хохолов, Ю.А. Расчет температуры и воздухораспределения в сети горных выработок рудника «Айхал» [Текст] / Ю.А.Хохолов // Наука и обра-зование.-2005, -№1.-С. 25-28.-Библиогр.: с.28.

34 Васильев, П.Н. Технология первичной посадки кровли путем теплового воздействия на мерзлый массив [Текст] / П.Н.Васильев, Ю.А.Хохолов,

B,А.Шерстов // Горный информ.-аналит. бюллетень. - 2005. - № 3. - С. 325-328.-Библиогр.: с.328.

35 Киселев, В.В. Об особенностях эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах Заполярья в летний период [Текст] / В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов, В.А.Шерстов // Горный информ.-аналит. бюллетень. Региональное приложение «Якутия». - 2005. -Выпуск 1. - С. 299-307,-Библиогр.: с.307.

36 Курилко, А.С. Натурные исследования температурного режима горных выработок и вмещающего массива рудника «Айхал» [Текст] / А.С.Курилко, С.П Шкулев., В.В.Киселей, Ю.А.Хохолов , М.В.Каймонов, В.И.Попов, , Е.В .Макаров // Горный информ.-аналит. бюллетень. Темапгческое приложение «Аэрология». - 2005. - С. 90-100.-Библиогр.: с.ЮО.

37 Хохолов, Ю.А. Математическое моделирование процессов теплообмена в подземных выработках криолитозоны [Текст] / ЮА.Хохолов // Горный ин-форм.-аналит. бюллетень. Тематическое приложение «Аэрология». - 2005. -

C. 101-110. -Библиогр.: с. 110.

38 Хохолов, Ю.А. Математическое моделирование тепловых процессов в горных выработках криолитозоны [Текст] / Ю.А.Хохолов// Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны: Труды Межд. науч.-практ. конф.. - Якутск: Изд-во Ин-та мерзлотоведения СО РАН, 2005. - Т. 2. - С. 76-82. -Библиогр.: с.82.

•39 Khokholov, V.A. Mathematîcal Simulation of Thbrmal Processes in Underground Workings of Mines Located in the Cryolitic Zone [Text]/ Y.A.Khokholov, A.S.Kurilko H Eighth International Mine Ventilation Congress, 6-8 July 2005. Conférence Proceedings. - Brisbane, Australia, 2005.-P.467-470.

. 40 Попов, Г.И. Определение оптимального расстояния разгрузки бульдозера при разведке многолетнемерзлых россыпей траншеями в летний период [Текст] / Г.И.Попов, КХА.Хохолов, В.А.Шерстов // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. -2005.-Ks5.-С.49-52. -Библиогр.: с.52.

Авторские свидетельства, патенты, свидетельство на полезную модель

41 А.с.1474274 СССР, МКИ4 Е 21 D20/00 Способ крепления выработок в условиях многолетней мерзлоты [Текст] / А.Ф.Галкин, И.И.Ковлеков,

Ю.А.Хохолов (СССР).-№4209762/22-03; заявл. 16.03.87; опубл. 23.04.89, Бюл. № 15. -2 с, :ил.

42 А.с. 1717843 СССР, МКИ5 Е 21 Г 3/00 Способ защиты от обмерзания канала главного вентилятора при проветривании шахт и рудников Севера [Текст] / А.Ф.Галкин, А.С.Курилко, В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов (СССР).-№4618187/03; заявл. 07.12.88; опубл. 07.03.92, Бюл. № 9. -3 с. :ил.

43 Пат. № 2134459 Российская Федерация, МП К6 С, 21 Г 9/24. Способ захоронения твердых радиоактивных отходов в зоне многолетней мерзлоты [Текст]/ Киселев В.В., Хохолов Ю.А.; заявитель и патентообладатель ИГДС.-№97113864/25; заявл. 12.08.97; опубл. 10.08.99, Бюл, № 18.-^.с,:ил.

44 Пат. № 2187651 Российская Федерация, МПК7 Е 21 Р 1/00. Способ формирования вентиляционной сети для регулирования теплового режима шахты [Текст] / Васильев П.Н., Хохолов Ю.А., Ефремов А.П., Огнев С.М., Сергеев Г1.А.; заявитель и патентообладатель ИГДС.-№2000127983/03; заявл. 09.11.2000; опубл. 20.08.2002, Бюл. № 23. -5 с. :ил.

45 Свидетельство на полезную модель №23972 Устройство для создания полости в скважине [Текст] / П.Н.Васильев, Ю.А Хохолов, В.П. Зубков. -Опубл. 20.07.2002, Бюл. №20.

46 Пат. № 2198294 Российская Федерация, МПК7 £ 21 Г 1/00. Способ регулирования теплового режима шахты [Текст] / Васильев П.Н., Хохолов Ю.А.; заявитель и патентообладатель ИГДС.-№2000108031/03; заявл. 26.03.2001; опубл. 10.02.2003, Бюл. № 4. -4 с. :ил.

47 Пат. № 2238405 Российская Федерация, МПК7 Е 21 С 41/00. Способ разработки месторождений в условиях многолетней мерзлоты [Текст] / Васильев П.Н., Зубков В.П., Хохолов Ю.А.; заявитель и патентообладатель ИГДС.-№2002129982/03; заявл.10.11.2002; опубл.20.10.2004, Бюл. № 29,-3 с. :ил.

48 Пат. № 2263985 Российская Федерация, МПК4 в 21 И 9/34. Подземный бесконтейнерный способ захоронения твердых источников радиоактивного излучения в отработанных подземных горных выработках криолитозоны [Текст]/ Киселев В.В., Хохолов Ю.А.; Каймонов М.В.; заявитель и патентообладатель ИГДС.-№2003125163/06; заявл. 11.08.03; опубл. 10.П.05, Бюл. № 31. -4 с.:ил.

49 Пат. № 2265725 Российская Федерация, МПК7 Е 21 К 1/00. Способ формирования вентиляционной сета для регулирования теплового режима шахты [Текст] / Васильев П.Н., Хохолов Ю.А.; заявитель и патентообладатель ИГДС.-№2004110752/03; заявл. 08.04.2004; опубл. 10.12.2005, Бюл. № 34. -5 с. :ил.

Программы, зарегистрированные в Государственном фонде алгоритмов

н программ.

50 Хохолов Ю.А.» Романова Е.К. Оптимизация толщины теплозащитного покрытия, возводимого в горных выработках зоны многолетней мерзлоты. -М.:ВНТИЦ, 2000,-№50200000036.

51 Хохолов Ю.А. Расчет температурного режима теплоаккумулирующих выработок шахт и рудников криолитозоны. - М.:ВНТИЦ, 2004.-№50200400014.

52 Хохолов Ю.А., Каймонов М.В. Выбор оптимальных параметров систем кондиционирования на основе теплоаккумулирующих выработок. -М.:ВНТИЦ, 2004.-Х» 50200400016.

53 Хохолов Ю.А. Расчет воздухораспределения в сети горных выработок с учетом теплового режима. - М,:ВНТИЦ, 2004.-№ 50200400015.

54 Хохолов Ю.А., Киселев В.В., Каймонов М.В. Расчет температурного режима поверхностного (курганного) могильника твердых радиоактивных отходов в зоне многолетней мерзлоты. - М.:ВНТИЦ, 2004.-№ 50200400105.

55 Хохолов Ю.А. Расчет теплового взаимодействия породных и закладочных массивов при отработке рудных месторождений криолитозоны. -М.:ВНТИ1Х 2004.-№ 50200400106.

56 Хохолов Ю.А., Романова Н.К. Расчет температурного режима подземных соор)океннй на основе трехмерной модели, - М.:ВНТИЦ, 2004.-№ 50200400107.

Подписано в печать 9.03.2006 Формат 60x90/16

Объем 2 п.л. Тираж 100 экз. * Заказ № 40

Типография Московского государственного горного университета Ленинский проспект, д.6

Содержание диссертации, доктора технических наук, Хохолов, Юрий Аркадьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ И СУЩНОСТЬ НАУЧНОЙ ЗАДАЧИ.

