Установление зависимостей размеров циркуляционных зон от технологических параметров внешних отвалов, обеспечивающих управление движением ветрового потока в карьере тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат наук Лазарев, Михаил Сергеевич

• Лазарев, Михаил Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Лазарев, Михаил Сергеевич

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТОНАВКА ЗАДАЧИ

ИСЛЕДОВАНИЯ

1Л Оценка влияния метеорологических, горно-геологических и технологических факторов на аэрологию карьеров

1.1.1 Влияние метеорологических условий на проветривание карьера

1.1.2 Горно-геологические факторы устанавливающие параметры микроклимата карьера

1.1.3 Технологические параметры, влияющие на естественное проветривание карьеров

1.2 Средства и способы, улучшающие воздухообмен в атмосфере карьеров

1.2.1 Средства и способы интенсификации естественного воздухообмена

в атмосфере карьеров

1.2.2 Улучшение микроклимата за счет искусственной вентиляции карьера

1.4 Постановка задач исследования

Выводы

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБТЕКАНИЯ ВЕТРОВЫМ ПОТОКОМ ВНЕШНЕГО ОТВАЛА ВСКРЫШНЫХ ПОРОД КАРЬЕРА

2.1 Вывод КГД - системы уравнений на основе законов сохранения массы, сохранения момента импульса, сохранения полной энергии, сохранения импульса и второго закона термодинамики

2.1.1 Законы сохранения в формализованных записях интегрального вида

2.1.2_ Законы сохраненияв дифференциальном виде

2.1.3 Пространственно-временные средние независящих макроскопических параметров среды воздушного потока

2.1.4 Представление - КГД системы в виде законов сохранения

2.2 Переход КГД - уравнения от тензорного к векторному типу в условиях декартового пространства

2.2.1 Система КГД - уравнений в индексном виде

2.2.2 КГД - уравнения в ортогональной системе координат

2.2.3 КГД - система в декартовой системе координат

2.3 Решение КГД - уравнений методом конечных объемов

2.3.1 Алгоритмы решения КГД - уравнений на треугольных сетках

2.3.2 Построение треугольной сетки и выбор на ее основе контрольного объема воздуха

2.3.3 Аппроксимация КГД - уравнений в среде треугольной сетки

2.3.4 Аппроксимация частных производных для перехода от дифференциальных

2.4 Постановка граничных условий и решение задачи по обтеканию ветровым потоком отвала карьера

2.4.1 Установлениее граничных условий

1 рипх! у ихА XI «

^шение задачи по математическому моделированию процесса обтекани:

>вым потоком внешнего отвала карьера

3 УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ ЛЯЦИОННЫХ ЗОН ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

А КАРЬЕРА

[едования математической экспериментальной модели для установлен ственно-количественных характеристик процесса обтекания ветровь

ком внешнего отвала карьера

)писания физических процессов при моделировании обтекания отвала ве

1 потоком и анализ отрывного течения запыленного воздуха

/становление зависимостей параметров циркуляционных зон от техноло

шх параметров отвала

Зывод уравнения, характеризующего границы циркуляционных зон

эдика проведения вычеслительных экспериментов

Список используемой литературы

129

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Установление зависимостей размеров циркуляционных зон от технологических параметров внешних отвалов, обеспечивающих управление движением ветрового потока в карьере»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Сегодня в России более 70% твердого минерального сырья добывается открытым способом карьерами. В зависимости от горногеологических условий залегания твёрдого полезного ископаемого месторождение разрабатывается с применением сплошной или углубочной системы разработки. На данном этапе развития технологий карьеры имеют глубину более 300м. Одним из условий работы является поддержание внутри рабочей зоны атмосферы, отвечающей требованиям санитарных норм и правил, которые гарантируют безопасную и высокопроизводительную работу персонала и техники. Искусственная вентиляция, используемая в большинстве случаев, является дорогостоящей. Естественное проветривание горных выработок во многом зависит от параметров воздушного потока, обтекающего внешние отвалы вскрышных пород. Значения параметров воздушного потока зависят от параметров отвалов и места их расположения.

Существующие методы решений по выбору мест расположения отвалов вскрышных пород подчиняются в основном транспортной задаче и выбору направления рекультивации земель, нарушаемых горными работами. Расположение отвалов при реализации схемы воздухозаборов и создании обтекаемого рельефа отвала является по ряду причин экономически не выгодным вариантом, но при этом требуются методы решений подобного рода задач при проектировании карьеров. Поэтому исследование установления зависимостей размеров циркуляционных зон от технологических параметров внешних отвалов, обеспечивающих управление движением ветрового потока в карьере, является актуальной задачей.

Целью работы является установление закономерностей изменения размеров циркуляционных зон воздушных потоков для обоснования технологических параметров внешних отвалов, обеспечивающих принятие проектных решений при открытой разработке месторождений твердых полезных ископаемых.

