Влияние процессов тепло- и массопереноса на смерзаемость руды в очистных блоках рудников Севера

Каймонов, Михаил Васильевич

Автореферат диссертации по теме "Влияние процессов тепло- и массопереноса на смерзаемость руды в очистных блоках рудников Севера"

На правах рукописи

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА НА СМЕРЗАЕМОСТЬ РУДЫ В ОЧИСТНЫХ БЛОКАХ РУДНИКОВ СЕВЕРА

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск - 2008

003452854

Работа выполнена в Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН

Научный руководитель

доктор технических наук Хохолов Юрий Аркадьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Мордовской Сергей Денисович

кандидат технических наук, с.н.с. Старостин Егор Гаврильевич

Ведущая организация: Институт горного дела СО РАН

Защита состоится 9 декабря 2008 г. в 9- часов на заседании диссертационного совета ДМ003.020.01 при Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН по адресу: 678018, г. Якутск, пр-т Ленина, д. 43.

Тел./факс (4112)33-59-30

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес Института.

Автореферат разослан «__/_» ноября 2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук

Ткач С.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Значительные запасы ценных полезных ископаемых сосредоточены в регионах Севера и Северо-Востока России, освоение которых требует решения целого ряда сложных организационных и инженерных задач как при открытой, так и подземной добыче. Природными особенностями этих регионов, наиболее осложняющими процессы добычи, являются повсеместное распространение многолетней мерзлоты и низкая среднегодовая температура наружного воздуха.

Отбитые горные породы в условиях отрицательных температур смерзаются, что затрудняет их добычу. Годовой экономический ущерб по причине смерзания отбитой горной массы, обусловленный отсутствием эффективных средств предотвращения смерзания или быстрого восстановления сыпучести, исчисляется сотнями миллионов рублей. Особую сложность проблема смерзания отбитых пород приобретает при ведении подземных горных работ на мерзлотных горизонтах. На процесс смерзания мёрзлой руды влияют температурно-влажностный и вентиляционный режимы рудника, физико-технические параметры и теплофизические свойства отбитой руды и т.д. Процессы и явления, связанные со смерзанием отбитых пород на горных предприятиях криолитозо-ны, рассматривались многими исследователями (Ю.Д. Дядькин, А.Ф. Зильбер-борд, П.Д. Чабан, С.П. Алехичев, Г.В. Калабин, Ю.Н. Николаев, В.П. Тюнин, Г.А. Курсакин, Е.Т. Воронов, A.C. Курилко, Г.Н. Добровольский и др.). Однако, в существующих методиках недостаточно полно учитываются процессы тепло-и массообмена в блоке отбитой мёрзлой руды, приводящие к её смерзанию.

В связи с вышеизложенным, установление закономерностей тепло- и массообмена в блоке отбитой мёрзлой руды, необходимые для разработки мероприятий по предотвращению её смерзания, является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИГДС СО РАН по г/б темам № 25.2.3 «Особенности деформирования и разрушения геоматериалов в условиях неоднородных температурных и силовых полей», № 7.7.1.3 «Исследование влияния силовых и температурных полей на процессы, происходящие в верхних слоях земной коры при техногенном воздействии».

Целью работы является установление закономерностей тепло- и массо-обменных процессов в блоке отбитой руды, позволяющих разработать научно обоснованные рекомендации для предотвращения её смерзания.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- исследовать тепловой режим рудников криолитозоны;

- разработать математическую модель по определению температурно-влажностного состояния отбитой мёрзлой руды в очистном блоке рудников криолитозоны;

- исследовать характер и степень смерзания горных пород различного грансо-става;

- разработать рекомендации по предотвращению смерзания отбитой мёрзлой руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

Методы исследований: натурные исследования теплового режима рудника, лабораторные исследования смерзания горных пород, математическое моделирование тепломассообменных процессов в отбитых горных породах, численные методы решения задач теплообмена с фазовыми переходами.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели тепломассообмена рудничного воздуха с отбитой мерзлой рудой с учетом образования льда в её пустотах за счет конденсации влаги, отличающиеся тем, что учитывают температуру, теплофизические свойства, гранулометрический состав, пустотность отбитой руды, скорость и температурно-влажностный режим фильтрации воздуха.

2. Методика расчета температурно-влажностного состояния блока отбитой мёрзлой руды, позволяющая определять зоны интенсивного льдонакопления и смерзания руды.

3. Закономерности формирования зоны интенсивного влаго- и льдонакопления, позволяющие прогнозировать смерзание отбитой мёрзлой руды в блоке.

Новизна работы заключается:

- в разработке методики и комплекса программ расчёта температурно-влажностного режима блока отбитой мёрзлой руды, отличающихся тем, что они учитывают конденсационное влаго- и льдонакопление;

- в установлении закономерностей конденсационного влаго- и льдонакопления в блоке отбитой мёрзлой руды на рудниках криолитозоны;

- в определении прочности смёрзшихся горных пород в зависимости от их гранулометрического состава, влажности и степени засоления.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: использованием фундаментальных законов термодинамики и теории фильтрации при построении математической модели тепломассопереноса в блоке отбитой мёрзлой руды; применением апробированных численных методов решения задач тепломассопереноса с использованием современных средств вычислительной техники.

Практическое значение работы заключается в том, что:

Разработанная методика позволяет прогнозировать изменения содержания льда (воды) в отбитой руде при различных режимах фильтрации воздуха и может быть использована при разработке мероприятий для предотвращения её

смерзания в рудоспусках, очистных блоках при системах разработки с обрушением и магазинированием, при разработке подкарьерных запасов месторождений под предохранительными подушками.

Полученные результаты также могут быть использованы для прогнозирования тепло-влажностных режимов различных сооружений из крупнообломочного материала, таких как дамбы, плотины, железнодорожные насыпи, отвалы горных пород и естественных каменных осыпей зоны распространения многолетней мерзлоты.

Личный вклад автора состоит в проведении натурных исследований теплового режима выработок рудника «Айхал» АК АЛРОСА; экспериментальном исследовании конденсационного влаго- и льдонакопления при фильтрации воздуха в пористом геоматериале; экспериментальном определении прочности смёрзшихся горных пород; разработке математических моделей тепломассообмена при взаимодействии рудничного воздуха с отбитой мёрзлой рудой; в разработке алгоритмов и комплексов программ, позволяющих определить темпе-ратурно-влажностное состояние отбитых мёрзлых пород в очистных блоках рудников криолитозоны; в разработке рекомендаций по предотвращению смерзания отбитой руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на П-м и IV-м Евразийских симпозиумах по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (г. Якутск, 2004, 2008 гг.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны» (г. Якутск, 2005 г.), на V-й Международной конференции по математическому моделированию (г. Якутск, 2007 г.), на научном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2004, 2005, 2008 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность горного производства» (г. Якутск, 2008 г.), на VI-й и VIII-й научно-практических конференциях «Современные проблемы теплофизики в условиях Крайнего Севера» (г. Якутск, 2003, 2007 гг.), на П-й республиканской научно-практической конференции «Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых Южной Якутии» (г. Нерюн-гри, 2004 г.), на Республиканских конференциях молодых ученых и специалистов (г. Якутск, 2003, 2004 гг.), а также на семинарах и заседаниях учёного совета ИГДС СО РАН (г. Якутск).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 12 работ, в том числе 5 работ в научных изданиях, рекомендованных ВАК России.

Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 139 страниц машинописного текста, 4 таблицы, 45 рисунков, список литературы из 132 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе изложены результаты обзора литературных источников и проведён анализ причин, вызывающих смерзание отбитой руды при подземной разработке месторождений криолитозоны.