1.1 Современное состояние вопросов вентиляции и регулирования теплового режима горных выработок.

1.2 Значение температурного фактора при разработке полезных ископаемых в криолитозоне.

1.2.1 Особенности разработки месторождений полезных ископаемых в криолитозоне.

1.2.2 Системы регулирования теплового режима шахт и рудников Севера на основе теплоаккумулирующих выработок.

1.3 Проблемы аккумулирования тепловой энергии в массиве горных пород.

1.4 Анализ методов математического моделирования тепловых процессов в горных выработках и массиве пород.

1.4.1 Методы прогноза тепловых условий в горных выработках.

1.4.2 Конечно-разностные методы решения задач теплообмена с фазовыми переходами влаги в горных породах.

1.5 Воздухораспределение в вентиляционных сетях шахт и рудников.

1.6 Постановка задач исследований.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И ВОЗДУ-ХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СЕТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК КРИОЛИТОЗО-НЫ.

2.1 Математическая модель процесса теплообмена в горных выработках криолитозоны.

2.1.1 Постановка задачи и алгоритм численного решения.

2.1.2 Оценка достоверности результатов прогноза.

2.2 Разработка методики расчета воздухораспределения в вентиляционных сетях.

2.2.1 Алгоритм выбора независимых циклов.

2.2.2 Метод расчета воздухораспределения в вентиляционной сети с помощью математической библиотеки численных методов IMSL.

2.2.3 Учет работы вентиляторов и естественной тяги.

2.2.4 Пример расчета воздухораспределения в вентиляционных сетях.

2.3 Расчет температурного режима сети подземных горных выработок крио-литозоны.

2.3.1 Алгоритм расчета температурного режима сети горных выработок.

2.3.2 Пример совместного решения задач воздухораспределения и теплового режима в сети горных выработок криолитозоны.

2.4 Расчет воздухораспределения в сети горных выработок рудника «Ай-хал».

3 СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА НА ОСНОВЕ ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИХ ВЫРАБОТОК (TAB) И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СКВАЖИН.

3.1 Оценка эффективности использования тепло аккумулирующих выработок в системах кондиционирования рудничного воздуха.

3.2 Оптимизация режима эксплуатации теплоаккумулирующих выработок.

3.3 Оптимизация параметров теплоизоляции теплоаккумулирующих выработок.

3.4 Рекомендации и изобретения на основе теплоаккумулирующих выработок.

3.5 Выбор рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин россыпных шахт криолитозоны.

4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ С УЧЕТОМ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И НЕОДНОРОДНОСТИ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

4.1 Математическое моделирование процесса теплообмена в выработке при наличии теплоизоляции с учетом неоднородности массива пород.

4.1.1 Математическая модель процесса теплообмена в выработке при наличии теплоизоляции.

4.1.2 Результаты численного расчета температурного режима массива горных пород вокруг выработки.

4.2 Теплообмен породных и закладочных массивов при отработке кимберлитов.

4.2.1 Математическая модель процесса теплообмена породных и закладочных массивов.

4.2.2 Оценка теплового влияния закладочного массива на окружающие выработку мерзлые горные породы.

4.3 Математическое моделирование и оптимизация процесса формирования льдопородного массива в горных выработках.

4.4 Использование технологии послойного намораживания и выработанного пространства рудников криолитозоны для захоронения твердых радиоактивных отходов (TPАО).

4.5 Математическое моделирование процесса послойного намораживания курганного могильника твердых радиоактивных отходов.

4.5.1 Проблемы захоронения твердых радиоактивных отходов в районах аварийных подземных ядерных взрывов.

4.5.2 Послойное намораживание могильника твердых радиоактивных отходов.

4.6 Расчет искусственно образованной полости в мерзлых породах на основе решения однофазной задачи Стефана.Г:.

5 ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА ЗИМНЕЙ ХЛАДОЗАРЯДКИ ПОДЗЕМНЫХ

ХОЛОДИЛЬНИКОВ.

5.1 Натурные исследования температурного режима подземного холодильника.

5.2 Прогноз температурного режима подземных холодильников для хранения мороженого продовольствия.

5.2.1 Влияние хладозарядки на температурный режим подземного холодильника.

5.2.2 Расчет требуемой мощности холодильных установок.

5.2.3 Расчет температурного режима подземного холодильника, загруженного продовольствием.

5.3 Оптимизация режимов вентиляции подземных холодильников при зимней хладозарядке естественным холодом.

5.4 Расчет температурного режима подземных сооружений на основе трехмерной математической модели.

5.5 Выбор оптимальных параметров температурного режима подземных холодильников криолитозоны.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Физико-техническое обоснование теплового режима горных выработок криолитозоны"

Актуальность работы. Более 50% территории страны занимает зона вечной мерзлоты и именно на Севере находится значительная часть минерально-сырьевых ресурсов. Сегодня из разведанных запасов активной является лишь небольшая часть. Из-за неразвитой инфраструктуры, дороговизны ввозимых материалов, сложности транспортной схемы и т.д., а также крайне жестких климатических условий и наличия толщи многолетнемерзлых горных пород, например, в Якутии разрабатываются только 30% разведанных месторождений золота, 10% углей Ленского бассейна, 20% олова, не ведется добыча железной руды, вольфрама и т.д. Изменить сложившуюся ситуацию можно только в том случае, если будут разработаны высокоэффективные технологии, в основу которых должны быть положены закономерности поведения массивов горных пород при разработке полезных ископаемых. Эта проблема комплексная, и для ее решения необходимо изучение процессов, происходящих в массивах горных пород, с позиций физики, механики, теплофизики и т.д. Динамика теплового режима является одним из основных факторов, оказывающих влияние на поведение горных пород в условиях криолитозоны, и в значительной степени определяет технологию ведения горных работ. Физико-техническое обоснование теплового режима выработок позволит обеспечить эффективное и безопасное ведение горных работ в условиях криолитозоны. Известно, что влагонасыщенные дисперсные горные породы в мерзлом состоянии, сцементированные льдом, по прочностным характеристикам приближаются к скальным породам и могут выдерживать значительные нагрузки, а при положительных температурах их прочность резко падает, что негативно сказывается на устойчивости выработок и безопасности горных работ.

Ю.В.Шувалова, С.Г.Гендлера, В.Н.Скубы, Е.А.Ельчанинова, В.Ю.Изаксона, А.Ф.Галкина, В.А.Шерстова, Е.Е.Петрова и др. Однако известные методики не позволяют решать весь круг задач горной теплофизики для условий крио-литозоны. В частности, при расчете систем вентиляции шахт и рудников недостаточно полно учитываются процессы теплообмена воздуха с окружающим горным массивом, тепловые процессы, происходящие при фазовых переходах влаги в горных породах, тепловыделения от различных механизмов, закладочных массивов и т.д. Одними из эффективных способов регулирования теплового режима шахт и рудников являются теплоаккумулирующие выработки (TAB), предназначенные для нагрева (охлаждения) вентиляционного потока. Их применение позволяет снизить затраты на обеспечение требуемого температурного режима и повысить надежность системы кондиционирования воздуха. Вместе с тем недостаточная изученность особенностей формирования теплового режима теплоаккумулирующих выработок и отсутствие обоснованных рекомендаций по их эксплуатации не позволяют использовать TAB в должной мере.

Разработка ряда месторождений ведется подземным способом с закладкой выработанного пространства, которая позволяет существенно снизить потери и разубоживание. Однако широкое применение данной технологии на месторождениях, расположенных в криолитозоне, сдерживается дороговизной строительства закладочных комплексов, дефицитом вяжущих материалов, сложностью транспортной схемы, негативным влиянием отрицательных температур на скорость твердения цементного закладочного массива и т.д. На отдельных месторождениях в условиях криолитозоны используется льдопородная закладка. Данный способ возведения закладочных массивов отличается низкой стоимостью по сравнению с традиционными технологиями закладки выработанного пространства. Широкое использование данной технологии, даже при наличии соответствующих условий, сдерживается отсутствием научно обоснованных подходов, позволяющих на стадии проектирования выбрать рациональные режимы ведения горных работ.