Идея работы заключается в том, что при обосновании места расположения и технологических параметров внешних отвалов учитываются размеры циркуляционных зон, обеспечивающих управление движением ветровых потоков для

естественного проветривания глубоких карьеров по разработке месторождений твердых полезных ископаемых.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1 Атмосфера в карьере зависит от размеров циркуляционных зон воздушного потока, места расположения и технологических параметров внешнего отвала вскрышных пород.

2 Оценку размеров циркуляционных зон в зависимости от места расположения и технологических параметров внешних отвалов вскрышных пород необходимо проводить на основе моделирования движения воздушного потока с пространственно-временным осреднением, характеризующего процесс обтекания отвала воздушным потоком.

3 Внешний отвал, обтекаемый ветровым потоком, вызывает формирование трех циркуляционных зон с наветренной, подветренной стороны и на поверхности отвала, размеры которых зависят от его угла откоса, высоты и длины, а также физического параметра, характеризующего разность температур ветрового потока и отвала.

Новизна разработанных научных положений заключается в следующем:

- разработана математическая модель обтекания воздушным потоком внешнего отвала вскрышных пород, базирующаяся на законах гравитации, сохранения массы, импульса, полной энергии, момента импульса и термодинамики и позволяющая на основании пространственно-временного осреднения проводить оценку размеров циркуляционных зон ветровых потоков с учетом места расположения и технологических параметров отвалов, а также с учетом разности температур ветрового потока и отвала;

- установлены зависимости размеров циркуляционных зон (как без учета, так и с учетом их взаимодействия между собой) от высоты, наветренного и подветренного углов откоса и длины отвала, а также от разности температур ветрового потока и отвала, позволяющие обосновывать место расположения и технологи-

ческие параметры отвалов вскрышных пород с обеспечением естественного проветривания глубоких карьеров;

- разработан метод расчета, обеспечивающий проектирование места заложения и формы отвалов вскрышных пород при их обтекании воздушными потоками с учетом естественного проветривания глубоких карьеров при разработке месторождений твердых полезных ископаемых в различных геотехнологических и горно-геологических условиях.

Методы исследований

Принят комплекс методов, включающий в себя:

- анализ и систематизацию предшествующих теоретических разработок по теме диссертационной работы; системный анализ теоретических результатов и практического опыта в смежных сферах науки по направлению исследований в области аэродинамики и гидродинамики;

- разностный метод математического моделирования аэродинамических течений вязких сжимаемых жидкостей;

- вычислительные эксперименты на основе апробированных методик;

- методы математической статистики и теории вероятностей.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов диссертации подтверждаются:

- согласованностью теоретических положений с результатами экспериментальных исследований;

- корректностью применения математических методов при создании расчетной математической модели движения воздушного потока при обтекании отвала;

- представительным объемом результатов вычислительных экспериментов и их удовлетворительной сходимостью с теоретическими зависимостями;

- положительной апробацией научных положений при разработке проектных решений по установлению значений технологических параметров отвалооб-разования и места расположения отвалов карьера Аралтобе Республики Казахстан относительно господствующего направления ветров.

Практическая значимость работы заключается в создании комплекса программных средств, позволяющих автоматизировать процессы проектирования открытых горных работ и проводить вычислительные эксперименты при моделировании обтекания отвалов воздушными потоками в широком диапазоне геотехнологических и горно-геологических условий при разработке месторождений твердых полезных ископаемых.

Реализация работы

Результаты исследований внедрены в проектные решения по обоснованию технологических параметров отвалов и выбора места их размещения относительно борта карьера Аралтобе месторождения Кок-Джон с учетом перемещений воздушных потоков по многолетним данным метеослужбы Республики Казахстан. Метод решения задачи обоснования выбора места расположения отвалов глубоких карьеров внедрен в учебный процесс на кафедре «Геотехнологии и строительство подземный сооружений» Тульского государственного университета. Результаты научных исследований применяются в ООО «ГЕОТИМ-ПРОЕКТ» при разработке проектной документации для месторождений, отрабатываемых по углу бочной системе.

Апробация результатов работы

Основные результаты работы в период выполнения докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях, ежегодном научном симпозиуме, совещаниях и семинарах: на научных семинарах кафедры ГиСПС ТулГУ (г. Тула,2012- 2014 гг.), Международной конференции «Геомеханика и механика подземных сооружений» (ТулГУ), 2-й Международной заочной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Современные проблемы освоения недр» (г. Белгород, 2012 г.), 8-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и энергетические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2012 г.)», «Недели горняка - 2013» (г. Москва, 2013 г.), Международной научно-практической конференции «Перспективы

инновационного развития угольных регионов России» (г. Прокопьевск, 2014 г.), на семинарах кафедры «Геотехнологии и строительство подземных сооружений».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 139 страниц текста, 22 рисунка, 6 таблиц и список литературы из 109 наименований.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Оценка влияния метеорологических, горно-геологических и технологических факторов на аэрологию карьеров

1.1.1 Влияния метеорологических условий на проветривание карьера

Естественное проветривание карьеров и нормализация атмосферы в карьерных выработках являются еще до конца неизученной областью, однако существуют общие модельные представления об аэрологии карьеров в целом, которые лежат в основе применяемых в настоящее время схем проветривания карьера и нормализации атмосферного воздуха.