Вопросы смерзания отбитой руды на рудниках Севера рассматривались в работах Ю.Д. Дядькина, С.П. Алехичева, Г.В. Калабина, В.П. Тюнина, ГА. Курсакина, Е.Т.Воронова и др. Несмотря на это, многие процессы, влияющие на смерзание, остаются не до конца исследованными. До сих пор не выяснены значение и вклад конвективного тепломассообмена между рудничным воздухом и отбитой породой на её смерзание.

Теоретические вопросы тепломассопереноса в пористых средах подробно разработаны A.B. Лыковым, Н.С.Ивановым и другими. Вопросы тепломассообмена в крупнообломочных горных породах рассматривались в работах В.А. Жданова, E.H. Горохова, Б.А. Оловина и других. Однако, в литературных источниках практически отсутствуют исследования процессов тепломассопереноса в блоке с отбитой мёрзлой рудой с учётом образования льда в его пустотах.

Во второй главе приведены результаты натурных исследований динамики температурно-влажностных условий в выработках рудника «Айхал» АК АЛРОСА и температурного режима массива горных пород на различных горизонтах рудника (рис. 1).

-Н-+163мНаки съезд--+180мТранс штрек —*—ИООм Спир съезд -+150мНакгг съезд

----1-307м Штольня -----1-395м Штольня —в— +395м Накл съезд

Рисунок 1 - Сезонные колебания температуры воздуха в выработках рудника «Айхал» АК АЛРОСА

Как видно из графиков, наблюдаются значительные колебания температуры воздуха в течение года по всей цепи горных выработок от начала до конца

вентиляционного пути, что характерно для рудников криолитозоны с нерегулируемым тепловым режимом. Годовая амплитуда температурных колебаний воздушной среды сокращается по длине вентиляционного пути от 55°С в его начале до 20°С в конце. Относительная влажность воздуха по всему руднику изменяется от 51% в зимний период до 90% летом. Протаивание поверхностного слоя горных пород во всех выработках рудника начинается с конца мая и до середины октября они находятся в талом состоянии. Остальной период года температура вмещающих пород отрицательная.

Натурные наблюдения за тепловым режимом рудника «Айхал» АК АЛ-РОСА показали, что происходящие процессы тепломассообмена носят сложный знакопеременный характер во всех горных выработках.

В третьей главе приведены результаты лабораторных экспериментов по исследованию процессов тепломассопереноса в сыпучих геоматериалах и определению пределов прочности на сжатие для смёрзшихся горных пород.

Для исследования процессов конденсационного влаго- и льдонакопления в сыпучих горных породах была сконструирована и изготовлена лабораторная установка (рис. 2), которая состоит из прямоугольной трубы сечением 100x100 мм, длиной 450 мм, вентилятора, увлажнителя воздуха, холодильной камеры и системы измерения температуры и влажности воздуха.

Рисунок 2 - Лабораторная установка для исследования процессов тепломассопереноса в сыпучих горных породах: 1 - вентилятор; 2 - холодильная камера; 3 - труба, заполненная зернистой засыпкой; 4- слой теплоизоляции; 5 - датчики температуры (ДТ); 6 - увлажнитель воздуха; 7 - струя воздуха

Проведенными лабораторными исследованиями установлено, что при фильтрации влажного воздуха с положительной начальной температурой через слой сыпучей горной породы (щебень фракций 5-10 мм и 10-20 мм, кимберлит -5-20 мм, песок фракций 0,315-0,63 мм и 0,63-1,25 мм) с отрицательной температурой происходит интенсивное выпадение влаги (конденсата) из воздуха и ее осаждение в виде инея и льда на поверхности частиц геоматериала, что приводило к его смерзанию.

На распределение влагосодержания существенное влияние оказывает гранулометрический состав геоматериала (рис. 3). В песке наибольшее количество влаги скапливалось в начале фильтрационного пути, что приводило к быстрой и полной закупорке пор материала льдом, фильтрация воздуха прекращалась. В щебне в пустотах между частицами образовывался иней на глубину до трети лабораторной установки. Фильтрация через слой щебня практически пре-

Дпина, см

Рисунок 3 - Распределение влагосодержания по длине лабораторной установки

Проведены испытания по определению прочности смёрзшихся горных пород на образцах кубической формы с размером ребер 100 мм в зависимости от гранулометрического состава (щебень фракции 5-10 мм, 10-20 мм, кимберлит - 5-20 мм, отмытый песок < 0,315 мм и их смесей), влажности, плотности упаковки частиц и степени засоления. Отдельные результаты приведены на рис. 4.

С 10 20 30 40 50 60 70 S0 90 100 Степень влагояасыщения, %

Рисунок 4 - Зависимость прочности смёрзшихся образцов пород различного гранулометрического состава от степени влагона-сыщения: 1 - уплотненный песок; 2 - рыхлый песок; 3 - смесь: 39% песка и 61% щебня; 4 - смесь: 14% песка и 86% щебня; 5 - щебень фракции 5-10 мм; 6 -щебень фракции 10-20 мм

Смерзание геоматериалов в образцах происходило при содержании локализованной на поверхности частиц влаги, составляющей «2-3% от веса породы, предел прочности на одноосное сжатие достигал 0,5 МПа. При повышении влажности этот показатель увеличивался линейно, а при уплотнении материала прочность возрастала не менее, чем на 10%. При уменьшении частиц прочность смерзшихся пород увеличивалась с 8 МПа (щебень 10-20 мм) до 17 МПа (песок) при полном влагонасыщении и с 0,4 МПа до 2,1 МПа при влажности «2,5% соответственно. Присутствие солей даже в незначительном количестве (1-2% раствор) снижало прочность смёрзшихся горных пород в два и более раза.

Четвертая глава посвящена математическому моделированию процессов тепломассообмена рудничного воздуха фильтрующегося через слой отбитой руды.

Гранулометрический состав и пустотность отбитой руды могут изменяться в широких пределах. Поэтому обосновано применение двух математических моделей, построенных на различном модельном представлении пористой среды. Для крупнообломочных пород в теплофизических расчетах необходимо учитывать тепловую инерцию куска породы. В этом случае в качестве модели пористой среды принята модель прямых параллельных каналов, которая применима для блока отбитой руды при среднем размере кусков превышающем 0,1 м. С другой стороны, для отбитой руды со значительным количеством мелкодисперсной фракции, которая полностью заполняет пустоты между крупными кусками породы наиболее подходят фильтрационные модели, основанные на осреднении характеристик пористой среды.

Модель прямых каналов. Блок отбитой руды можно рассматривать как систему, состоящую из полых цилиндров, у которых диаметр канала определяется по формуле И.И.Вахромеева: с1 = 0,64т0г/ф +0,38-10~3, м, где Лср - средний диаметр кусков породы, м; т0 - коэффициент пустотности, доли ед.

Математическая модель тепломассообмена воздуха с отбитой рудой с учётом фазовых переходов влаги описывается уравнениями сохранения энергии, массы, движения и критериальными зависимости для различных коэффициентов:

(1)

г,-(/<Л<7-2, 0 <х<Н, / > 0,

{спрп+сврв)Щ + = + 0<х5Я, * > 0; (2)

600,36• ехр(0,0777• 0)• [0,0777■ (б + 273,15)90 [ «х

Д„ (0 + 273,15)2

0 < л: < Я, / > 0; (4)

— = 0, Й = г,,0<*:£Я,/>0; (5)

5Л 2

0 = /(/), * = 0, I > 0; (6)

М = 0<х<Н, />0; (7)

б/ &

у = 0<х<Н, ¡>0; (8)

в = Ж »о; (9)

I а

(10)

Здесь Л - радиальная координата, м; х - координата по длине, м; Н - высота блока отбитой руды, м; г/ - радиус канала, м; г2 -внешний радиус полого цилиндра, м; 5/ - площадь поперечного сечения канала, моделирующего пустоты, м2; с} - толщина слоя конденсата, м; Т - температура руды, °С; Ь/ - теплота плавления (замерзания) воды, Дж/кг; со - внутренняя (естественная) влажность руды, доли единицы; 1* - температура плавления (замерзания) воды, °С; с/, р/, Л/ (с2, рг, Яа), с], р[, \ (сг, р1, Л,) - удельная теплоемкость (Дж/(кг-К)), плотность (кг/м3)

и коэффициент теплопроводности (Вт/(м-К)) соответственно для мерзлой (талой) руды и льда (воды); 3(Т- Т) - функция Дирака; в - температура воздуха, °С; Тст - температура стенки канала, °С; а - коэффициент теплообмена воздуха со стенкой канала, Вт/(м2-К); с„, се - соответственно удельные теплоемкости пара и сухого воздуха, Дж/(кг-К); рп, рв - соответственно удельный вес пара и сухого воздуха, кг/м3; V - скорость движения воздуха, м/с; Ь2 - теплота фазового перехода пар-вода, Дж/кг; J - интенсивность фазового перехода пар-вода, кг/(м3-с); Яп - газовая постоянная пара, Дж/(кг-К); - расход воздуха, м3/с; к - депрессия, Па; Яа - аэродинамическое сопротивление трения, Н-с2/м8.