В связи вышеизложенным установление закономерностей теплообмена в подземных горных выработках криолитозоны, необходимых для разработки способов регулирования теплового режима и выбора оптимальных технологий ведения горных работ, является актуальной научной проблемой.

Работа выполнена в рамках НИР ИГДС СО РАН «Совершенствование и разработка методов и средств оценки свойств, строения и состояния много-летнемерзлого массива горных пород с учетом происходящих в нем тепловых и механических процессов для модернизации существующих и создания новых нетрадиционных технологий освоения недр Севера» (№ госрегистрации 01.200.115731), проекта 25.2.3 «Особенности деформирования и разрушения геоматериалов в условиях неоднородных температурных и силовых полей», проекта №2-10 «Изыскание рациональных способов регулирования теплового режима шахт и рудников Якутии» республиканской научно-технической программы №2 «Благородные и цветные металлы Якутии» и поддержана грантами РФФИ (проекты №03-05-96083 и №05-08-50083а).

Для достижения поставленной в диссертации цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать методику расчета температурного режима теплоаккуму-лирующих выработок;

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна.

3 Установлены закономерности гидратации цемента твердеющего закладочного массива с учетом влияния тепловой энергии криолитозоны, объемов закладочных массивов, размеров охранных целиков и порядка отработки захо-док.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

• корректностью математических моделей теплообмена в горных выработках;

Научное значение работы состоит: в разработке методики совместного решения задач воздухораспределения и температурного режима сети подземных горных выработок рудников криолитозоны, отличающейся от известных тем, что предлагаемая методика учитывает воздухораспределение в сети, величину естественной тяги, режим работы вентиляторов, наличие теплоизоляции выработок и фазовые переходы влаги в окружающих горных породах; в разработке математических моделей, алгоритмов и программ для прогноза и управления тепловыми процессами в выработках при ведении горных работ для условий криолитозоны; в определении оптимальных режимов эксплуатации теплоаккумулирую-щих выработок и подземных холодильников криолитозоны; в установлении закономерностей процессов тепломассообмена в вентиляционных скважинах при секционном проветривании круглогодичных россыпных шахт криолитозоны с учетом протаивания пород устьевой части в летний период, что позволило выбрать рациональные режимы вентиляции, исключающие их закупоривание; в установлении закономерностей теплообмена наземных льдопородных сооружений (курганного могильника твердых радиоактивных отходов) в криолитозоне с атмосферным воздухом при возведении его способом послойного намораживания.

Практическое значение работы заключается: в разработке рекомендаций по регулированию температурного режима и воздухораспределения в сети горных выработок рудников криолитозоны в зависимости от времени года; в разработке рекомендаций по эксплуатации теплоаккумулирующих выработок (TAB) в условиях криолитозоны, которые вошли составной частью в работу «Рекомендации по предупреждению эндогенных пожаров при отработке многолетнемерзлых угольных пластов (на примере угольных шахт Якутии)»; в разработке «Рекомендаций по строительству и эксплуатации подземного холодильника»;

Практическая ценность и новизна исследований подтверждается также тем, что на их основе получено 2 авторских свидетельства, 6 патентов и 1 свидетельство на полезную модель, в Государственном фонде алгоритмов и программ зарегистрировано 7 программ для расчета температурного режима горных выработок и массива пород криолитозоны.

Рекомендации по регулированию теплового режима шахты «Джеба-рики-Хая» на основе теплоаккумулирующих выработок» переданы шахте и использованы при эксплуатации системы вентиляции с TAB.

Рекомендации по строительству и эксплуатации подземного холодильника» приняты СВЭС ОАО «Сахаэнерго» к применению.

Временные инструктивные указания по выбору рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах криолито-зоны» приняты к применению в ОАО «Депутатсколово».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на семинарах и заседаниях ученого совета ИГДС СО РАН (г. Якутск), на сессиях Всесоюзного семинара по горной теплофизике (г. Киев, 1985 г., г. Якутск, 1986 г., г. Киев, 1987 г., г. Житомир, 1989 г), на семинарах «Недели горняка» (г. Москва, 2002-2005 гг.), на Международной конференции «СНМТ99» по тепломассопереносу (г. Фамагуста, Северный Кипр, Турция, 1999 г.), на Международной конференции «Физико-технические проблемы Севера»(Якутск, 2000 г.), на научной конференции «Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых» (г. Новосибирск, 2001г.), на III Международной конференции по математическому моделированию (г.Якутск, 2001 г.), на VIII Международной научно-практической конференции «Перспективные технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2001 г.), на Международном симпозиуме по инженерному мерзлотоведению (г. Якутск, 2002 г.), на VII Международном конгрессе по горной вентиляции (г. Краков, Польша, 2002 г.), на годичной сессии научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2002 г.), на II Республиканской научно-практической конференции по радиационной безопасности (г. Якутск, 2003), на II Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (г. Якутск, 2004 г.), на VIII Международном конгрессе по горной вентиляции (г. Брисбен, Австралия, 2005 г.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозо-ны» (г. Якутск, 2005).

Публикации. Основные результаты исследований отражены в 56 работах, в том числе 1 монографии, 8 авторских свидетельствах и патентах на изобретения, 1 свидетельстве на полезную модель, 18 статьях, опубликован ных в научных изданиях, рекомендованных ВАК России.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Хохолов, Юрий Аркадьевич

Основные выводы и результаты, полученные лично автором:

1 Впервые разработана методика совместного решения задач воздухораспределения и теплового режима в сети горных выработок криолитозоны, которая позволяет рассчитать температурный режим и ореолы протаивания во всех выработках сети, и учитывает нестационарное взаимовлияние процессов воздухораспределения и теплообмена в выработках сети с учетом фазовых переходов влаги в горных породах.

2 Установлены закономерности формирования температурного режима теплоаккумулирующих выработок, учитывающие их протяженность, фазовые переходы влаги и свойства горных пород. При больших расходах поступающего воздуха экономически целесообразно разделить весь поток на две части, одну часть подать через теплоаккумулирующие выработки и смешивать со второй (свежей) частью воздуха перед подачей в шахту. Оптимизация расходов воздуха в теплоаккумулирующих выработках позволяет снизить затраты на 13-28%.

4 Разработана математическая модель теплового взаимодействия твердеющих закладочных и мерзлых породных массивов с учетом внутренних источников тепла и фазовых переходов влаги, а также программный комплекс для решения задач теплообмена породных и закладочных массивов при отработке рудных месторождений горизонтальными слоями, что является основой для выбора технологических параметров (расход цемента, размеры и порядок отработки блоков и т.д.).

5 Установлены закономерности формирования льдопородного массива в горных выработках, возводимого способом послойного намораживания в зависимости от толщины и времени замораживания единичного слоя и теплофизических характеристик закладочных материалов. Оптимизация технологических параметров послойного намораживания при закладке выработанного пространства обеспечивает сокращение сроков и затрат на отработку месторождения. В частности, по результатам расчета оптимальная толщина слоя для условий рудника «Айхал» составляет 0,4 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Хохолов, Юрий Аркадьевич, Якутск-М.

1. Hartman, H.L. Mine ventilation and air conditioning Text. / H.L. Hartman, J. M. Mutmansky, R. V. Ramani, Y.J. Wan -New York: John Wiley & Sons Inc., 1997. -752 p.

2. Wallace, K.G., Jr. General operational characteristics and industry practices of mine ventilation systems Text. / K.G.Wallace, Jr. //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001,- Cracow, Poland,2001.-P. 229-234.

3. Heim, G. Grube-V: The special software in a groupware environment Text. / G.Heim, C.Aguilar, R.Hunefeld //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress June 17-22,2001.- Cracow, Poland,2001.-P.325-330.

4. Widzyk-Capehart, E. Agnew gold mine expansion mine ventilation evaluation using Ventsim Text. / E.Widzyk-Capehart, B.Watson //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress June 17-22, 2001.- Cracow, Poland,2001.-P. 345-352.