Эти представления базируются главным образом на результатах исследований Н.З. Битколова, B.C. Никитина, К.З. Ушакова, A.C. Бурчакова, И.И.Медведева, П.В. Берестневича, В.А.Михайлова, С.С.Филатова и других авторов. Наибольший вклад в развитие аэрологии карьеров и систематизации проветривания внесли Н.З.Битколова и В.С.Никитина [14,18,43, 52, 88-89].

При рассмотрении условий проветривания карьеров одним из самых значимых факторов, влияющих на проветривание карьера в целом, является климатическое воздействие на выработки, отвалы, оборудование и человека. При рассмотрении атмосферы карьера и прилегающих территорий используется понятие микроклимата [19].

Микроклиматом называются местные особенности режимных метеорологических величин, обусловленные неоднородностью строения подстилающей поверхности и существенно меняющиеся уже на небольших расстояниях, но наблюдающиеся в пределах одного типа климата. Это значит, что в одном и том же географическом районе с одним общим типом климата наблюдаются различные микроклиматы над большими участками подстилающей поверхности в зависимости от ее строения и свойств. Например, при разработке крупных месторождений

в разных карьерах при одном и том же типе климата возможно проявление разного микроклимата[46].

При рассмотрении микроклимата карьеров имеются в виду, прежде всего те особенности, которыми климат карьера отличается от общих климатических характеристик данной местности. С позиций вентиляции микроклимат карьеров определяет естественный воздухообмен и, кроме того, формирует микроклиматические условия на рабочих местах. Основными характеристиками, определяющими микроклимат карьеров, накопление и вынос вредностей, являются скорость воздуха в карьерах, его температурный режим и влажность атмосферы [20].

При рассмотрении скоростного режима воздушного потока необходимо касаться не только его силы и скорости, но и направления движения. Скорость и направление воздушных потоков в карьерном пространстве формируются энергией ветра, движущегося по земной поверхности, и местными циркуляциями, возникающими в карьере при наличии температурных неоднородностей.

Ветровой поток в карьерном пространстве возможно записать в качестве относительной характеристики скорости, представляющей собой отношение абсолютной скорости ветра в карьере^ к скорости на поверхности Vп:

Аи = ик/ип. (1.1)

Когда достигаются большие скоростные характеристики на поверхности или воздух имеет повышенное содержание воды с ее оседанием, а также в тех случаях, когда термические неоднородности отсутствуют или проявляются слабо, движение воздуха в карьере определяется энергией ветра. Наличие термических сил, а именно солнца, существенно влияет на величину относительной скорости ветра в карьере за счет образования восходящих потоков и образования местных циркуляций.

При понижении в выработанном пространстве карьера скорость и сила ветрового потока уменьшаются до минимального значения (нуля), при дальнейшем углублении данные характеристики меняют свое направление на противоположное. Точка, где скоростная характеристика равна нулю, является точкой критического значения, она свидетельствует о переходе от прямоточной системы

проветривания к рециркуляционной. В дальнейшем по мере углубления скорость несколько возрастает по величине и вновь убывает непосредственно у подошвы карьера. Минимум скоростей, отмеченный на критической глубине, связан с тем, что этот участок является внешней границей поверхностного ветрового потока, за пределами которого направление ветра изменяется на обратное. Движение в пограничном слое карьера значительно зависит от макро шероховатости, которая в свою очередь, зависит от конструкции и размеров горных выработок, а также от пород, слагающих борт карьера[1].

В течение суток происходят определенные изменение относительной скорости ветра. В дневные часы наблюдается максимальное значение ветрового потока, а в вечернее время, ночью и утренние часы - минимальное значение. Такая закономерность подтверждает зависимость А V от интенсивности и распределения солнечной радиации, формирующей определенное температурное поле в карьере.

Это обосновано тем, что максимальный приток тепла в дневные часы приходится на борт, что влечет за собой возникновение местных потоков, преимущественно южного направления. Местные потоки складываются с потоками, образованными энергией поверхности ветра, и создают результирующий поток определенного скорого направления [37].

Основные колебания величины относительной скорости ветра во времени и ее зависимость от температурного режима наглядно видны при рассмотрении их годовых изменений.