Фильтрационная модель. Приняты следующие допущения: блок отбитой руды недеформируем во времени; движение сконденсированной воды не учитывается; воздух и водяной пар полностью заполняют пустоты блока отбитой руды, не занятые льдом или водой; теплообмен отбитой руды с рудничным воздухом определяется по закону Ньютона с коэффициентом теплообмена а.

Система уравнений тепло- и массообмена рудничного воздуха с отбитой рудой имеет следующий вид:

[С(Г) + ЦУ6(Т - Г Щ = ^[х(Т)+ а.(0- Т)+Г(0), (11)

\ср„ = (\-г>)сррр + пЪ^схрж, Т > Г'; \ХЯ = (\-п)Яр + ПЬ^ж, Т > Т';

пЪс.р^ = -Ъс.р/-1-аХв-ТУ, (12)

81 ах

к_8Р. ц дх '

(13)

ау = о,озиХ2ь°'!784^] ; (14)

„^ = _А(„ЙУ); (15)

аг дху ' у '

Л(Ьр„) = -^ПЬрпу) + ^. (16)

д1 дх

Здесь Ср, с„ сж, св, рр, рл, рж, рв, Ар, Я„ Лж, Л„ - удельная теплоёмкость (Дж/(кг-К)), плотность (кг/м3), коэффициент теплопроводности (Вт/(м-К)) руды, льда, воды и воздуха соответственно; а„ - коэффициент температуропроводности воздуха, м2/с; п - пустотность; Ь - насыщенность пустот; Бо - удельная поверхность отбитой руды; рп - плотность пара, кг/м3; V - скорость фильтрации, м/с; У„ - интенсивность фазового перехода пар-вода, кг/(м3-с); к - проницаемость блока отбитой руды, м2; ¡л - динамическая вязкость воздуха, Па-с; Р -давление воздуха в блоке отбитой руды, Па.

Для численной реализации систем дифференциальных уравнений (1)-(10) и (11)-(16) применялся метод конечных разностей. Полученные системы разностных уравнений решались методом итераций в сочетании с методом прогонки. Разработаны компьютерные программы для расчета температурно-влажностного состояния блока отбитой руды.

Проведены численные расчеты при различных значениях исходных данных. На рис. 5-6 приведены графики суммарного влаго- и льдонакопления в блоке отбитой мёрзлой руды полученные при расчёте по модели прямых каналов при Я = 20 м, 00=+3°С; Т0 = -4°С; те0=0,2; к = 400 Па; н> = 0,1 д.е. Динамика изменения накопленной влаги приведена на рис. 5. Как видно из графиков уже через 48 часов в блоке отбитой руды в нижней его части происходит накопление влаги до 1,5%. Распределение конденсата имеет характерный «горб», который в течение времени сдвигается вглубь блока.

В зоне с положительной температурой руды влага находится в жидком состоянии, а в зоне с отрицательной температурой - в мёрзлом в виде льда

(инея). Изменение содержания льда по высоте блока отбитой руды для этого примера показано на рис. 6.

Рисунок 5 - Динамика суммарного влагонакопления (вода+лёд) в блоке отбитой руды (0О=+3°С; То = -4°С; тц= 0,2; И = 400 Па; и> = 0,1 д.е.)

В течение первых 48 часов льдосодержание составляет 0,5%, через 120 часов - 3,5%, через 240 часов - 4%. Наиболее интенсивно накопление льда в пустотах отбитой руды наблюдается в первые 240 часов. Кривая льдосодержа-ния также имеет характерный «горб», который с течением времени перемещается в глубь блока отбитой руды.

Руда в зонах интенсивного льдонакопления может смёрзнуться. Опасность смерзания тем выше, чем больше накапливается льда.

Расчеты показали, что максимальное значение накопленной влаги в виде льда составляет 4%, далее накопление влаги (конденсата) резко замедляется. Это объясняется тем, что пустоты отбитой руды заполняются инеем и фильтрация воздуха полностью прекращается.

* 4-5 £ 4

0 3.5

" 1

5 3 с!

£ 2.5

§ 2

1 1.5 ®

£ 1

12 час

— — 24 час

— - - 48 час --72 час

— - 120 час

-240 час

--- 360 час

......720 час

8 10 Высота, м

12

14

16

18

20

Рисунок 6 - Динамика суммарного льдонакопления в блоке отбитой руды (6>о=+3°С; То = -4°С; «^=0,2; И = 400 Па; >с = 0,1 д.е.)

На интенсивность накопления влаги в большой степени влияет теплоёмкость руды. Основным фактором, определяющим теплоёмкость горной породы, является её естественная влажность, т.е. влажность, содержащаяся внутри куска отбитой породы. Чем она выше, тем интенсивнее и ближе к границе происходит процесс конденсации влаги (льда) из воздуха.

На рис. 7 приведены графики льдосодержания по высоте блока при различных естественных температурах руды: -3, -4 и -5°С через 240 часов после начала фильтрации воздуха, к этому моменту произошла закупорка каналов инеем. Зоны максимального льдонакопления находятся на разных высотах блока: при температуре руды -5°С максимальное льдонакопление наблюдаем на глубине 3,5 м, а при температуре руды -3°С - на глубине 6 м. Таким образом, при понижении начальной температуры мерзлой руды, при прочих равных условиях, зона максимального льдонакопления сдвигается к началу фильтрационного пути.

4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1

0.5 О

--Те=-ЗС -Те=-4С - - - Те=-5С

1 С с 1

■ 1 1

1 1

— 1 1

1

;1

--------

8 10 12 Высота, м

14

16

18

20

Рисунок 7 - Распределение накопленной льдистости по высоте блока при разных естественных температурах мерзлой руды (¿%=+3°С; тг0,2; А = 400 Па; IV = 0,1 д.е.)

Влияние на характер распределения накопленной влаги в блоке также оказывает средний диаметр куска отбитой руды. В случае преобладания в навале мелких кусков влага накапливается в нижних слоях блока. При больших кусках распределение влаги более равномерное.

Интенсивность и характер накопления влаги (и льда) в отбитой руде существенное значение оказывает начальная пустотность т0 блока. Расчеты показали, что чем меньше пустотность блока отбитой мерзлой руды, тем ниже по высоте блока зона накопления конденсата. При высоких значениях пустотности (/И0>О,3) закупорка каналов инеем не происходит, отбитая руда растепляется на всю высоту блока.

На рис. 8 приведены скорости фильтрации для различных значений внутренней влажности руды при пустотности т0=0,1 и т0=0,2. Как видно из графи-

ков, не во всех случаях происходит закупорка каналов инеем. Видно, что при малых значениях внутренней влажности руды она происходит намного позже, а с увеличением пустотности и уменьшением теплоёмкости закупорка каналов инеем не происходит.