5. Sasaki, K. An integrated mine ventilation simulator "MIVENA Ver. 6" with applications Text. / K.Sasaki, C. Dindiwe // Proc. of the North American/Ninth U.S. Mine Ventilation Symposium.- Kingston, Canada, 2002.-P. 243-251.

6. Fileppo, E. An enhanced pc operating software for numerical simulations ofmine ventilation networks: main features, performance and field tests results Text.

7. E.Fileppo, M.Patrucco, I.Manfroi, D.Savoca//ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001. Cracow, Poland,2001.-P. 331-338.

8. Greuer, R.E. Establishing mine ventilation potentials Text. / R.E.Greuer //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001,- Cracow, Poland,2001.-P. 9-16.

9. Struminski, A. Poly-Optimisation of mining ventilation in underground mines Text. / A.Struminski, B.Madeja-Struminska //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001,- Cracow, Poland,2001.-P.41-45. .

10. Kloc, L. The influence of heating airflow through downcast shafts on the stability of air streams in a mine Text. / L.Kloc, N.Szlazak, A.Tor //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress June 17-22, 2001,- Cracow, Poland,2001.-P. 23-28.

11. Зимин, JI. Б. Определение движущих сил и объемов естественной вентиляции подземных объектов сложной топологии Текст./ Л. Б. Зимин // Эко-технология и ресурсосбережение. 2000. -№3. - С. 60-65. Библиогр.: с. 65.

12. Мохирев, Н. Н Одна подземная ВУГП вместо двух поверхностных на руднике АО СП «Гипс-KNAUF»Текст. / Н. Н.Мохирев, В.И.Култыгин//Безо-пасность труда в промышленности. 2001. - № 11.- С. 5-7. -Библиогр.: с. 7.

13. Минин, В.В. Вентиляторные установки для современных рудников Текст. / В.В. Минин // Изв. вузов. Горный журнал.-2004.-№2.-С.49-51. -Библиогр.: с. 51.

14. Казаков, Б.П. Формирование и нормализация миклоклимата подземных рудников при разработке месторождений калийных солей Текст. / Б.П. Казаков: Автореф.дисс. . докт. техн. наук / Горн, ин-т УрО РАН, Пермь, 2001.- 47 с.

15. Каледина, Н.О. Аэродинамическая связь с поверхностью в условиях подземного кимберлитового рудника Текст. / Н.О.Каледина, И.В.Дюкарев // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2001. - № 6. - С. 5-12. -Библиогр.: с. 12.

16. Crossley, A.J. Climatic and thermodynamic modeling of rapid development drivages Text. / A.J. Crossley, I.S. Lowndes //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001,- Cracow, Poland,2001.-P. 57-61.

17. Waclawik, J. Heat balance of the mining faces of a copper mine Text. / J.Waclawik, W.Turkiewicz //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001.-Cracow, Poland,2001.-P. 69-74.

18. Дударь, Е.С. Конденсация влаги при турбулентности движении паровоздушной смеси в вентиляционной сети калийного рудника Текст. / Е.С.

19. Дударь, Н.Н. Мохирев// 8 Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, Пермь, 23-29 авт., 2001 : Аннотации докладов. Екатеринбург, 2001.-С. 240.

20. Calizaya, F. Effect of water fall on ventilation shafts Text. / F.Calizaya, K.Karmawan, I.J.Duckworth //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001.- Cracow, Poland,2001.-P. 17-22.

21. Kazakov, B.P. The connected task of non-Stationary heat exchange between mine air and mining massif Text. / B.P.Kazakov, A.W.Shalimov //ICEE 2001: 7.th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001.- Cracow, Poland,2001.-P. 63-68.

22. Knechtel, J. A Method for calculation of environmental parameters in driven workings with thermal insulation of rock surfaces Text. / J.Knechtel //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001.- Cracow, Poland,2001.-P.75-80.

23. Kertikov, V. Influence of relative humidity variations along mine workings on air-flow temperature Text. / V.Kertikov //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001.- Cracow, Poland,2001.-P.85-90.

24. Почтаренко, Н.С. Тепловые расчеты горных выработок в условиях экзогенных пожаров Текст. / Н.С. Почтаренко, В.П. Греков, Н.А. Березовский, В.И. Назаренко //Горный информ.-аналит. бюллетень. 2000. -№7. - С. 71-73. -Библиогр.: с. 73.

25. Алабьев, В.Р. Прогноз и разработка мер по регулированию теплового режима глубоких шахт на персональных ЭВМ Текст. / В.Р.Алабьев, В.А.Кузин //Уголь Украины. 2001. - № 6. - С. 30-31. -Библиогр.: с. 31.

26. Lopez, R.J. Estudio de sistemas de climatizacion Text. / Lopez Rafael Jaime, Nin i Lumbiarres Albert, De Benito i Panillo Ricard. // Instalador. 2000. -№ 368.-P. 27-28.

27. Гендлер, С.Г. Управление качеством воздуха при эксплуатации подземных сооружений транспортного назначения Текст. / С.Г.Гендлер // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2000.- №7. - С. 99-105. - Библиогр.: с. 105.

28. Biffi, М. Heat loads and cooling requirements for different ultra-deep stop-ing configurations Text. / M.Biffi, S. J.Bluhm //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001.- Cracow, Poland,2001.-P.399-408.

29. Rawlins, C.A. Reduction of mine heat loads Text. / C.A.Rawlins, H.R.Phillips //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress June, 1722, 2001,- Cracow, Poland,2001.-P. 381-389.

30. Sheer, T.J. Ice as a coolant for deep mines Text. / T.J.Sheer, M.D.Butterworth, R.Ramsden //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress June 17-22,2001. Cracow, Poland,2001.-P.355-361.

31. Nowak, B. The effect of the velocity of air flowing through an intermediary membrane cooler on its thermal power Text. / B.Nowak, K.Filek, S.Nawrat,

32. J.Roszkowski /ЛСЕЕ 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 1722,2001. Cracow, Poland,2001.-P.363-369.

33. Rawlins, C.A. Mine cooling strategies and insulation of chilled water pipes Text. / C.A.Rawlins, H.R.Phillips //ICEE 2001: 7th International Mine Ventilation Congress, June 17-22, 2001. Cracow, Poland,2001.-P. 372-379.

34. Гончаров, C.A. Термодинамика: Учебник Текст. / С.А.Гончаров. -2-е изд. -М.: Изд-во Моск. гос. горного унив.,2002.-440 c.-ISBN 5-7418-0010-6.

35. Bandopadhyay, S. Thermosyphons for Removal of Ventilation-Induced Heat in an Underground Placer Mine in the Arctic Text. / S. Bandopadhyay, H.Wu, M.G.Nelson, V. Izaxon // Transactions, SME/AIME, Vol. 300, , 1996. P. 1915-1921.

36. Изаксон, В.Ю. Расчет крепи горных выработок в многолетней мерзлоте Текст. / В.Ю. Изаксон, Е.Е. Петров, А.В. Самохин, Акад. наук СССР, Сиб. отделение, Якут, филиал, Ин-т горного дела Севера. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1988.- 124 с.

37. Попов Ф.С. Вычислительные методы инженерной геокриологии Текст. / Ф.С. Попов, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т физ.-тех. проблем Севера. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1995. -136 с.

38. Галкин, А.Ф. Набрызгбетонная теплозащитная крепь Текст. / А.Ф. Галкин, В.В. Киселев, А.С. Курилко, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера.-Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1992. -164 с. -Библиогр.: с. 154-159.-300 экз.-ISBN 5-7623-0474-4.

39. Галкин, А.Ф.Оптимизация параметров рекуперативной системы кондиционирования рудничного воздуха Текст. / Галкин А.Ф., Хохолов Ю.А., Иванов В.И. // Тез. докл. VII республ. конф. молодых ученых и специалистов. Якутск, 1988. - Часть 2. - С. 84-85.

40. Хохолов, Ю. А. Оптимизация режимов вентиляции подземных холодильников при зимней хладозарядке естественным холодом Текст. / Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова// Наука и образование.- 2001.-№4. -С.24-26.-Библиогр.: с.26.

