Закономірність процесу брикетування сипких матеріалів в умовах низьких температур. Встановлення закономірностей процесів тепломасообмiну мiж шахтним повітрям, вуглепородним середовищем i охолодженим закладальним масивом з урахуванням температури.
Аннотация к работе
Основні обсяги вуглевидобутку віднесено до найбільш промислово-насиченого району України - Українського Донбасу i пов?язано з підземним способом розробки, який значним чином впливає на стан земної поверхні у місцях розташування шахт. Результати досліджень зазначених фахівців і світовий досвід видобутку корисних копалин на великих глибинах свідчить про те, що традиційні способи кондиціювання повітря в умовах великих глибин не тільки економічно недоцільні, а i технічно неспроможні Тому створення нетрадиційного способу охолодження повітря i закладки виробленого простору глибоких шахт є актуальною науковою проблемою, яка має важливе народногосподарське значення. Дисертаційну роботу виконано у відповідності з державною науково-технічною програмою “Створити і опанувати технологію i технічні засоби, які забезпечують екологічно чисті процеси видобутку i переробки корисних копалин за рахунок використання безвідходних технологій i утилізаціі відходів промислових виробництв”, підпрограмою 2.3.8 “Створення наукових основ екології гірничого виробництва” ДКНТ України, а також по галузевим програмам 3.4.8 “Розробити технологію i обладнання для залишення пустої породи після ремонту гірничих виробок у бутових смугах на базі використання вібраційно-пневматичних машин” ГНТУ Мінвуглепрому СРСР i А 219211010/326 “Розробити технічні пропозиції по створенню технічних засобів i технології утилізації відходів виробництва шляхом виготовлення із них заморожених брикетів i пневмотранспортування їх до виробленого простору з метою здійснення його закладки i охолодження рудничної атмосфери” Мінвуглепрому України. Ідея роботи полягає в сполученні i ув?язці в єдиному технологічному ланцюгу процесів закладки виробленого простору i охолодження шахтноі атмосфери шляхом використання порід, що утилізуються, в якості закладального матеріалу i холодоносія одночасно. Наукова новизна одержаних результатів полягає в: обгрунтуванні екологічної необхідності, технічної можливості i економічної доцільності створення системи технічних засобів i нетрадиційного способу комплексного вирішення задач закладання виробленого простору i охолодження повітря глибоких шахт;Процес теплообміну в виробках при закладанні їх охолодженою породою носить нестаціонарний характер i обумовлений температурою вмі-щуючих порід, початковою температурою брикетів, інтенсивністю фазового переходу вологи, що міститься у брикетах, а також різницею площини контакту повітря з охолодженим закладальним i породним масивом. Ефективна технологія розробки вугільних пластів на великих глибинах забезпечується сполученням в єдиному технологічному ланцюгу процесів закладки виробленого простору і охолодження шахтної атмосфери шляхом використання порід, що утилізуються, в якості закладального матеріалу і холодоносія одночасно. Брикети виготовляли із піску, гранвідсіву i глинистого сланцю, для чого попередньо перемішаний з водою сипкий матеріал подавався до матриці брикетувального обладнання, де шляхом пресування із нього формували брикет у вигляді кулі, а потім заморо-жували. З результатів полігоних досліджень видно, що швидкість руху брикетів 10 м/с дозволяє сягти заданої відстані при всіх диапазонах початкової температури брикетів. Для термоізоляції брикетів під час транспортування до шахти були виготовлені спеціальні термоконтейнери із пінополістиролу марки ПСВС методом термопаро-вої штамповки в жорсткій матриці з розрахунку один контейнер на два брикети У кожному контейнері передбачалися місця для брикетів, відділені одне від одного перетинкою з того-ж матеріалу мінімальною товщиною 80 мм.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій виконано теоретичне узагальнення і вирішення значної науково-технічної проблеми, що має важливе народногосподарче значення і полягає в розробці наукових основ створення нетрадиційного способу охолодження повітря і закладання виробленого простору глибоких вугільних шахт. Процес розморожування брикетів відбувається аналогічно: при підводі зовнішнього тепла температура периферійної частини підвищується до нульової позначки, а крива зміни температури по полю брикета має злом на межі таяння, який рухається до центру кулі. Вперше запропоновано математичну модель для прогнозу тепловологісних параметрів повітря на виймальних дільницях, яка дозволяє здійснювати порівняльний аналіз теплового режиму виймальних дільниць з брикетованою закладкою виробленого простору із охолоджених і неохолоджених матеріалів. Розрахунками, виконаними для широкого діапазону гірничо-геологічних умов видобутку вугілля доведено, що закладання виробленого простору охолодженими до температури - 10 0С брикетами дозволяє зменшити температуру повітря на виході з лави в середньому на 8,4 0С при коливанні значень зменшення температури в межах 5,4 - 13,4 0С. Сукупність отриманих результатів складає необхідні наукові основи для створення нетрадиційного способу охолодження повітря і закладання виробленого простору глибоких вугільних шахт.