VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

 

Введение

При добыче полезных ископаемых в шахтах люди давно заметили, что температура земной коры с глубиной повышается. Установлено, что тепло в земную кору поступает из мантии. Ученые установили, что температура горных пород с глубиной возрастает в среднем на каждые 33 м в глубь Земли на 1°. Увеличение температуры происходит по многим причинам, но главным образом — в результате распада радиоактивных элементов, входящих в состав горных пород. Вместе с температурой возрастает и давление верхних земных пластов на нижние. Подсчитано, что на глубине 50 км во многих районах земного шара температура пород превышает 1000°С.

То есть температура горных пород вне гелиотермозоны зависит от глубинного теплового потока из недр земли, глубины на которой ведутся работы и от коэффициента теплопроводности горных пород.

Важным показателем климата в шахте является температура. На температуру шахтной атмосферы влияют температура поступающего в шахту воздуха, тепловой и массовой обмен воздуха с массивом горных пород, сжатие вентиляционной струи под давлением столба воздуха за счет разницы отметок земной поверхности и горных выработок, тепловыделение при работе горных машин и механизмов, теплоотдача трубопроводов, электроаппаратуры и др.

По правилам безопасности температура воздуха в шахтах и рудниках, добывающих полезное ископаемое подземным способом не должна превышать 26 ⁰С. В связи с этим необходимо при помощи расчетов определять температурное поле горных пород на глубине ведения работ.

Для расчета температурного поля горных пород вне гелиотермозоны мною была составлена программа, которая позволяет определить температуру каждого из слоев горных пород, а значит увидеть на какой стадии вскрытия, подготовки и очистных работ нам необходима калориферная установка и следует ли ее применять вцелом, а так же рассчитать температурный градиент каждого из слоев горных пород.

1. Текст программы

Программа написана вна языке PascalABC.

1.  

   1. Исходный текст программы

programraschet;

usescrt;

constK = 1000;

varn,i:integer;

H0,T0,q:real;

c:array[1..K] of real;

H:array[1..K] of real;

G:array[1..K] of real;

T:array[1..K] of real;

m:array[1..K] of real;

begin

writeln('1) Введите количество напластований и пластов ( рудных тел) n');

readln(n);

writeln('2) Введите значения коэффициентов теплопроводности напластований и пластов(рудных тел) c');

fori:=1 to ndo read(c[i]);

writeln('3) Введите мощность напластований и пластов ( рудных тел) H');

fori:=1 to ndo read(H[i]);

writeln('7) Введите значение глубинного теплового потока q');

readln(q);

writeln('8) Введите значение глубины нулевых годовых амплитуд H0');

readln( H0);

writeln(' 9) Введите значение температуры пород на глубине нулевых годовых амплитуд T0');

readln(T0);

fori:=1 to ndo begin G[i]:=q/c[i];

end;

fori:=1 to 1 do begin T[i]:=G[i]*(H[i]-H0)+T0;

end;

fori:=2 to ndo begin T[i]:=G[i]*(H[i]-H[i-1])+T[i-1];

end;

begin

fori:=1 to ndo

write(' Выводградиента G[',i,'] = ', G[i]:5:5);

end;

begin

fori:=1 to ndo

write(' Вывод температуры Т[',i,'] = ', T[i]:5:3);

end;

end.

1.  

   1. Описание программы

Программа содержит средства для расчета характеристик температурного поля горных пород вне гелиотермозоны. Методы расчета, входящие в программу, применимы для решения конкретной задачи, такой как: определение температурного градиента и собственной температуры горных пород на различных глубинах ведения горных работ. Кроме того оценивается целесообразность применения холодильных установок в условиях конкретной шахты или рудника.

Программа позволяет определить искомые параметры для слоистых породных структур массива с различными теплофизическими свойствами ( до 1000 слоев) для регионов с характерными значениями глубинного теплового потока.

Обработка данных производится при помощи одномерных массивов. В результате работы программы на выходе мы получаем данные с определенными индексами, соответствующими номеру напластования и пласта. Использование одномерных массивов помогло существенно упростить работу с однотипными данными, ускорить обращение к ним , а так же сократить размер используемой памяти , так как все данные получили один общий начальный адрес.

1. Пример расчета

Рис.1 Копия экрана работы программы для расчета температурного поля горных пород вне гелиотермозоны

Вывод

Данные геотермические данные получаемые на выходе из программы позволяют не только провести анализ о целесообразности применения холодильной установки, но и геотермические данные могут также использоваться при изучении газоносности, гидрогеологических условий, явлений внезапных выбросов угля и газа, общих закономерностей протекания процессов метаморфизма углей.

Код для цитирования: Скопировать