41. Трупак, Н.Г. Замораживание грунтов при строительстве подземных сооружений Текст. / Н.Г.Трупак. М.: Недра, 1979. - 344с.

42. Насонов, И.Д. Исследование параметров замораживания при проведении горизонтальных выработок Текст./ И.Д.Насонов, М.Н.Шуплик, В.И.Ресин. М.: Недра, 1980. -248 с.

43. Шувалов, Ю.В. Регулирование теплового режима шахт и рудников Севера: Ресурсосберегающие системы Текст. / Ю.В. Шувалов Л.: Изд-во ЛГУ, 1988.-196 с.

44. Необутов, Г.П. Разработка рудных месторождений с использованием замораживаемой закладки в условиях многолетней мерзлоты Текст. / Г.П.

45. Необутов, В.Г. Гринев, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1997. - 104 с.

46. Мамонов, А.Ф. Взаимодействие вмещающих пород с закладочным массивом на россыпных шахтах Севера Текст. / А.Ф. Мамонов, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1999.- 154 с.

47. Емельянов, В.И. Повышение эффективности подземной добычи ценных руд и песков в условиях криолитозоны Текст. / В.И. Емельянов, Ю.В. Михайлов, В.В. Иванов // Горный информ.-аналит. бюллетень. 1999. - №3. -С.81-82.-Библиогр.: с. 82.

48. Ким, В.П. Использование низкопотенциальных источников тепла на шахтах Севера Текст. / В.П. Ким, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера .-Якутск: Изд-во ЯНЦ СО АН СССР, 1991 .-84 с.

49. Дядькин, Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера Текст. / Ю.Д. Дядькин. М.: Недра, 1968. - 256 с.

50. Насонов, И.Д. Закономерности формирования ледопородных ограждений при сооружении стволов шахт Текст./ И.Д.Насонов, М.Н.Шуплик .- М.: Недра, 1976. -276 с.

51. Насонов, И.Д. Технология строительства подземных сооружений Текст.: учебник для вузов в 3-х частях. Ч.Ш. Специальные способы строительства / И.Д.Насонов, В.А.Федюкин, М.Н.Шуплик. М.: Недра, 1983. - 311 с.

52. Шерстов, В.А. Совершенствование подземной разработки талых и мерзлых россыпей Текст. / В.А. Шерстов, А.И. Сигаев, Н.М. Кивилева, Я.М.Хор, Акад. наук СССР, Сиб. отделение, Якут, филиал, Ин-т горного дела Севера. Якутск: ЯИЦ СО РАН СССР, 1989-164 с.

53. Шувалов, Ю.В. Выбор параметров теплоаккумулирующих выработок сланцевых шахт (методика расчета) Текст. / Ю.В.Шувалов, С.Г.Гендлер, Г.Б.Фрайман. -Л.: Изд-во ЛГИ, 1990.-37 с.

54. Березин, В.П. Славный путь горняков Севера Текст. / В.П. Березин // Колыма.-1968.-№ 11.-С.10-15. -Библиогр.: с. 15.

55. Дядькин, Ю.Д. Влияние теплового режима шахт на запыленность рудничного воздуха в зоне вечной мерзлоты Текст. / Ю.Д. Дядькин // Колыма. 1965. - № 1. - С. 18-24. -Библиогр.: с. 24.

56. Андриенко, В.И. О снижении запыленности шахтной атмосферы в условиях криолитозоны Текст. / В.И. Андриенко // Колыма. 1962. - № 12, -С. 34-36. -Библиогр.: с. 36.

57. Изаксон, В.Ю. Вопросы механики многолетнемерзлых горных пород Текст. / В.Ю. Изаксон, Акад. наук СССР, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1990. - 172 с.

58. Ельчанинов, Е.А. Проблемы управления термодинамическими процессами в зоне влияния горных работ Текст. / Е.А. Ельчанинов.-М.:Наука, 1989.-240 с. Библиогр.: с. 230-235.-1200 экз.- ISBN 5-02-005909-9.

59. А.с. 688642 СССР МКИ Е 21 F 3/00 Способ регулирования температуры воздушной струи горных выработок Текст. /Е.А.Ельчанинов.- Опубл. в БИ, 1979, №36.

60. А.с. 823596 СССР МКИ Е 21 F 3/0Т) Способ регулирования температуры воздушной струи горных выработок Текст. /Е.А.Ельчанинов.- Опубл. в БИ, 1979, №36.

61. Пат. 2162945 Россия, МПК7 Е 21 F 1/00 Способ использования геотермальной энергии при проветривании шахт Текст. / А.А.Атрушкевич,

62. О.А.Атрушкевич, А.И.Субботин, А.В.Сурков, С.В.Березнев. N 98112488/03; Заявл. 26.06.1998; Опубл. 10.02.2001, Бюл.№4(4.2).- С.296.

63. А.с. 1201518 СССР МКИ1 Е 21 F 3/00 Способ регулирования теплового режима шахт Текст./В.П.Ким, В.Н.Скуба- Опубл. в БИ, 1985, №48.

64. Chahroudy, D. Development of thermocrete heat storage materials Text. / D. Chahroudy // Sun: Manind's Future Source Enerqy. Vol.1. Proc. Int. Solar Energy Soc. Congr., New Dehli, 1978,-New York e.a., 1978,-P.521-523.

65. Graue, R. Analyse von Warmespeichersystemen Text. / R. Graue, J.Blumenberg // Ki. Klima-Kalte-Heiz. 1981, Vol.9. - №10. - S.467-472.

66. Scholz F. Warme puffern lohnt,lagern nicht Text. / F. Scholz // Ener-gie(BRD). 1983, Vol.35. - N5. - S. 133-137.

67. A.c. 1046538 СССР МКИ1 E 21 F 3/00 Способ регулирования теплового режима шахты в условиях многолетней мерзлоты Текст. /А.Е.Слепцов, В.А.Шерстов, М.А.Розенбаум.-Опубл. в БИ, 1983, N 37.

68. А.с. 1160047 СССР МКИ1 Е 21 F 3/00 Способ подогрева рудничного воздуха Текст. / Ю.В.Шувалов, В.П.Щукин, В.Н.Зуев, С.А.Лярский, Р.Г.Алибеков. Опубл. в БИ, 1985, N21.

69. Шор, А.И. Анализ применения рекуперативных схем теплообменных выработок при подготовке шахтных полей в зоне многолетней мерзлоты Текст. / А.И.Шор // Научн. сообщ. Ин-та горн, дела им А.А.Скочинского.-1981,- №196. С. 87-91. -Библиогр.: с. 91.

70. Способы вскрытия, подготовки и системы разработки шахтных полей Текст. / Б.Ф.Братченко, М.И.Устинов, Л.Н.Гапанович и др.; под общ. ред. Б.Ф.Братченко. М.:Недра,1985. - 494 с. -Библиогр.: с.489-491. - 5600 экз.

71. Хохолов, Ю.А. Расчет регенеративной системы кондиционирования рудничного воздуха Текст. / Ю.А. Хохолов // Тезизы докл. VI республ. конф. молодых ученых и специалистов. Якутск, 1986. - Часть 3. - С. 72-73.

72. Галкин, А.Ф. Оптимизация параметров подземных аккумуляторов энергии Текст. / А.Ф.Галкин, В.А.Шерстов, Ю.А.Хохолов, Е.К.Романова.// Тезисы докл. Междунар. конф. «Проблемы геотермальной энергии».- С.Петербург, 21-27 июня, 1993 г.- СПб, 1993. С. 148.

73. Scmid, W. Hannover Messe: Betonierte Eisspeicher Verbessern Kaltever-sornung Text. / W. Scmid // Ki Luft- und Kaltetechn. -2000.-Vol.36, №11.-P. 524. •

74. Рекомендации по оценке эффективности систем сбора низкопотенциального тепла грунта для целей теплохладоснабжения зданий Текст. / НИ-ИСФ. -М.: Стройиздат, 1988. -16 с.