100

200

300 400 Время.час

500

600

700

Рисунок 8 - Динамика скорости фильтрации при различной внутренней влажности руды

и пустотности блока

Существенное значение на интенсивность процесса накопления льда в пустотах отбитой руды имеет температура поступающего в блок воздуха. Как показали расчеты, чем выше температура рудничного воздуха, тем дальше от начала фильтрационного пути образуется зона максимального льдонакопления. В отдельных случаях высокая температура воздуха может привести к растеплению горных пород, что исключает их смерзание. В случае, когда растепления пород не происходит, интенсивность льдонакопления в пустотах блока возрастает с увеличением разности температур рудничного воздуха и поверхности кусков мёрзлой руды.

На рис. 9 представлены графики льдонакопления в блоке отбитой руды, полученные при расчёте по фильтрационной модели, через 240 часов при различных значениях относительной влажности рудничного воздуха (его влагосо-держания) <р = 95%, 75%, 65%. Как видно из графиков, уменьшение относительной влажности воздуха, поступающего в блок отбитой руды приводит к тому, что зона интенсивного льдонакопления сдвигается в глубь блока, а максимальное её значение уменьшается.

Проведённые расчёты по разработанным двум моделям показали, что математическая модель тепломассопереноса, основанная на модели прямых каналов, позволяет рассчитать температурно-влажностный режим блока отбитой руды при среднем размере кусков превышающем 0,1 м, а фильтрационная мо-

дель тепломасоопереноса применима при среднем размере кусков руды, не превышающем 0,03 м.

Высота, м

Рисунок 9 - Льдонакопление в блоке отбитой мёрзлой руды при различных относительных влажностях воздуха д>= 95%; <р= 75%; <р= 65%; (бо=+5°С; Т0 = -3°С; А = 200 Па; Н= 20 м)

По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации по предотвращению смерзания отбитой мерзлой руды в очистных блоках рудников криолитозоны, которые включают следующие мероприятия: управление депрессией вентиляционного воздуха поступающего в блок отбитой руды; направленное регулирование температуры и влагосодержания рудничного воздуха, подаваемого в очистную выработку; управление параметрами разрушения мёрзлой руды в блоке (пустотность блока, кусковатость руды); управление параметрами выпуска отбитой руды из блока (объёмы отбитой руды и скорость её выпуска, продолжительность между операциями выпуска).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научно-практической задачи предотвращения смерзания отбитой руды с учётом выявленных закономерностей конденсационного влаго- и льдонакопления в очистных блоках рудников Севера. Разработанные математические модели тепло- и массообмена и программы расчета температурно-влажностного состояния в блоке отбитой мерзлой руды при фильтрации воздуха являются основой для прогноза смерзания и управления процессом выпуска руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

Основные выводы диссертационной работы заключаются в следующем: 1. Натурными наблюдениями на руднике «Айхал» АК АЛРОСА установлено, что температурный режим во всех горных выработках имеет знакоперемен-

ный характер (от +15°С до -40°С), что оказывает существенное влияние на тепломассообменные процессы.

2. Экспериментами установлено, что при фильтрации воздуха происходит конденсационное влагонакопление в отбитой горной породе, на характер которого существенное влияние оказывает гранулометрический состав. При уменьшении размера фракций горных пород зона интенсивного льдонакоп-ления сдвигается к началу фильтрационного пути.

3. Лабораторными экспериментами установлено, что смерзание (потеря сыпучести) горных пород (песок, щебень фракции 5-20 мм и их смесей) происходит при накопленной на поверхности влаги, составляющей 2-3% от веса породы. Прочность образцов при этом достигает 0,5 МПа. При полном влаго-насыщении прочночть смёрзшихся пород достигала 16-17 МПа..

4. Разработаны математические модели тепломассообмена рудничного воздуха с отбитой мерзлой рудой с учетом образования льда в её пустотах за счет конденсации влаги в зависимости от температуры, теплофизических свойств, гранулометрического состава, пустотности отбитой руды, скорости фильтрации и температурно-влажностного режима поступающего воздуха. Математическая модель тепломассопереноса, основанная на модели прямых каналов, позволяет рассчитать температурно-влажностный режим блока отбитой руды при среднем размере кусков превышающем 0,1 м, а фильтрационная модель тепломасоопереноса применима при среднем размере кусков руды, не превышающем 0,03 м.

5. Разработана методика расчета температурно-влажностного состояния блока отбитой мерзлой руды при фильтрации воздуха, которая позволяет выявить зоны интенсивного льдонакопления и смерзания отбитой руды.

6. Установлено, что зона интенсивного льдонакопления сдвигается к началу фильтрационного пути при понижении температуры пород, повышении теплоёмкости отбитой руды, уменьшении среднего размера кусков отбитой руды и пустотности блока. Интенсивность льдонакопления возрастает с увеличением разности температур рудничного воздуха и поверхности кусков мёрзлой руды, влагосодержания рудничного воздуха и теплоёмкости отбитой руды.

7. Разработаны рекомендации по предотвращению смерзания отбитой мерзлой руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Издания, рекомендованные ВАК Минобрнауки России

1. Попов, В.И., Каймонов М.В. Исследование процессов тепломассопереноса в зернистом слое при нарастании сублимационного льда в его порах [Текст] /

B.И. Попов, M.B. Каймонов // Наука и образование. - 2004. - №1. - С. 38-42.

- Библиогр.: с. 42.

2. Каймонов, М.В. и др. О механизме процессов смерзания отбитой горной породы на рудниках Севера [Текст] / М.В. Каймонов, В.И. Попов, A.C. Ку-рилко // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - №10. -

C. 162-165. - Библиогр.: с. 165.

3. Курилко, A.C., Каймонов М.В. Экспериментальные исследования прочности смёрзшихся сыпучих горных пород [Текст] / A.C. Курилко, М.В. Каймонов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - №12.

- С. 69-71. - Библиогр.: с. 71.

4. Натурные исследования температурного режима горных выработок и вмещающего массива рудника «Айхал» [Текст] / A.C. Курилко, С.П. Шкулев, В.В. Киселев, Ю.А. Хохолов, М.В. Каймонов, В.И. Попов, Е.В. Макаров // Горный информационно-аналитический бюллетень. Тематическое приложение «Аэрология». - 2005. - С. 90-100. - Библиогр.: с. 100.

5. Курилко, A.C., Каймонов М.В. К вопросу вторичного смерзания минерального сырья в процессе его добычи на рудниках Севера [Текст] / A.C. Курилко, М.В. Каймонов // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2005. - Региональное приложение «Якутия». Вып.З. - С. 290-297. - Библиогр.: с. 297.

Прочие издания:

6. Каймонов, М.В., Хохолов Ю.А. О проблеме смерзания отбитой руды в блоках на рудниках Севера [Текст] / М.В. Каймонов, Ю.А. Хохолов // «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов»: материалы Международной научно-практической конференции: сборник научных статей. - Новокузнецк, 2002. - С. 143-145.

7. Курилко, A.C., Каймонов М.В. Экспериментальные исследования прочности смёрзшихся крупнодисперсных пород [Текст] / A.C. Курилко, М.В. Каймонов // «Современные проблемы теплофизики в условиях Крайнего Севера»: материалы VI научно-практической конференции, посвященной памяти профессора, д.т.н. Н.С. Иванова, г. Якутск, 7 декабря 2003. - Якутск: Изд-во Якутского гос. университета, 2004. - С. 47-56. - Библиогр.: с. 56.

8. Курилко, A.C. и др. Исследование процессов вторичного смерзания отбитой руды на алмазодобывающих рудниках Якутии [Текст] / A.C. Курилко, Ю.А. Хохолов, М.В. Каймонов // Труды II евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. -Якутск: ЯФГУ «Изд-во СО РАН», 2004. - Часть V. - С. 51-61. - Библиогр.: с. 61.

