О МАССОПЕРЕНОСЕ РЕАГИРУЮЩЕГО ГАЗА В ВЫРАБОТКЕ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ, ПРОЙДЕННОЙ ПО УГОЛЬНОМУ ПЛАСТУ
06.04.2022
О МАССОПЕРЕНОСЕ РЕАГИРУЮЩЕГО ГАЗА В ВЫРАБОТКЕ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ, ПРОЙДЕННОЙ ПО УГОЛЬНОМУ ПЛАСТУ
При разработке угольных месторождений образуются пылегазовоздушные смеси, которые предрасположены к химическому реагированию, проявляющемуся в форме нормального горения или детонации. Первой стадией любого химического реагирования является массоперенос реагирующего газа к смеси, осуществляемый посредством молекулярной диффузии. Особенностью химического реагирования в горных выработках является наличие двух зон, в одной из которых происходит химическая реакция окисления углерода, а в другой протекает восстановление углекислоты. Поскольку указанные зоны пространственно разделены, то процессы, происходящие в них, можно рассматривать по отдельности. При этом в зоне окисления углерода можно не учитывать процесс горения окиси углерода, однако необходимо учитывать изменение концентрации реагирующего газа как в плоскости поперечного сечения выработки, так и вдоль ее продольной оси. Это обстоятельство существенно усложняет решение задач о химическом реагировании смесей в горных выработках по сравнению с реагированием отдельных угольных частиц. Поэтому в данной работе рассматривается пространственная осесимметричная задача о массопереносе реагирующего газа, в которой учитывается не только молекулярная диффузия, но и конвективный массоперенос, обусловленный скоростью течения газа. В процессе решения краевой задачи методом разделения переменных найдены собственные значения и соответствующие им собственные функции, описывающие массоперенос реагирующего газа в горной выработке. Построены графики изменения концентрации реагирующего газа к стенкам выработки и вдоль ее оси и выявлены некоторые закономерности.
Ключевые слова: горные выработки, газовоздушные смеси, молекулярная диффузия, конвекция, краевая задача смешанного типа, метод Фурье, функции Бесселя.
Ключевые слова: ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ, ГАЗОВОЗДУШНЫЕ СМЕСИ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИФФУЗИЯ, КОНВЕКЦИЯ, КРАЕВАЯ ЗАДАЧА СМЕШАННОГО ТИПА, МЕТОД ФУРЬЕ, ФУНКЦИИ БЕССЕЛЯ
Загрузить статью
Свежий номер
Выпуск 3. 2024
График выхода журналов
2024
25 марта
25 июня
25 сентября
25 декабря
Облако тегов
метан угольная пыль шахтные взрывы взрывобезопасность горение взрывная волна детонация рентгенограммы угля угольный пласт скважина дегазация дебит метана направленное бурение. угольная отрасль пожарная безопасность огнезащитные покрытия охрана труда. вертикальный ствол углубка ствола расстрел армировки предохранительный полок герметизатор стыков бетонной крепи. шахта уголь камера отработка столб целик схема кровля технология крепь извлечение волатильность мирового энергетического рынка повышение уровня угледобычи междисциплинарные исследования комплексно-механизированный забой среднесуточная нагрузка организационно-технические мероприятия оптимизация косвенный эффект гидротехнические сооружения грунтовая дамба мониторинг безопасности критерий безопасности гидродинамическая авария анализ риска аварийность травматизм причинно-следственные связи профессиональный риск профессиональное выгорание маркшейдерский цифровой план трещиноватость горного массива геоинформационная система компьютерное прогнозирование угольная шахта подготовительный забой проходческий комбайн технологические схемы эффективность угледобыча развитие технологический прорыв диалектика противоречие горный инженер инновационный потенциал новация инновация щитовая технология безопасность горнодобывающая отрасль гигиена условия труда обучение компетентность профессиональные риски шахтные электроустановки заземление контроль изоляции шахтные гибкие кабели стандарты эндогенная пожароопасность эндогенный пожар увлажненный и осушенный уголь утечки воздуха пожаробезопасная пачка контроль состояния рудничной атмосферы контроль ранних признаков самовозгорания угля методы локации очага возгорания горные выработки газо- и пылегазовоздушные смеси зажигание критические состояния числа маха и дамкелера способы гидровоздействия гидрорасчленение гидроотжим скважинно-щелевой способ дегазация угольного пласта спиральная крепь закладка выработанного пространства винтовая спираль калибратор анкер горная порода опорный венец техногенные проявления разрушение горного массива вспышки и взрывы воспламенение горючих смесей фрикционное трение академия международное сотрудничество научный проект экологическая и техногенная безопасность охрана окружающей среды информационное обеспечение пылеподавление мелкодисперсная пыль методика пылеподавления средство «антипыль» подвесная монорельсовая дорога дизелевоз режим работы дизелевоза тяговое усилие пороговая