VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Задание

Определить геотермическую ступень на угольном месторождении и t угольного пласта, вскрытого наклонным стволом длиной L и углом наклона α при глубинном тепловом потоке равном q.

Температура t на глубине 0 годовых амплитуд равна T₀. До глубины залегания пласта существует 2 слоистые структуры пород со свойствами, изменяющимися по линейному и параболическому закону соответственно.

Дано: Н0=30 м α=300 Н1=560 м L=2800 м Т0=70 qmin=3.4*10-2 Вт/м2 qсред=4,2*10-2 Вт/м2 qmax=5*10-2 Вт/м2 На H0 λ1=1,68 Вт/м*0С На Н1 λ1=1,96 Вт/м*0С На Н2 λ2=2,24 Вт/м*0С На Н3 λ2=2,52 Вт/м*0С

H0 H1 H2 q [Вт/м2] L α

Порядок решения

1. слой

1. Определить среднеарифметическое и средне интегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя.

• Определяем среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

• Определяем средне интегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

Для решения необходимо найти значения коэффициентов а₁ и b₁, коэффициенты находим решением системы уравнений

Вычтем из первого уравнения второе, получим:

, откуда, , подставим значения:

, подставим b₁ в первое уравнение:

Подставим полученные значения коэффициентов a₁ и b₁ в уравнение для нахождения средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород:

1. Определяем геотермические градиенты на первом слое:

• Для среднеарифметического значения коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

• Для средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

1. Определяем температуру горных пород на Н₁

• Для среднеарифметического значения коэффициента теплопроводности горных пород:

• Для средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород:

1. Определяем геотермическую ступень:

• Для среднеарифметического значения коэффициента теплопроводности горных пород

• Для средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород

2 слой

Перед расчетом найдем общую глубину нашего ствола, , следовательно

1. Определить среднеарифметическое и средне интегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород второго слоя.

• Определяем среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности горных пород второго слоя:

• Определяем средне интегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

Для решения необходимо найти значения коэффициентов а₁ и b₁, коэффициенты находим решением системы уравнений

Вычтем из первого уравнения второе, получим:

, откуда, , подставим значения:

, подставим b₁ в первое уравнение:

Подставим полученные значения коэффициентов a₂ и b₂ в уравнение для нахождения средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород:

1. Определяем геотермические градиенты на втором слое:

• Для среднеарифметического значения коэффициента теплопроводности горных пород второго слоя:

• Для средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород второго слоя:

1. Определяем температуру горных пород на Н₂

• Для среднеарифметического значения коэффициента теплопроводности горных пород:

• Для средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород:

1. Определяем геотермическую ступень:

• Для среднеарифметического значения коэффициента теплопроводности горных пород

• Для средне интегрального значения коэффициента теплопроводности горных пород

Вывод: максимальная температура при максимальном тепловом потоке на втором слое составляет примерно 27 С⁰, по нормативам должно быть не более 26 С⁰. Для снижения температуры необходимо использовать охлаждающие установки.

Код для цитирования: Скопировать