75. Лукин, B.C. Аэрация горных пород путь к сохранению и использованию зимнего холода и летнего тепла Текст. /B.C. Лукин // Проблемы геометеорологии и аккумуляции зимнего холода: Сб.науч. трудов.-Свердловск:УрО АН СССР, 1990.-С.7-10. -Библиогр.: с. 10.

76. Рекомендации по строительству, реконструкции и эксплуатации подземных холодильников в Якутской АССР Текст. -Якутск, 1982.-52с.

77. Зильберборд, А.Ф. Тепловой режим подземных сооружений и инженерно-геологические условия их оптимального размещения Текст. / А.Ф. Зильберборд, Г.С. Горская, М.А. Городецкая.-М.: Недра, 1977. -151с.

78. Самохин, А.В. Подземные сооружения многоцелевого назначения на Крайнем Севере Текст. / А.В. Самохин, В.Ю. Изаксон // ФТПРПИ. 1992. -№5.-С.77-81.-Библиогр.: с. 81.

79. Курилко, А.С. Натурные исследования температурного режима подземного холодильника Текст. / А.С. Курилко, В.В. Киселев, Ю.А. Хохолов,

80. Е.К. Романова, О.И. Сахарова // Современные проблемы теплофизики в условиях Крайнего Севера: Материалы научн. конф. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2002. - С. 99-107. -Библиогр.: с. 12.

81. Киселев, В.В. Ликвидация последствий аварийных подземных ядерных взрывов в зоне многолетней мерзлоты Текст. /В.В. Киселев, И.С. Бурцев, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. Якутск: ЯНЦСОРАН, 1999.- 148 с.

82. Постановление Правительства Российской Федерации от 23 октября 1995 г. № 1030 "О Федеральной целевой программе "Обращение с радиоактивными отходами, отработавшими ядерными материалами, их утилизация и захоронение на 1996-2005 годы".

83. Пермяков, П.П. Математическое моделирование техногенного загрязнения в криолитозоне Текст. / П.П. Пермяков, А.П Аммосов, Рос. акад. наук,

84. Сиб. отделение, Ин-т физ.-тех. проблем Севера. Новосибирск: Наука, 2003. -224 с. -Библиогр.: с. 201-220.-300 экз.- ISBN 5-02-032046-3.

85. Скуба, В.Н. Исследование устойчивости горных выработок в условиях вечной мерзлоты Текст. / В.Н. Скуба. Новосибирск: Наука, 1974. - 120 с.

86. Сухан, JI. Кондиционирование воздуха в глубоких шахтах Текст. / Л. Сухан. М.: Недра, 1969. - 208 с.

87. Скуба, В.Н. Подземная разработка угольных месторождений в условиях вечной мерзлоты Текст. / В.Н. Скуба. М.: Недра, 1976. - 96 с.

88. Цой, П.В. Методы расчета задач тепломассопереноса Текст./ П.В.Цой. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 416 с.

89. Лыков, А.В. Тепломассообмен (справочник) Текст. / А.В. Лыков М.: Энергия, 1978.- 480 с.

90. Беляев, Н.М. Методы теории теплопроводности: В 2-х частях Текст. / Н.М. Беляев, А.А.Рядно. М.: Высшая школа, 1982. - Часть 1. - 327 с.

91. Карслоу, Х.С. Теплопроводность твердых тел Текст. / Х.С. Карслоу, Д.К. Егер М.: Наука, 1964. - 488 с.

92. Щербань, А.Н. Руководство по регулированию теплового режима шахт Текст. / А.Н. Щербань, О.А. Кремнев, В.Я. Журавленко. М.: Недра, 1977.- 359 с.

93. Воропаев, А.Ф. Теория теплообмена рудничного воздуха и горных пород в глубоких шахтах Текст. / А.Ф. Воропаев. М.: Недра, 1977. - 359 с.

94. Брайчева, Н.А. Методы расчета температуры вентиляционного воздуха подземных сооружений Текст. / Н.А., Брайчева, В.П. Черняк, А.Н. Щербань. Киев: Наукова думка, 1981. - 183 с.

95. Гендлер, С.Г. Тепловой режим подземных сооружений Текст. / С.Г.Гендлер. Л.: Изд. ЛГИ, 1987. -102 с.

96. Дядькин, Ю.Д. Теоретические и экспериментальные основы прогноза теплового режима шахт Севера Текст. / Ю.Д. Дядькин, Ю.А. Буденный // Записки ЛГИ,- Л.: Недра, 1968. Вып. 1, Т. 55. - С. 47-55. -Библиогр.: с. 55.

97. Рубинштейн, Л.И. Проблема Стефана Текст. / Л.И. Рубинштейн. Рига: Звайгзне, 1967. - 456 с.

98. Мейрманов, A.M. Задача Стефана Текст. / А.М.Мейрманов. -Новосибирск: Наука, 1986. -240 с.

99. Будак, Б.М. Разностный метод со сглаживанием коэффициентов для решения задач Стефана Текст. / Б.М. Будак, Е.Н. Соловьева, А.Б. Успенский // Журнал вычислит, мат. и мат. физики. 1965. - Т. 5, №5. - С. 828-846. -Библиогр.: с. 846.

100. Самарский, А.А. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана Текст. / А.А. Самарский, Б.Д. Моисеенко // Журнал вычислит. мат. и мат. физики. 1965. - Т. 5, №5. - С. 816-827. -Библиогр.: с. 827.

101. Самарский, А.А. Вычислительная теплопередача Текст. / А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич- М.: Едиториал УРСС, 2003. -784 с. 800 экз.-ISBN 5-354-00234-6.

102. Васильев, В.И. ТепломассоПеренос~в промерзающих и протаивающих грунтах Текст. / В.И. Васильев, A.M. Максимов, Е.Е. Петров, Г.Г. Цыпкин -М.: Наука: Физматлит, 1996.-224 с.

103. Павлов, А.Р. Математическое моделирование процессов тепломассо-переноса и температурных деформаций в строительных материалах при фазовых переходах Текст. / А.Р.Павлов. Новосибирск: Наука, 2001. -176 с.

104. Охлопков, Н.М. Методологические вопросы теории и практики разностных схем Текст. / Н.М.Охлопков. Иркутск: Изд-во Ирк. гос. ун-та, 1989. -256 с.

105. Будак, Б.М. Разностные методы решения некоторых краевых задач типа Стефана Текст. / Б.М. Будак, Ф.П. Васильев, А.Б. Успенский // Численные методы в газовой динамике. М.: Изд-во МГУ, 1965. - Вып. 4. - С.139-183. -Библиогр.: с. 183.

106. Васильев, Ф.П. О методике конечных разностей для решения однофазной задачи Стефана Текст. / Ф.П. Васильев // Журн. вычисл. мат. и мат. физики. 1963. - Т. 3, №5. - С. 861-873. -Библиогр.: с. 873.

107. Будак, Б.М. Численное решение задачи типа Стефана для одной квазилинейной параболической системы Текст. / Б.М.Будак, В.Г.Меламед // Вычислительные методы и программирование. М.: Изд-во МГУ, 1967. -Вып. 8. - С. 121-138. -Библиогр.: с. 138.

108. Павлов, А.Р. Разностный метод решения задачи типа Стефана для одной системы уравнений тепло и массопереноса Текст. / А.Р. Павлов // Дифференциальные и интегральные уравнения. Иркутск: Изд-во Ирк. гос. ун-та, 1973.- Вып.2. С. 18-26. -Библиогр.: с. 26.

109. Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики Текст. / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. М.: Наука, 1977. - 736 с.

110. Кудрин, В.Д. Задача Стефана для вещества, помещенного в контейнер конечной длины Текст. / В.Д. Кудрин, О.А. Махоткин // Математические проблемы химии. Новосибирск: Наука, 1970. - С. 57-74. -Библиогр.: с. 74.

111. Петров, Е.Е Разработка численных методов прогнозирования и управления устойчивостью горных выработок в области многолетней мерзлоты Текст. / Е.Е. Петров: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 01.04.14; защищена 10.02.1984 / ИГДС Якутск, 1983. - 17 с.