скорость приводные колеса износ удароопасность электрометрия методика прогноз вероятность горного удара критические изменения электросопротивления взрывчатые вещества уравнения эйлера уравнение неразрывности адиабата пуассона детонационные волны метод характеристик механодеструкция угля выбросоопасность дезактивация угля низкотемпературное окисление оксид углерода удельное газовыделение прогнозное содержание оксида углерода надежность электроснабжение авария технологическое нарушение отключение безопасность персонала пожарные риски детерминированные и вероятностные критерии угольная промышленность потенциальный риск индивидуальный риск социальный риск опасные факторы пожара взрывопожарная и пожарная опасность пожароопасные ситуации поверхностный комплекс угольных предприятий сейсмология наведённая сейсмичность кузбасс горная шория рудники шахты сдвижение земной поверхности горизонтальные деформации охрана объектов поверхности безопасная эксплуатация строений подработанные территории водный объект мониторинг качество вод техногенная нагрузка выбросы загрязняющих веществ атмосферные выпадения пылевые частицы вычислительные модели охрана труда профессиональные заболевания коэффициент трения коэффициент сопротивления движению сопротивление движению состава установившаяся скорость движения состава масса секции крепи угол наклона трассы система: «монорельс–приводные колеса» диапазон регулирования скорости движения состава редуктор привода подшипник качения виброакустические помехи напряженное состояние спектрально-акустический метод аэродинамический и кинематический эффекты газовоздушная смесь аккумуляторные батареи регулирующий клапан шахтный транспорт выделение водорода рекуперация система управления батареей зарядка пылегазовоздушные смеси теплопроводность диффузия конвекция закон аррениуса кинетическая и диффузионная области собственные значения и собственные функции коэффициент массообмена число шервуда диффузионное число прандтля потенциальный опасный объект пожарный риск оценка индивидуального пожарного риска эвакуация людей спасение людей время эвакуации средства пожаротушения массив горных пород предел прочности пласта коэффициент сцепления угол внутреннего трения предельно напряженные зоны критерии предельного состояния кулона–мора горная выработка способ разработки геотехнологическая структура комбинированная геотехнология структура угледобычи коэффициенты интенсивности напряжений трещина гидроразрыва горная отрасль система управления охраной труда методы прогнозирования автоматизация процесса система обучения работник руководитель нестационарные газовоздушные потоки очаги самонагревания зона подвода теплоты законы сохранения массы импульсов и энергии энтальпия скачки уплотнения темпы подвигания подготовительных выработок газоносность безопасность горных работ газокинетическая реакция угольного пласта подготовительная выработка выемочный участок метод прогноз метанообильности управление газовыделением подземные резервуары суфлярные выделения газа газовоздушные смеси энтропия показатель адиабаты пуассона диоксид серы карбонатный шлам адсорбция гранулированный сорбционный материал бисульфит натрия брызгоуловитель демистер тяжелая нефть ярегское месторождение температурный режим риск модульные нефтяные шахты electrical safety energy factors of electric shock the influence of human factors on the risk of injury stress компетенции модель компетенций безопасность труда производственный травматизм угледобывающее предприятие карьерные распределительные электрические сети параметры изоляции фаз сети относительно земли компьютерное моделирование газовый гидрат каменный уголь газодинамические явления ударный и детонационные фронты поверхность чепмена – жуге геодинамическое районирование блоковое строение территорий разломы предпроектные работы пластовая выработка предельно напряжённые зоны характеристики прочности линии скольжения краевые задачи предельного состояния критерий прочности кулона – мора сточные воды фенолы доочистка сточных вод адсорбент надежнось персонала группа риска склонность к риску электротехнический персонал уравнения неразрывности фронт горения ламинарное и турбулентное распространение пламени плотность вероятности факторы выбросоопасности модель подготовки выброса инструментальные и геофизические методы текущего прогноза достоверность прогноза метанообильность подготовительные выработки газокинетическая опасность горное давление периодичность очистной забой механизированная крепь консоль кровли устойчивость породных обнажений обрушение пород критерий устойчивости структурно-текстурное ослабление трещиноватость проницаемость оперативная диагностика реометрический контроль фильтрация тампонаж статическая емкость ионы тяжелых металлов торф древесные опилки степень извлечения коэффициент распределения равновесные