Search citation statements
Paper Sections
Citation Types
Year Published
Publication Types
Relationship
Authors
Journals
The heat and mass transfer in a mine shaft under construction is researched theoretically under temperature conditions in the shaft lining lower than the temperature of air flow fed in the shaft via a ventilation duct. The research was aimed to ensure stable airing of mine shafts in the period of construction before cutting a shaft-to-shaft connection with artificial freezing of surrounding rock mass. The multi-parametric numerical modeling of nonstationary aeroand thermo-dynamic parameters in a mine shafts was performed using 3D convective heat transfer model in ANSYS. It is found that convective heat can exert considerable influence on the heat and mass exchange in the air space of the shaft when the shaft lining temperature is lower than the temperature of air flow from the ventilation duct at the shaft bottom. Inside the shaft, the back convective flows appear and air circulates in convective cells, which increases air flow rate in the shaft. As a consequence, the heat transfer factor at the shaft lining-air interface is much higher than the calculated factor without regard to the convective heat. The influence of the temperature difference at the air and shaft lining interface and the shaft lining roughness on the average values of the heat transfer factor and heat flow at the shaft lining and air interface is investigated. The empirical formulas are proposed for calculating the heat transfer factor and specific heat flow at the shaft lining and air interface depending on the temperature difference, shaft diameter and roughness of walls of underground openings.
The heat and mass transfer in a mine shaft under construction is researched theoretically under temperature conditions in the shaft lining lower than the temperature of air flow fed in the shaft via a ventilation duct. The research was aimed to ensure stable airing of mine shafts in the period of construction before cutting a shaft-to-shaft connection with artificial freezing of surrounding rock mass. The multi-parametric numerical modeling of nonstationary aeroand thermo-dynamic parameters in a mine shafts was performed using 3D convective heat transfer model in ANSYS. It is found that convective heat can exert considerable influence on the heat and mass exchange in the air space of the shaft when the shaft lining temperature is lower than the temperature of air flow from the ventilation duct at the shaft bottom. Inside the shaft, the back convective flows appear and air circulates in convective cells, which increases air flow rate in the shaft. As a consequence, the heat transfer factor at the shaft lining-air interface is much higher than the calculated factor without regard to the convective heat. The influence of the temperature difference at the air and shaft lining interface and the shaft lining roughness on the average values of the heat transfer factor and heat flow at the shaft lining and air interface is investigated. The empirical formulas are proposed for calculating the heat transfer factor and specific heat flow at the shaft lining and air interface depending on the temperature difference, shaft diameter and roughness of walls of underground openings.
Крепление вертикальных шахтных стволов чаще всего осуществляется с помощью монолитной бетонной крепи. Функция крепи заключается в принятии на себя воздействия горного давления и предохранении породных стенок от обрушений. В случае запуска в зимнее время года реверсивного проветривания рудника между теплыми стенками крепи воздухоподающего ствола и нагнетаемым снаружи холодным воздухом может возникнуть существенный отрицательный перепад температуры. Перепад может неблагоприятно сказаться на бетонной крепи, а именно вызывать в ней большие растягивающие напряжения. При этих условиях в данной работе исследуется напряжѐнно-деформированное состояние бетонной крепи и породного массива, окружающих воздухоподающий шахтный ствол с целью оценки прочности крепи. Массив пород и бетон крепи считаются изотропными и однородными, а их термодинамические свойства -не зависящими от температуры. Это позволяет рассматривать задачу в двумерной постановке. Полагается, что перепад температуры в крепи и массиве -единственный значимый фактор, влияющий на их напряжѐннодеформированное состояние. При расчѐте температуры учитывается: кондуктивный теплоперенос в объѐме пород и крепи, теплообмен крепи и пород с атмосферным воздухом, теплообмен крепи с шахтным воздухом. В расчѐт не принимается наличие влаги в породном массиве. В результате численного моделирования установлено следующее: бетонная крепь в большей степени испытывает растягивающие напряжения, действующие в вертикальном направлении; ширина зоны предразрушения крепи нелинейно зависит от длительности реверсирования. Выявлено, что с ростом температуры воздуха в стволе ширина зоны предразрушения крепи становится меньше, а время допустимого включения режима реверсирования от начала и до момента достижения в крепи критического состояния заметно увеличивается.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.