112. Hsiao, J.S. An efficient algorithm for finite-difference analyses of heat transfer with melting and solidification Text. /J.S. Hsiao // Numer. Heat Transfer.- 1985.-Vol.8, N6.-P. 653-666.

113. Васильев, В.И. Численное интегрирование дифференциальных уравнений с нелокальными граничными условиями Текст. / В.И. Васильев; Акад. наук СССР, Сиб. отделение, Ин-т физ.-техн. проблем Севера. -Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1985. -159 с.

114. Абрамов, Ф.А. Воздухораспределение в вентиляционных сетях шахт Текст. / Ф.А. Абрамов, Р.Б. Тян, В.Я. Потемкин. -Киев: Наукова думка, 1971. -136 с.

115. Касьянов, В.Н. Графы в программировании: обработка, визуализация и применение Текст. / В.Н. Касьянов, В Л. Евстигнеев. -СПб.: БХВ-Петербург, 2003. -1104 с. -Предм. укаЗГ.: с. 1087-1104.-3000 экз.- ISBN 594157-184-4.

116. Васильев, О.Ф. Газотермодинамический расчет магистральных и промысловых газопроводов и их систем с помощью ЭВМ Текст. / О.Ф. Васильев, А.Ф. Воеводин // Численные методы механики сплошной среды.-1976.-Т.7, №3. -С.30-44. -Библиогр.: с. 44.

117. Васильев, О.Ф. Неизотермическое течение газа в трубах Текст. / О.Ф. Васильев, Э.А. Бондарев, А.Ф. Воеводин, М.А. Каниболотский- Новосибирск: Наука, 1978.-128 с.

118. Бондарев, ЭА. Термогидродинамика систем добычи и транспорта газа Текст. / Э.А. Бондарев, В.И. Васильев, А.Ф. Воеводин и др. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. -272 с.

119. Воеводин, А.Ф. Методы решения одномерных эволюционных систем Текст. / А.Ф. Воеводин, С.М. Шугрин; Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т гидродинамики Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1993. -368 C.-530 экз.-ISBN 5-02-030308-9.

120. Цой, С. Электронно-вычислительная техника в вентиляционной службе шахт Текст. / С. Цой, С.М. Цхай. -Алма-Ата: Наука, 1966. 235 с.

121. Акутин, К.Г. Управление воздухораспределением в шахтной вентиляционной сети Текст. / К.Г. Акутин, Е.И. Филиппович, JI.A. Шойхет. -М.: Недра, 1977.- 128 с.

122. Ушаков, К.З. Аэрология горных предприятий Текст. / К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков, JI.A. Пучков, И.И. Медведев; под ред. К.З.Ушакова.-Изд. 3-е, перераб. и доп. -М.: Недра, 1987. - 421 с. -Библиогр.: с. 411. - Предм. указ.: C.412-416.-8260 экз.

123. Иванов, В.В. Проветривание шахт и рудников с учетом аэродинамики Текст. / В.В. Иванов, Г.К. Рязанцев; Акад. наук Каз. ССР, Ин-т горного дела.- Алма-Ата: Наука, 1989. 144 с. -Библиогр.: с. 139-142.-1000 экз.- ISBN 5628-00319-0.

124. Вассерман, А.Д. Блок «САПР ВС рудника» в системе АИС горного предприятия Текст. / А.Д. Вассерман, В.В. Осинцев // Горн, инф.-анал. бюл. 2000. -№3. - С. 182-185. -Библиогр.: с. 185.

125. Ушаков, В.К. Численный метод решения нелинейных оптимизационных задач регулирования систем сетевой структуры Текст. / В.К. Ушаков // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2000. -№6. - С. 228-230. -Библиогр.: с. 230.

126. Тюрин, В.П. По-блочный способ создания математической модели сложных вентиляционных систем шахт Текст. / В. П Тюрин., Н. И.Патюкова // Борьба с авариями в шахтах (Кемерово). 2000. - № 15. - С. 26-29. -Библиогр.: с. 29.

127. Кравченко, Н.М. Решение задач рудничной вентиляции в нормальных и аварийных условиях Текст. / Н.М.Кравченко // Уголь Украины. 2002. - № 6. - С. 34-38. -Библиогр.: с. 38.

128. Кравченко, М.В. Опыт внедрения программного комплекса «Вентиляция шахт» Текст. / М.В.Кравченко, Н.М.Кравченко // Уголь Украины. 2003.- № 2. С. 26-28. -Библиогр.: с. 28.

129. Круглов, Ю.В. Расчет сложных вентиляционных сетей на ЭВМ Текст. / Ю.В.Круглов // Изв. вузов. Горный журнал. 2004. -№2.-С.46-49. -Библиогр.: с. 49.

130. Корчак, А.В. Методология проектирования строительства подземных сооружений Текст. / А.В.Корчак. М.: «Недра коммюникейшнс» ЛТД, 2001. -416 с.

131. Лариков, Н.Н. Теплотехника Текст.: учеб. для вузов / Н.Н.Лариков. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1985. - 432 С.-50000 экз. -Библиогр.: с.425.

132. Самарский, А.А. Теория разностных схем Текст.: уч. пособие / А.А.Самарский. -2-е изд., исправ. М.,Наука, 1983. - 616 С.-12500 экз. -Библиогр.: с.612. -Предм. указ. 625-616.

133. Шерстов, В.А. Подземная разработка россыпных месторождений Якутии Текст. / В.А.Шерстов, А.Н.Скуба, К.И.Лубий, К.Н.Костромитинов -Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1981. 188 с.

134. Дядькин, Ю.Д. Тепловой режим рудных, угольных и россыпных шахт Севера Текст. / Ю.Д.Дядькин, А.Ф.Зильберборд, П.Д.Чабан. М.: Наука, 1968. - 172 с.

135. Фомичев, В.И. Вентиляция тоннелей и подземных сооружений Текст. / В.И.Фомичев.- Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1991. 200 с.-4000 экз. -Библиогр.: с.198-200. -ISBN 5-274-01275-2.

136. Экспериментальные исследования температурного режима подземных горных выработок на руднике ~«Айхал» Текст.: Отчет о НИР(заключительный) / Ин-т горного дела Севера СО РАН; Рук. А.С.Курилко.-П-02-04.-Якутск,2003.-54 с.

137. Воздушно- депрессионная съемка рудника "Айхал» Айхальского ГОКа ЗАО АК «Алроса» Текст. : Отчет/ НВП «Верхнекамье»; Рук. Д.Н.Алыменко. -г. Березники-Айхал, 2003. -42 с.

138. Технологические схемы очистных и подготовительных работ для шахт области многолетней мерзлоты, учитывающие применение систем и средств регулирования теплового режима Текст. -М., ИГД им. А.А.Скочинского, М., 262с.

139. Общее мерзлотоведение Текст. Новосибирск: Наука, 1974. -292с.

140. Форсайт, Дж. Машинные методы математических вычислений Текст. / Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер. М.: Мир, 1980. - 280 с.

141. А.с.1474274 СССР, МКИ4 Е 21 D20/00 Способ крепления выработок в условиях многолетней мерзлоты Текст. / А.Ф.Галкин, И.И.Ковлеков, Ю.А.Хохолов (СССР).-№4209762/22-03; заявл. 16.03.87; опубл. 23.04.89, Бюл. № 15. -2 с. :ил.

142. А.с. 1717843 СССР, МКИ5 Е 21 F 3/00 Способ защиты от обмерзания канала главного вентилятора при проветривании шахт и рудников Севера

143. Текст. / А.Ф.Галкин, А.С.Курилко, В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов (СССР).-№4618187/03; заявл. 07.12.88; опубл. 07.03.92, Бюл. № 9. -3 с. :ил.

144. Шерстов, В. А. Проблемы регулирования теплового режима в условиях круглогодичной работы высокомеханизированных россыпных шахт Севера Текст. / В.А. Шерстов, В.В. Киселев, Ю.А. Хохолов // Колыма.- 2002.-№1.- С.23-29.