9. Каймонов, М.В., Курилко A.C. Исследование процессов вторичного смерзания отбитой взрывом многолетнемёрзлой горной породы [Текст] / М.В. Каймонов, A.C. Курилко // «Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых Южной Якутии»: сборник материалов II республиканской научно-практической конференции, г. Нерюнгри, 19-21 октября 2004. - Якутск: Изд-во Якутского гос. университета, 2005. - С. 180185. - Библиогр.: с. 185.

10.Курилко, A.C., Каймонов М.В. Экспериментальное определение предела прочности при сжатии мёрзлых крупнообломочных горных пород [Текст] / A.C. Курилко, М.В. Каймонов // «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны»: труды Международной научно-практической конференции, г. Якутск, 14-17 июня 2005. - Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения СО РАН, 2005. - Том 1. -С. 127-131.-Библиогр.: с. 131.

П.Хохолов, Ю.А., Каймонов М.В. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса в крупнообломочных горных породах [Текст] / Ю.А. Хохолов, М.В. Каймонов // V Международная конференция по математическому моделированию, посвященная 75-летию академика В.Н. Монахова: тезисы докладов; под редакцией И.Е. Егорова. - Якутск: Изд-во ООО «РИЦ Офсет», 2007.-С. 132-133.

12.Каймонов, М.В. Исследование причин смерзания отбитой руды в очистных блоках рудников Севера [Текст] / М.В. Каймонов // «Безопасность горного производства в республике Саха (Якутия)»: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 70-летию д.т.н., проф. Е.Н.Чемезова. - Якутск: Изд-во Якутского гос. университета, 2008. - С. 6364.

Подписано в печать 01.11.2008. Формат 60х 84/16. Бумага тип. №2. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Печ. л. 1,2. Уч.-изд. л. 1,47. Тираж 100 экз. Заказ Издательство ЯГУ, 677891, г. Якутск, ул. Белинского, 58.

Отпечатано в типографии издательства ЯГУ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Каймонов, Михаил Васильевич

Введение.

Глава 1 Краткий обзор ранее проведенных исследований, состояние изученности вопроса.

1.1 Проблема смерзания.

1.2 Проблема смерзания на рудниках Севера.

1.3 Причины смерзания отбитой горной породы на рудниках Севера

1.4 Влияние конвективного теплообмена на процесс смерзания отбитой горной породы на рудниках Севера.

1.5 Модели процесса промерзания-оттаивания пород с учетом влагопереноса и льдовыделения.

Выводы по главе.

Глава 2 Исследование теплового режима и факторов, влияющих на смерзание отбитой горной массы на руднике «Айхал».

2.1 Краткая физико-географическая и геологическая характеристика месторождения.

2.2 Краткие сведения о технологии отработки месторождения и современного состояния горных работ.

2.3 Температурный режим горных выработок и вмещающего массива пород.

2.4 Физико-технические параметры отбитой взрывом горной массы.

Выводы по главе.

Глава 3 Лабораторные исследования особенностей процессов смерзания и тепломассопереноса в сыпучих горных породах.

3.1 Экспериментальное исследование процессов тепломассопереноса в сыпучих горных породах.

3.2 Экспериментальное определение предела прочности при одноосном сжатии смёрзшихся горных пород.

Выводы по главе.

Глава 4 Математическое моделирование процессов тепломассопере-носа в блоке отбитой руды.

4.1 Оценка влияния взрывных работ на температурный режим многолетнемёрзлых горных пород.

4.2 Математические модели и методика расчёта тепло- и массо-обмена рудничного воздуха с отбитой мёрзлой рудой.

4.2.1 Модель прямых параллельных каналов.

4.2.2 Фильтрационная модель.

4.3 Расчёт температурно-влажностного состояния блока отбитой руды по модели прямых каналов.

4.4 Расчёт температурно-влажностного состояния блока отбитой руды по фильтрационной модели.

4.5 Основные факторы, определяющие интенсивность конденсационных процессов в очистных блоках и рекомендуемые мероприятия по предотвращению смерзания отбитой руды при отработке мерзлотных горизонтов рудников криолитозоны.

4.5.1 Мероприятия по уменьшению фильтрации рудничного воздуха в блоке отбитой руды

4.5.2 Мероприятия по регулированию температуры и влажности рудничного воздуха

4.5.3 Технологические мероприятия 121 Выводы по главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние процессов тепло- и массопереноса на смерзаемость руды в очистных блоках рудников Севера"

Актуальность работы. Значительные запасы ценных полезных ископаемых сосредоточены в регионах Севера и Северо-Востока России, освоение которых требует решения целого ряда сложных организационных и инженерных задач как при открытой, так и подземной добыче. Природными особенностями этих регионов, наиболее осложняющими процессы добычи, являются повсеместное распространение многолетней мерзлоты и низкая среднегодовая температура наружного воздуха.

Отбитые горные породы в условиях отрицательных температур смерзаются, что затрудняет их добычу. Годовой экономический ущерб по причине смерзания отбитой горной массы, обусловленный отсутствием эффективных средств предотвращения смерзания или быстрого восстановления сыпучести, исчисляется сотнями миллионов рублей. Особую сложность проблема смерзания отбитых пород приобретает при ведении подземных горных работ на мерзлотных горизонтах. На процесс смерзания мёрзлой руды влияют температурно-влажностный и вентиляционный режимы рудника, физико-технические параметры и теплофизические свойства отбитой руды и т.д. Процессы и явления, связанные со смерзанием отбитых пород на горных предприятиях криолитозо-ны, рассматривались многими исследователями (Ю.Д. Дядькин, А.Ф. Зильбер-борд, П.Д. Чабан, С.П. Алехичев, Г.В. Калабин, Ю.Н. Николаев, В.П. Тюнин, Г.А. Курсакин, Е.Т. Воронов, А.С. Курилко, Г.Н. Добровольский и др.). Однако, в существующих методиках недостаточно полно учитываются процессы тепло-и массообмена в блоке отбитой мёрзлой руды, приводящие к её смерзанию.

В связи с вышеизложенным, установление закономерностей тепло- и массообмена в блоке отбитой мёрзлой руды, необходимые для разработки мероприятий по предотвращению её смерзания, является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИГДС СО РАН по г/б темам № 25.2.3 «Особенности деформирования и разрушения геоматериалов в условиях неоднородных температурных и силовых полей», № 7.7.1.3 «Исследование влияния силовых и температурных полей на процессы, происходящие в верхних слоях земной коры при техногенном воздействии».

Целью работы является установление закономерностей тепло- и массо-обменных процессов в блоке отбитой руды, позволяющих разработать научно обоснованные рекомендации для предотвращения её смерзания.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- исследовать тепловой режим рудников криолитозоны;

- разработать математическую модель по определению температурно-влажностного состояния отбитой мёрзлой руды в очистном блоке рудников криолитозоны;

- исследовать характер и степень смерзания горных пород различного грансо-става;

- разработать рекомендации по предотвращению смерзания отбитой мёрзлой руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

Методы исследований: натурные исследования теплового режима рудника, лабораторные исследования смерзания горных пород, математическое моделирование тепломассообменных процессов в отбитых горных породах, численные методы решения задач теплообмена с фазовыми переходами.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели тепломассообмена рудничного воздуха с отбитой мерзлой рудой с учетом образования льда в её пустотах за счет конденсации влаги, отличающиеся тем, что учитывают температуру, теплофизические свойства, гранулометрический состав, пустотность отбитой руды, скорость и температурно-влажностный режим фильтрации воздуха.

2. Методика расчета температурно-влажностного состояния блока отбитой мёрзлой руды, позволяющая определять зоны интенсивного льдонакопления и смерзания руды.