характеристики термодинамические характеристики модель сорбции степень тяжести несчастных случаев культура безопасности запаздывающие индикаторы опережающие индикаторы превентивные индикаторы горнодобывающая промышленность углеродный след парниковый газ изменение климата смеси «газ – уголь» уравнение менделеева–клапейрона волны понижения давления и выброса критическая скорость газа фильтрация метана коэффициент проницаемости зона разрушения контрольная скважина максимальные касательные напряжения труднообрушаемая кровля устойчивость выемочная выработка комплекс активных способов и средств управления кровлей очистная выработка характеристики прочности пласта гуминовые вещества гуматы природные сорбенты очистка медь десорбция экология окружающая среда удельное электрическое сопротивление экотоксиканты загрязнение риск-ориентированный подход теплоэнергетика управление компетентностью сотрудников вспомогательные горноспасательные команды (вгк) методика массового развития и контроля компетентности international mines rescue competition imrc-2018 занулeние pen–проводник заземления нейтрали моделирование matlab-simulink термошахтная добыча нефти ярегские нефтешахты профессиональные заболевания шахтеров-нефтяников оценка риска результаты углублённых медицинских осмотров газоносность угольного пласта расходомер бурение шпура удельная поверхность барьерная дегазация карьер взрывные работы сейсмическое воздействие системы инициирования управление параметрами распределение моментов инициирования программа расчета массовые промышленные взрывы сейсмобезопасность массовых промышленных взрывов сейсмика взрывных работ сейсмическое воздействие взрыва регрессионный анализ отходы потребления; гальваническое производство; адсорбционный материал; ионы тяжелых металлов; органические отходы; сточные воды : сточные воды сорбционные материалы угольные предприятия формы оценок административно правовые барьеры развитие производства обеспечение безопасности людей нормативно законодательное взаимодействие профилактика нарушений человеческий фактор классификация угледобывающие предприятия уровень компетентности промышленная безопасность факторы риска молекулярная диффузия краевая задача смешанного типа метод фурье функции бесселя сейсмичность горнодобывающие предприятия взаимное влияние инструментально-визуальный мониторинг краевые задачи теории упругости и предельного состояния коэффициенты фильтрации проницаемости пористости геомеханические процессы выемочный столб метановыделение структуризация массива метиленовый синий ионы никеля активный ил углеродный сорбент биосорбционная очистка сточных вод открытые горные работы автотранспорт выброс вредных веществ оксиды азота сажа осаждение гетерогенные смеси отстойники математическая модель эффективность переноса углеперерабатывающие организации способы безопасности вероятностные критерии риски от пожаров математическое моделирование сложение рисков внезапные выбросы смеси «газ–уголь» давление и плотность газа скорость звука в газе скорость распространения воздушной волны парниковые газы эмиссия метана утилизация угольного метана ресурсы метана газы проветривание тупиковая выработка эффект эжекции прогнозирование горно-геологических условий устойчивость кровли напряженно-деформированное состояние диффузионный механизм интерпретация геофизических данных горный удар землетрясение метод регуляризации а.н. тихонова текущий прогноз выбросоопасности геомеханические и геофизические методы критерий выбросоопасности алгоритм настройки грунт электроосмос кислота щелочь электросопротивление влажность плотность гранулометрический состав дезактивация мониторинг воздуха пыль сеть мониторинга прибор структурная схема контроль загрязнений датчики тяжелые металлы время контакта модели фрейндлиха и ленгмюра система экзогенный пожар угольный склад мфсб оптико-волоконный кабель средства индивидуальной защиты угольная пыль; аэромеханика выработок; отложения пыли; многофазные дискретные среды; динамика аэрозоли угольных частиц уравнения теплопроводности и диффузии скорость протекания химической реакции краевая задача задача коши метод гира водород угольная взвесь воздух ударная волна энергия инициирования многотопливные смеси порода грансостав распределение дефекты трещины угольный пласт с непрочным прослойком предельно напряжённые краевые зоны фильтрационные свойства сейсмическое просвечивание флюид гидродинамическое воздействие геофон давление гидроразрыва кровля выработки лава геостатическое давление зона разгрузки скважины дегазации выработанное пространство газовый фактор газодинамическая опасность давление газа в угольном пласте радарные данные мультиспектральные данные радарная интерферометрия спутниковый радарный мониторинг смещения земной поверхности метод малых базовых линий метод устойчивых отражателей дифференциальная интерферометрия
