Побудова математичної моделі самонагрівання рудничної атмосфери, що містить метан

Abstract

Мета. Вибір параметрів і побудова математичної моделі для дослідження температурного режиму в гірничій виробці, яка заповнена метано-повітряною сумішшю. Методика. У роботі використані методи термодинаміки і хімічної кінетики. Результати. В результаті досліджень побудована математична модель самонагрівання рудничної атмосфери, яка містить метан з урахуванням еволюції його концентрації у гірничій виробці. Наукова новизна. Побудована фізико-математична модель, яка дозволяє дослідити залежність зміни температури у гірничій виробці від хіміко-кінетичних параметрів газів, що її заповнюють, а також врахувати взаємодію рудничної атмосфери зі стінками виробки. Практична значимість. Отримані результати можуть бути корисні для досліджень з опису процесу температурного режиму в гірничій виробці при відповідних зовнішніх умовах і на певному інтервалі зміни основних теплофізичних параметрів вугілля і порід, що його вміщують, і можуть бути використані для прогнозу пожежонебезпеки на великих глибинах.

Purpose. Selection of parameters and construction of a mathematical model for studying the temperature regime in a mine working filled with methane-air mixture. Methods. The methods of thermodynamics and chemical kinetics were used in the work. Findings. As a result of the research, a mathematical model of the self-heating of a mine atmosphere containing methane was constructed, taking into account the evolution of its concentration in a mine working. Originality. A physico-mathematical model has been built that makes it possible to investigate the dependence of temperature changes in a mine working on the chemical and kinetic parameters of the gases filling it, and also to take into account the interaction of the mine atmosphere with the walls of the working. Practical implications. The results obtained can be useful for research on describing the temperature regime process in a mine working under appropriate external conditions and within a certain range of changes in the main thermophysical parameters of coals and rocks containing it, and can be used to predict fire hazard at great depths.