3. Закономерности формирования зоны интенсивного влаго- и льдонакопления, позволяющие прогнозировать смерзание отбитой мёрзлой руды в блоке.

Новизна работы заключается:

- в разработке методики и комплекса программ расчёта температурно-влажностного режима блока отбитой мёрзлой руды, отличающихся тем, что они учитывают конденсационное влаго- и льдонакопление;

- в установлении закономерностей конденсационного влаго- и льдонакопления в блоке отбитой мёрзлой руды на рудниках криолитозоны;

- в определении прочности смёрзшихся горных пород в зависимости от их гранулометрического состава, влажности и степени засоления.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: использованием фундаментальных законов термодинамики и теории фильтрации при построении математической модели тепломассопереноса в блоке отбитой мёрзлой руды; применением апробированных численных методов решения задач тепломассопереноса с использованием современных средств вычислительной техники.

Практическое значение работы заключается в том, что:

Разработанная методика позволяет прогнозировать изменения содержания льда (воды) в отбитой руде при различных режимах фильтрации воздуха и может быть использована при разработке мероприятий для предотвращения её смерзания в рудоспусках, очистных блоках при системах разработки с обрушением и магазинированием, при разработке подкарьерных запасов месторождений под предохранительными подушками.

Полученные результаты также могут быть использованы для прогнозирования тепло-влажностных режимов различных сооружений из крупнообломочного материала, таких как дамбы, плотины, железнодорожные насыпи, отвалы горных пород и естественных каменных осыпей зоны распространения многолетней мерзлоты.

Личный вклад автора состоит в проведении натурных исследований теплового режима выработок рудника «Айхал» АК AJIPOCA; экспериментальном исследовании конденсационного влаго- и льдонакопления при фильтрации воздуха в пористом геоматериале; экспериментальном определении прочности смёрзшихся горных пород; разработке математических моделей тепломассообмена при взаимодействии рудничного воздуха с отбитой мёрзлой рудой; в разработке алгоритмов и комплексов программ, позволяющих определить темпе-ратурно-влажностное состояние отбитых мёрзлых пород в очистных блоках рудников криолитозоны; в разработке рекомендаций по предотвращению смерзания отбитой руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на П-м и IV-м Евразийских симпозиумах по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (г. Якутск, 2004, 2008 гг.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны» (г. Якутск, 2005 г.), на V-й Международной конференции по математическому моделированию (г. Якутск, 2007 г.), на научном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2004, 2005, 2008 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность горного производства» (г. Якутск, 2008 г.), на VI-й и VIII-й научно-практических конференциях «Современные проблемы теплофизики в условиях Крайнего Севера» (г. Якутск, 2003, 2007 гг.), на И-й республиканской научно-практической конференции «Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых Южной Якутии» (г. Нерюн-гри, 2004 г.), на Республиканских конференциях молодых ученых и специалистов (г. Якутск, 2003, 2004 гг.), а также на семинарах и заседаниях учёного совета ИГДС СО РАН (г. Якутск).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 12 работ, в том числе 5 работ в научных изданиях, рекомендованных ВАК России.

Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 139 страниц машинописного текста, 4 таблицы, 45 рисунков, список литературы из 132 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Каймонов, Михаил Васильевич

Основные выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Натурными наблюдениями на руднике «Айхал» АК АЛРОСА установлено, что температурный режим во всех горных выработках имеет знакопеременный характер (от +15°С до -40°С), что оказывает существенное влияние на тепломассообменные процессы.

2. Экспериментами установлено, что при фильтрации воздуха происходит конденсационное влагонакопление в отбитой горной породе, на характер которого существенное влияние оказывает гранулометрический состав. При уменьшении размера фракций горных пород зона интенсивного льдонакопления сдвигается к началу фильтрационного пути.

3. Лабораторными экспериментами установлено, что смерзание (потеря сыпучести) горных пород (песок, щебень фракции 5-20 мм и их смесей) происходит при накопленной на поверхности влаги, составляющей 2-3% от веса породы. Прочность образцов при этом достигает 0,5 МПа. При полном влаго-насыщении прочночть смёрзшихся пород достигала 16-17 МПа.

4. Разработаны математические модели тепломассообмена рудничного воздуха с отбитой мерзлой рудой с учетом образования льда в её пустотах за счёт конденсации влаги в зависимости от температуры, теплофизических свойств, гранулометрического состава, пустотности отбитой руды, скорости фильтрации и температурно-влажностного режима поступающего воздуха.

Математическая модель тепломассопереноса, основанная на модели прямых каналов, позволяет рассчитать температурно-влажностный режим блока отбитой руды при среднем размере кусков превышающем 0,1 м, а фильтрационная модель тепломасоопереноса применима при среднем размере кусков руды, не превышающем 0,03 м.

5. Разработана методика расчета температурно-влажностного состояния блока отбитой мерзлой руды при фильтрации воздуха, которая позволяет выявить зоны интенсивного льдонакопления и смерзания отбитой руды.

6. Установлено, что зона интенсивного льдонакопления сдвигается к началу фильтрационного пути при понижении температуры пород, повышении теплоёмкости отбитой руды, уменьшении среднего размера кусков отбитой руды и пустотности блока. Интенсивность льдонакопления возрастает с увеличением разности температур рудничного воздуха и поверхности кусков мёрзлой руды, влагосодержания рудничного воздуха и теплоёмкости отбитой руды.

7. Разработаны рекомендации по предотвращению смерзания отбитой мерзлой руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научно-практической задачи предотвращения смерзания отбитой руды с учётом выявленных закономерностей конденсационного влаго- и льдонакопления в очистных блоках рудников Севера. Разработанные математические модели тепло- и массообмена и программы расчета температурно-влажностного состояния в блоке отбитой мерзлой руды при фильтрации воздуха являются основой для прогноза смерзания и управления процессом выпуска руды в очистных блоках рудников криолитозоны.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Каймонов, Михаил Васильевич, Якутск

1. Бреденханн, X. и др. Применение систем с самообрушением при отработке кимберлитовых трубок Текст. / X. Бреденханн, И.Е. Кузьмина, А.Р. Узбекова // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. -№ 1. - С. 220 - 221. - Библиогр.: с. 221.

2. Клишин, В.И. Якутские кимберлиты Текст. / В.И. Клишин // Наука в Сибири.- 2001. -№21.

3. Лепнев, М.И., Северинова Э.П. Грузы и мороз: (процессы смерзания и восстановления сыпучести грузов) Текст. / М.И. Лепнев, Э.П. Северинова. М.: Транспорт, 1988. - 143 с.

4. Правила перевозки грузов. М.: Транспорт, 1983. - 472 с. Раздел 30. Правила перевозок смерзающихся грузов, С. 324-333.

5. Маталасов, С.Ф., Носков Ю.А. Совершенствование перевозок смерзающихся навалочных грузов Текст. / С.Ф. Маталасов, Ю.А. Носков // Же-, лезнодорожный транспорт. 1965. - № 1. — С. 27-29. - Библиогр.: с. 29.

6. Ю.Харламов, В.Н., Заикин М.Н. Способы и средства борьбы со смерзаемо-стью грузов Текст. / В.Н. Харламов, М.Н. Заикин // Промышленный транспорт. 1972. - № 9. - С. 4-6. - Библиогр.: с. 6.

7. П.Кожевников, Н.Н., Попов В.И. Прогнозирование процессов промерзания в сыпучих материалах при железнодорожных перевозках Текст. / Н.Н. Кожевников, В.И. Попов. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1978. - 104 с.

8. М.Гурин, Ю.А. Предупреждение смерзания и примерзания горных пород при транспортировке Текст. / Ю.А. Гурин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. - № 7. - С. 134-135. - Библиогр.: с. 135.

9. Добровольский, Г.Н. и др. Смерзаемость взорванных многолетнемерзлых осадочных вскрышных пород Кангаласского угольного разреза Текст. / Г.Н. Добровольский, С.П. Альков, Л.П. Скуба // Колыма. 1985. - № 9. -С. 14-16. - Библиогр.: с. 16.

10. Панишев, С.В. Обоснование рациональных параметров бестранспортной системы разработки многолетнемерзлых вскрышных пород Текст. / С.В. Панишев. Якутск. Изд-ва ЯНЦ СО РАН, 1999. - 87 с.

11. Подкалюк, В.П. и др. Буровзрывные работы на БАМе и их особенности Текст. / В.П. Подкалюк, Е.Ю. Бродов, М.А. Балистов // Горный журнал. -1978. № 1. - С. 42-44. - Библиогр.: с. 44.

12. Достовалов, Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение Текст. / Б.Н. Достовалов, В.А. Кудрявцев. М.: Изд-во МГУ, 1967. - 403 с.

13. Бассистов, A.M. и др. Буровзрывные работы при рыхлении мерзлых грунтов на строительстве БАМа Текст. / A.M. Бассистов, А.П. Семин, Р.Г. Ф.а-зылов, С.Н. Букин // Взрывное дело. Вып. №86/43. — М.: Недра, 1984. -С.149-157. Библиогр.: с. 157.

14. Пермяков, Р.С. Особенности разработки нагорных месторождений Заполярья Текст. / Р.С. Пермяков. Л.: Изд-во «Наука», 1969. -234 с.

15. Алехичев, С.П., Калабин Г.В. Естественная тяга и тепловой режим рудников Текст. / С.П. Алехичев, Г.В. Калабин. Л.: Наука, 1974. - 111 с.

16. Алехичев, С.П. и др. Состояние вентиляции рудников Кольского полуострова Текст. / С.П. Алехичев, А.Д. Вассерман, Г.В. Калабин, В.В. Лапин, Е.Г. Максимов // Проветривание рудников Севера. — Ленинград: Изд-во «Наука», 1972. С. 5-9. - Библиогр.: с. 9.

17. Разработка месторождений твердых полезных ископаемых // Итоги науки и техники. Т. 31. - М.: ВИНИТИ, 1985. - 88 с.

18. Бондарев, Э.А., Файко Л.И. О теплофизических критериях процесса смерзания Текст. / Э.А. Бондарев, Л.И. Файко // В сб.: Физика льда и льдотехника. ЯФ СО АН СССР, 1974.- С. 152-157. Библиогр.: с. 157.

19. Пучков, Л.А. Аэродинамика подземных выработанных пространств. М.: Изд-во Московского гос. горного университета, 1993. - 267 с.

20. Дмитриев, А.П., Гончаров С.А. Термодинамические процессы в горных породах Текст. / А.П. Дмитриев, С.А. Гончаров. М.: Недра, 1983. - 312 с.

21. Губкин, К.С. и др. О тепломассообмене при взрыве в твердых телах Текст. / К.С. Губкин, В.М. Кузнецов, А.Ф. Шацукевич // Прикл. механика и техн. физика. 1978. - № 6. - С.136-141. - Библиогр.: с. 141.

22. Михайлов, А.Г. Проектирование параметров взрывных работ на карьерах Текст. / А.Г. Михайлов. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2002. - 268 с.

23. Казаков, А.П. Физическая модель процесса истечения газообразных продуктов взрыва и вывод формул для расчета их термодинамических параметров Текст. / А.П. Казаков // ФТПРПИ. 1983. - №2. - С.36-43. - Библиогр.: с. 43.

24. Мучник, С.В. О релаксационном состоянии и температуре продуктов детонации взрывчатых веществ Текст. / С.В. Мучник // ФТПРПИ. 2005. -№ 5. - С. 40-49. - Библиогр.: с. 49. ' '

25. Точилов, В.И. К теории конденсации влаги атмосферного воздуха поч-вогрунтами Текст. / В.И. Точилов // Почвоведение. 1960. - № 2. - С. 714. - Библиогр.: с. 14.

26. Оловин, Б.А. Циркуляция воздуха в насыпях Западной Якутии Текст. Г Б.А. Оловин // Проблемы геометеорологии и аккумуляции зимнего холода. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. - С. 92-94. - Библиогр.: с. 94.

27. Германов, В.П., Климановский И.В. Температурный режим горных пород в каньоне верховий реки Колымы (горы Больших Порогов) Текст. / В.П.

28. Германов, И.В. Климановский // Вопросы геокриологии в трудах молодых ученых и специалистов. Якутск, 1976. - С. 30-43. - Библиогр.: с. 43.

29. Рейнюк, И.Т. Конденсация в деятельном слое вечной мерзлоты Текст. / И.Т. Рейнюк // Труды ВНИИ-1. Магадан, 1959. - С. 284-310. - Библиогр.: с. 310.

30. Порхаев, Г.В. О конвективном теплообмене в водонасыщенных грунтах Текст. / Г.В. Порхаев // Материалы к основам учения о мерзлых зонах земной коры. Вып. 8. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - С. 36-43. - Библиогр.: с. 43.

31. Порхаев, Г.В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечно-мерзлыми грунтами Текст. / Г.В. Порхаев. М.: Наука, 1970. - 207 с.

32. Приймак, А.И. Роль свободной конвекции при переносе тепла через галечник Текст. / А.И. Приймак // Труды ВНИИ-1. Мерзлотоведение. Магадан, 1972. - С. 30-48. - Библиогр.: с. 48.

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

34. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена Текст. / С.С. Кутателад-зе. М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.

35. Исаченко, В.П. и др. Теплопередача Текст. /В.П. Исаченко, В.А. Осипо-ва, А.С. Сукомел. М.: Энергия, 1969. - 440 с.

36. Кремнев, О.А., Журавленко В .Я. Тепло- и массообмен в горном массиве и подземных сооружениях Текст. / О.А. Кремнев, В.Я. Журавленко. Киев: Наук, думка, 1980. - 384 с.

37. Исаев, С.И. и др. Теория тепломассообмена Текст. / С.И. Исаев, И.А. Когликов, В.И. Кодаков и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. -683 с.

38. Дейнеко, В.В. Математические модели динамики вязкой жидкости и теплообмена Текст. / В.В. Дейнеко. — Новосибирск: 1996. — 360 с.

39. Телегин, А.С. и др. Тепломассоперенос Текст. / А.С. Телегин, B.C. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко. М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 455 с.

40. Пасконов, B.M. и др. Численное моделирование процессов тепло- и мас-сообмена Текст. / В.М. Пасконов, В.И. Полежаев, JI.A. Чудов. М.: Наука, 1984.-288 с.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

52. Дядькин, Ю.Д., Буденный Ю.А. 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. 4755. - Библиогр.: с. 55.

53. Изаксон, В.Ю. и др. Математическое моделирование тепломассообмена в горных выработках Арктики Текст. / В.Ю. Изаксон, В.И. Слепцов, С. Бандопадхай, Рос. акад. наук, Сиб. отделение, Ин-т горного дела Севера. -Новосибирск: Наука, 2000. 120 с.

54. Галкин, А.Ф., Хохолов Ю.А. Теплоаккумулирующие выработки Текст. /

55. A.Ф. Галкин, Ю.А. Хохолов. Новосибирск: ВО «Наука», Сибирская издательская фирма, 1992. - 133 с.

56. 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.

57. Игнатов, А.А. Физико-химические процессы горного производства Текст. / А.А. Игнатов. М.: Наука, 1986. - 96 с.

58. Жданов, В.А. О движении воздуха в каменной наброске при нарастании, сублимационного льда в ее порах Текст. / В.А. Жданов // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. JL: Энергоатомиздат, 1984. - С. 112-114. - Библиогр.: с. 114.

