ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЛЕДОПОРОДНОГО ОГРАЖДЕНИЯ

Abstract

Актуальность исследования обусловлена отсутствием в нормативных документах, регламентирующих выполнение контроля за породным массивом в условиях его искусственного замораживания, единых требований к организации и осуществлению контроля за формированием и состоянием ледопородного ограждения. Цель работы заключается в обосновании оптимальных технологических параметров термометрического контроля ледопородных ограждений строящихся шахтных стволов. Объектами исследования в настоящей работе являются замораживаемый породный массив и система искусственного замораживания. Методы: экспериментальные исследования динамики температуры замораживаемых горных пород, статистическая обработка и анализ экспериментальных данных; математическое моделирование термодинамических процессов, происходящих в условиях искусственного замораживания породного массива. Результаты. Приведены результаты обработки экспериментальных измерений температуры горных пород в контрольно-термических скважинах строящихся шахтных стволов способом искусственного замораживания. На основании обработки и анализа экспериментальных данных установлена закономерность влияния процесса искусственного замораживания на локальные участки породного массива. Проведено исследование влияния расположения контрольно-термической скважины на точность решения обратной задачи Стефана, позволяющей производить корректировку теплофизических свойств породного массива и рассчитывать температурное поле во всем объеме участка замораживаемого массива горных пород. Определено, что термометрическую скважину следует размещать в замковой плоскости ледопородного ограждения в точке с наименьшей температурой. На основе анализа аварийного выхода из строя замораживающих колонок найдено требуемое количество контрольно-термических скважин, которое позволяет обеспечить всесторонний контроль за состоянием ледопородного ограждения. При осуществлении термометрического контроля для установления достоверных параметров ледопородного ограждения и выполнения дальнейшего адекватного моделирования термодинамических процессов, происходящих в замораживаемом породном массиве, выполнено обоснование оптимального расположения и количества контрольно-термических скважин с необходимым пространственным разрешением измерений температуры горных пород по их глубине. По результатам проведенной работы разработана методика выбора технологических параметров способа термометрического контроля ледопородных ограждений шахтных стволов.