145. Хохолов, Ю.А. Особенности тепломассообмена и льдообразования в вентиляционных скважинах россыпных шахт Заполярья в летний пери-одТекст. / Ю.А. Хохолов, В.В. Киселев, В.А. Шерстов, М.В. Каймонов // Колыма, №3, 2002.-С.16-19. -Библиогр.: с. 19.

146. А.с. 1121446 СССР, МКИ4 Е21 Д11/38 Способ теплоизоляции горных выработок Текст. / А.П.Микулевич, Ф.М.Киржнер, В.Н.Скуба, П.Н.Васильев и М.А.Каблашов (CGCP).-№ 3590715/22-03; заявл. 17.05.83; опубл. 30.10.84.; Бюл. № 40 4 с.:ил.

147. Хохолов, Ю.А. Теплообмен породных и закладочных массивов при отработке кимберлитов Текст. / Ю.А. Хохолов, А.С. Курилко // ФТПРПИ.-2004.-№1. С.35-41.-Библиогр.: с.41.

148. Данюшевский, B.C. Справочное руководство по тампонажным материалам Текст./ B.C. Данюшевский, P.M. Алиев, И.Ф. Толстых— М.: Недра, 1987.-373 с.

149. Башлай, К.И. Бетонные и железобетонные работы Текст. / К.И.Башлай, В.Я.Гендин, Н.И.Евдокимов и др. — М.: Стройиздат, 1987.-320 с.

150. Необутов Г.П. Подземная добыча руды с использованием льдопород-ной закладки на месторождении Бадран в Якутии Текст. / Г.П. Необутов,

151. B.П. Зубков, А.Ф. Мамонов // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2001. -№10. - С. 71-74. -Библиогр.: с. 74.

152. Хохолов, Ю.А. Оптимизация формирования льдопородного массива в горных выработках Текст. / Ю.А. Хохолов, А.Ф. Мамонов, В.П. Зубков // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2004. - № 10. - С. 103-106.-Библиогр.: с.106.

153. Хохолов, Ю.А. Образование полости скважинного заряда в многолет-немерзлых породах Текст. / Ю.А. Хохолов, П.Н. Васильев, А.П. Ефремов,

154. C.М. Огнев // ФТПРПИ. -2000.-№1. С. 50-54.-Библиогр.: с.54.

155. Юдаев, Б.Н. Теплопередача Текст. / Б.Н. Юдаев.- М.:Высш. шк., 1973. 345 с.

156. Свидетельство на полезную модель №23972 Устройство для создания полости в скважине Текст. / Васильев П.Н., Хохолов Ю.А., Зубков В.П. Опубл. 20.07.2002. Бюл. №20.

157. Васильев, П.Н. Совершенствование способа образования полости скважинного заряда в многолетнемерзлых породах Текст. / П.Н. Васильев, Ю.А. Хохолов // Горный информ.-аналит. бюллетень,- 2002.-N2.- С.145-146.-Библиогр.: с.146.

158. Хохолов, Ю.А. Оптимизация толщины теплозащитного покрытия, возводимого в горных выработках зоны многолетней мерзлоты Текст. /Ю.А. Хохолов, Е.К. Романова. М.:ВНТИЦ, 2000.-№50200000036.

159. Дядькин, Ю.Д. Тепловые съемки и тепловой расчет шахт и рудников Текст. /Ю.Д. Дядькин, Ю.В. Шувалов. -Л.: Изд-во ЛГИ, 1977.- 87 с.

160. Исаченко, В.П. Теплопередача Текст.: учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиз-дат, 1981. - 416 с. -Библиогр.: с.407-411. -Предм. указ.: с.412-413.-39000 экз.

161. Крылов, Ю.С. Проектирование холодильников Текст. / Ю.С. Крылов, П.И. Пирог, В.В. Васютович, А.В. Карпов, А.И. Дементьев. М.: Пищевая промышленность, 1972. - 310 с.

162. Хэзфилд, Р. Искусство программирования на С. Фундаментальные алгоритмы, структуры данных и примеры приложений Текст. / Р. Хэзфилд, JI. Кирби и др. -Киев: ДиаСофт, 2001. 736 с.

163. Хохолов, Ю.А. Алгоритм расчета температурного режима сети горных выработок Севера Текст. / Ю.А. Хохолов, М.В. Каймонов // Исследование по инженерно-физическим проблемам Севера: Сб. научн. тр. Якутск, 2003.W- С.159-163.

164. СО РАН; зарег. 04.02.2004 в Отраслевом фонде алгоритмов и программ. -М.:ВНТИЦ, 2004.-№ гос. per. 50200400105.

165. Хохолов, Ю.А. Совместное решение задач воздухораспределения и теплового режима в сети горных выработок криолитозоны Текст. / Ю.А. Хохолов // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2003. - № 7. - С. 70-72.-Библиогр.: с.72.

166. Хохолов, Ю.А. Выбор оптимальных параметров температурного режима подземных холодильников криолитозоны Текст. / Ю.А. Хохолов, Е.К.

167. Романова 11 Горный информ.-аналит. бюллетень. 2004. - № 9. - С. 290-292.-Библиогр.: с.292.

168. Хохолов, Ю.А. Расчет температуры и воздухораспределения в сети горных выработок рудника «Айхал» Текст. / Ю.А. Хохолов // Наука и обра-зование.-2005. -№1.-С. 25-28.-Библиогр.: с.28.

169. Васильев, П.Н. Технология первичной посадки кровли путем теплового воздействия на мерзлый массив Текст. / П.Н.Васильев, Ю.А. Хохолов,

170. B.А.Шерстов // Горный информ.-аналит. бюллетень. 2005. - № 3. - С. 325-328.-Библиогр.: с.328.

171. Галкин, А.Ф. Горнотехнические системы регулирования теплового режима шахт и рудников Текст. / А.Ф.Галкин // 24 Международная конференция НИИ по безопасности работ в горной промышленности. Доклады ч. II.- Донецк, 1991.- С. 315-322. -Библиогр.: с.322.

172. Киселев, В.В. Радиационная безопасность Якутии проблемы и пути решения Текст. / В.В.Киселев, Ю.А. Хохолов, М.В.Каймонов // Наука и техника в Якутии - 2004. -№2(7). - С. 45-49.~Библиогр.: с.48-49.

173. Курилко, А.С. Натурные исследования температурного режима горных выработок и вмещающего массива рудника «Айхал» Текст. / А.С.Курилко,

174. C.П.Шкулев., В.В.Киселев, Ю.А.Хохолов , М.В.Каймонов, В.И.Попов, , Е.В.Макаров // Горный информ.-аналит. бюллетень. Тематическое приложение «Аэрология». 2005. - С. 90-100. -Библиогр.: с. 100

175. Хохолов, Ю.А. Математическое моделирование процессов теплообмена в подземных выработках криолитозоны Текст. / Ю.А.Хохолов // Горный информ.-аналит. бюллетень. Тематическое приложение «Аэрология». 2005. -С. 101-110.-Библиогр.: с.110

176. Khokholov, Y.A. Mathematical Simulation of Thermal Processes in Underground Workings of Mines Located in the Cryolitic Zone Text./ Y.A.Khokholov,

177. A.S.Kurilko // Eighth International Mine Ventilation Congress. 6 8 July 2005. Conference Proceedings. Brisbane, Australia, 2005.-P.467-470.

178. Киселев, В.В. Временные инструктивные указания по выбору рациональных режимов эксплуатации вентиляционных скважин на россыпных шахтах криолитозоны Текст. / В.В.Киселев, А.В.Спицын, Ю.А.Хохолов,

179. B.А.Шерстов, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера им. Н.В.Черского. Якутск, 2004. - 18 с.

180. Проходка разведочных траншей в мерзлых дисперсных породах путем послойной выемки их в летний период Текст.: учебно-метод. пособие / В.А.Шерстов, Г.И. Попов, Ю.А. Хохолов. Якутск, Якутский гос. университет, 2004. - 27 с.

Информация о работе

Хохолов, Юрий Аркадьевич
доктора технических наук
Якутск-М., 2006
ВАК 25.00.20

Диссертация

Физико-техническое обоснование теплового режима горных выработок криолитозоны - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы