Введение
I Анализ проблемы и постановка задач исследования 10
1.1 Анализ причин аварийности на угольных шахтах Российской Федерации 12
1.2 Анализ существующих схем вентиляции выемочного участка высокопроизводительных угольных шахт, на которых произошли аварии, связанные с взрывами и вспышками метана 20
1.3 Оценка современного состояния нормативно — методической базы проектирования вентиляции шахт 37
1.4 Анализ состояния научных исследований в области управления метановыделением в угольных шахтах 38
Выводы 40
II Исследования влияния природных и организационно- технических факторов на газоообильных угольных шахт 43
2.1 Влияние скорости подвигания очистного забоя на газовыделение 46
2.2 Изменение газопроницаемости угольных пластов при увеличении глубины их разработки 50
2.3 Влияние горного давления при добыче угля длинными очистными забоями на распределение газовыделения 52
2.4 Оценка максимальной пропускной способности по параметру скорости движения воздуха по горным выработкам выемочного участка 57
2.5 Анализ влияния технологических параметров на абсолютное метановыделение при применении современной добычной техники 59
2.6 Методика определения величины «газового барьера» в зависимости от технико-технологических параметров 70
Выводы 71
III Математическое моделирование диффузионных процессов и численное моделирование вентиляции подземных аэрогазодинамических систем 73
3.1 Математическое моделирование диффузионных процессов вентиляции горных выработок выемочного участка 75
3.1.1 Уравнение количества движения 76
3.1.2 Уравнение неразрывности 80
3.1.4 Уравнения сохранения энергии 81
3.1.5 Физические модели турбулентности 83
3.1.6 Модель выработанного пространства 83
3.1.7 Физическая модель плавучести 87
3.1.8 Распространение взрывоопасных примесей. Уравнение конвективной диффузии 89
3.1.9 Аэродинамическое сопротивление горных выработок 90
3.1.10 Уравнение состояния реального газа 91
3.2 Краевые условия в задаче диффузионных процессов вентиляции выемочных участков 93
3.3 Требования к построению разностной сетки и визуализации результатов расчетов 100
3.4 Применяемый метод для решения многофакторной математической модели процессов вентиляции выемочных участков и вводимые допущения 101
Выводы 107
IV Разработка методологических основ расчёта шахтных вентиляционных систем с использованием объёмных моделей аэрогазодинамических процессов 109
4.1 Шахтные исследования и моделирование распространения воздушных потоков в шахтных вентиляционных сетях 110
4.2 Шахтные исследования и численное моделирование процессов вентиляции и распространения метановоздушной смеси в
тупиковых горных выработках при их проходке 113
4.3 Шахтные исследования и численное моделирование распространения метановоздушной смеси в горных выработках выемочного участка и в выработанном пространстве 122
4.4 Методологический подход к проектированию шахтных вентиляционных систем на основе объёмного моделирования 131
4.5 Методика проектирования элементов шахтной вентиляционной сети с использованием объемного моделирования аэрогазодинамических процессов 135
Выводы 137
Заключение 137
Список использованных источников