59. Богословский, П.А. и др. Прогноз температурно-влажностного режима каменно-земляной плотины Текст. / П.А. Богословский, Е.Н. Горохов,

60. B.А. Жданов, С.В. Соболь, А.В. Февралев // Проблемы инженерного мерзлотоведения в гидротехническом строительстве. М.: Наука, 1986. - С. 89-96. - Библиогр.: с. 96.

61. Горохов, Е.Н., Агеева В.В. Прогноз методом математического моделирования оттаивания мерзлых примыканий каменно-земляных плотин, возводимых в условиях вечной мерзлоты Текст. / Е.Н. Горохов, В.В. Агеева //

62. Инженерно-геологическое изучение термокарстовых процессов и методы управления ими при строительстве и эксплуатации сооружений (ИКГ-98): Материалы IV научно-методического семинара. Санкт-Петербург, 1998. -С. 100-105.-Библиогр.: с. 105.

63. Комаров, И.А. Термодинамика и тепломассообмен в дисперсных мерзлых породах Текст. / И.А. Комаров. М.: Научный мир, 2003. - 608 с.

64. Дядькин, Ю.Д. и др. Тепловой режим рудных, угольных и россыпных шахт Севера Текст. / Ю.Д. Дядькин, А.Ф. Зильберборд, П.Д. Чабан. М.: Изд-во «Наука», 1968. - 172 с.

65. Отчет «Воздушно-депрессионная съемка рудника «Айхал» Айхальского ГОКа ЗАО АК «АЛРОСА» / науч. рук. к.т.н. Д.Н. Алыменко. Айхал,2002.-38 с.

66. Отчет «Воздушно-депрессионная съемка рудника «Айхал» Айхальского ГОКа ЗАО АК «АЛРОСА» / науч. рук. к.т.н. Д.Н. Алыменко. Айхал,2003.-42 с.

67. Курилко, А.С. Экспериментальные исследования влияния циклов замо-. раживания-оттаивания на физико-механические свойства горных пород. -Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. 154 с.

68. Ржевский, В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород Текст. / В.В. Ржевский, Г.Я. Новик. М.: Недра, 1984. - 359 с.

69. Грунтоведение Текст. / Под ред. Е.М. Сергеева. М.: Изд-во МГУ, 1983. -392 с.

70. Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. В 2-х томах. Том 1. Полевые методы Текст. / Под ред. Е.М. Сергеева. М.: Недра, 1984. - 423 с.

71. Хямяляйнен, В.А. и др. Тампонаж обрушенных пород Текст. / В.А. Хя-мяляйнен, Л.П. Понасенко, Ю.В. Бурков, Г.С. Франкевич, В.А. Жеребцов.- Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 2000. 107 с.

72. Вахромеев, И.И. Теоретические основы тампонажа горных пород Текст. /И.И. Вахромеев. -М.: Недра, 1968.-291 с.

73. Ломизе, Г.М. Фильтрация в трещиноватых породах Текст. / Г.М. Ломизе. -М. Госэнергоиздат, 1951. 127 с.

74. Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел Текст. / Под ред. В.Н. Пармона. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001.-300 с.

75. Попов, В.И., Каймонов М.В. Исследование процессов тепломассоперено-са в зернистом слое при нарастании сублимационного льда в его порах Текст. / В.И. Попов, М.В. Каймонов // Наука и образование. 2004. - №1.- С. 38-42. Библиогр.: с. 42.

76. Каймонов, М.В. и др. О механизме процессов смерзания отбитой горной породы на рудниках Севера Текст. / М.В. Каймонов, В.И. Попов, А.С. Курилко // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. -№10. С. 162-165. - Библиогр.: с. 165.

77. Хаяси и др. Исследование свойств инея и их связи с типами процесса его образования Текст. / Хаяси, Аоки, Адачи, Хори // Труды американского общества инженеров механиков. 1977. - №2. - С. 85-92. - Библиогр.: с. 92.

78. Цитович, Н.А. Механика мерзлых грунтов Текст. / Н.А. Цитович. — М.: Высшая школа, 1973. — 446 с.

79. Горная энциклопедия. Том 4 Текст. / Гл. ред. Е.А. Козловский; ред. кол.: М.И. Агошков, Н.К. Байбаков, А.С. Болдырев и др. М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1989. — 623 с.

80. Вотяков, И.Н. Физико-механические свойства мерзлых и оттаивающих грунтов Якутии Текст. / И.Н. Вотяков. Новосибирск: Изд-во «Наука», Сибирское отделение, 1975. - 176 с.

81. Вялов, С.С. Реология мерзлых грунтов Текст. / С.С. Вялов. — М.: Стройиздат, 2000. 464 с.

82. Суриков, В.В. Механика разрушения мерзлых грунтов Текст. / В.В. Суриков. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1978. - 128 с.

83. Козеев, А.А. и др. Термо- и геомеханика алмазных месторождений Текст. / А.А. Козеев, В.Ю. Изаксон, Н.К. Звонорев. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. — 245 с.

84. Тайбашев, В.Н. Физико-механические свойства мерзлых крупнообломочных пород Текст. / В.Н. Тайбашев. Магадан: Труды ВНИИ-1, т. XXXIII, 1973.- 160 с.

85. ПО.Ильницкая, Е.И. Влияние масштабного фактора на прочностные свойства горных пород Текст. / Е.И. Ильницкая. В кн.: Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород. Вып. 1. М., 1962.

86. Пекарская, Н.К. Прочность мерзлых грунтов при сдвиге и ее зависимость от текстуры Текст. / Н.К. Пекарская. М., 1963.

87. Зеленин, А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами Текст. / А.Н. Зеленин. М.: Машиностроение, 1968.

88. ПЗ.Русило, П.А. Температурный режим крупнообломочных пород при под-> земной разработке многолетнемерзлых россыпей Текст. / П.А. Русило // Колыма, 1987. №1. - С. 5-8. - Библиогр.: с. 8.

89. Перльштейн, Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород на Северо-Востоке СССР Текст. / Г.З. Перльштейн. Новосибирск: Наука, 1979. -304 с.

90. Геотехнические вопросы освоения Севера Текст. / Под ред. Андерслен-да О.Б. и Андерсона Д.М.: Пер. с англ. М.: Недра, 1983. - 551 с.

91. Курилко, А.С., Каймонов М.В. Экспериментальные исследования прочности смерзшихся сыпучих горных пород Текст. / А.С. Курилко, М.В. Каймонов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. -№12. - С. 69-71. - Библиогр.: с. 71.

92. Кутузов, Б.Н. Разрушение горных пород взрывом Текст. / Б.Н. Кутузов.-М.: Изд-во МГИ, 1992.-516 с.

93. Тихонов, A.M., Самарский А.А. Уравнения математической физики Текст. / A.M. Тихонов, А.А. Самарский. М.: Наука, 1977. - 736 с.

94. Беляев, Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности Текст. / Н.М. Беляев, А.А. Рядно. М.: Высш. шк., 1982. - Ч. 2. - 304 с.

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

96. Самарский, А.А. Теория разностных схем Текст. / А.А. Самарский. -М.: Наука, 1983.-616 с.

97. Лариков, Н.Н. Теплотехника Текст. / Н.Н. Лариков. М.: Стройиздат, 1985.-432 с.

98. Юдаев, Б.Н. Теплопередача Текст. / Б.Н. Юдаев. М.: «Высш. школа», 1973.-360 с.

99. Ушаков, К.З. и др. Аэрология горных предприятий Текст. / К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков, Л.А. Пучков, И.И. Медведев.- М.: Недра, 1987. 421 с.

100. Швыдкий, B.C. и др. Математические методы теплофизики Текст. / B.C. Швыдкий, М.Г.Ладыгичев, B.C. Шаврин. М.: Машиностроение, 2001.-232 с.

101. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики Текст. / Г.И. Мар-чук. — М.: Изд-во «Наука», 1977. 456 с.