Зимой амплитуда изменения относительной скорости ветра в течение суток невелика, дневной максимум выражен слабо. Местные потоки ослабевают в результате сокращения интенсивности и продолжительности влияния солнечной радиации, меньшего числа солнечных дней, а также значительного уменьшения притока тепла к почве за счет наличия снежного покрова. Относительная скорость ветра (Д£/ = 0,3) близка к расчетной и к экспериментально полученной на моделях. Наблюдающиеся отклонения в ту или иную сторону можно объяснить частичным проявлением в дневное время термических сил и переменным нагнетанием ветра на поверхности.

Для весенних месяцев характерно возрастание относительной скорости ветра в карьере до значений, вдвое превышающих величину ДС/, создаваемую поверхностным ветром. В то же время в ночные часы относительная скорость ветра в карьере сохраняется на уровне средних значений.

В летние месяцы местные потоки наиболее длительны во времени и максимальны по мощности. Они имеют большую амплитуду изменения относительных скоростей ветра. В летнее время длительность действия потока в течение суток указывает на наличие активной циркуляции воздуха, связанной с действием неоднородного температурного поля, это, в свою очередь, позволяет говорить о малой вероятности возникновения инверсий в пределах карьерного пространства в указанные месяцы, даже в ночное время суток.

Относительная скорость ветра в осенние месяцы характеризуется наибольшей неоднородностью. С одной стороны, как указывалось ранее, возрастает неравномерность нагрева отдельных бортов и участков карьера, с другой - сокращается поток солнечной радиации по абсолютной величине за счет большего числа пасмурных дней. В осенние месяцы наблюдается постепенное сокращение амплитуды изменения относительной скорости ветра до значений, характерных для зимнего времени [43].

Направление ветровых потоков в карьере является наиболее значимым фактором, характеризующим движение воздушных потоков. На его основе формируются способы естественного проветривания карьера. При прямоточной схеме движения воздуха направление ветра в карьере совпадает с общим вектором ветра. Рециркуляционная схема движения воздуха характеризуется направлением ветра в карьере, противоположным поверхностным. Таковы закономерности формирования направления воздушных потоков под действием динамических сил, создаваемых энергией поверхностного ветра.

Местные потоки, возникающие в большинстве случаев из-за выработанного пространства и техногенного рельефа, оказывают существенное влияние на розу ветров микроклимата карьера. Образуются потоки, связанные с неравномерным нагревом, что определяет их направление от более холодных поверхностей к

более нагретым. Таким образом, в северном полушарии в первую половину дня для одинаковых условий выработанного пространства местные потоки должны иметь юго-восточное и южное направления, в дневные часы - южное, а во вторую половину дня - юго-западное и южное направления. Колебания «розы ветров» в течение суток сводятся к неравномерному распределению солнечной радиации во времени на поверхностях карьера, скоростью и направлением ветра на поверхности [80].

Температура воздушного потока в основном зависит от внешних источников, главным источником тепловой энергии для всех термодинамических процессов, развивающихся в атмосфере, является солнечная радиация. Приток тепла к тому или иному участку поверхности карьера зависит от его ориентации в пространстве, угла наклона, времени года и суток, окраски, географического положения и т.п.

Для земной поверхности и площадок карьера, чей угол наклона не превышает 10°, величина поглощения солнечной радиации мало изменяется от ориентации в пространстве. Но с увеличением глубины возрастает закрытость для прямого воздействия солнечной радиации на горизонтальные поверхности, расположенные в карьере, вследствие чего сокращается продолжительность поступления прямой солнечной радиации за счет более позднего восхода и раннего захода солнца.

Сокращение притока тепла для участков, расположенных в карьере, наглядно иллюстрирует изменение освещенности в течение года. Относительная разница для глубоких карьеров в продолжительности освещения солнцем верхних и нижних уступов составляет летом 4...6 ч, зимой - до 8 ч. На сверхглубоких карьерах возможная разница продолжительности светового воздействия в весенний и осенний периоды года достигает максимума, который составляет до 10 часов. А в зимние месяцы значительная часть карьера может быть вообще не освещена прямыми солнечными лучами.

Изменение освещенности по глубине и ее неравномерность весьма характерны для различных бортов из-за разной ориентации по сторонам света. Так, в

декабре при минимальной высоте солнца освещена незначительная часть карьера, это в основном верхние горизонты северного, западного, восточного бортов. Южный борт остается в тени (за исключением его верхних уступов) с декабря по апрель и с августа по декабрь. В результате дно карьера и его южный борт получают значительно меньше тепла, чем остальная часть карьерного пространства, и находятся в условиях дефицита тепла по сравнению с другими поверхностями.

Суммарная радиация на дне карьера и его бортах в течение дня при безоблачной погоде зависит от изменения углов падения лучей на рассматриваемые поверхности. На западном борту максимум радиации наблюдается около 10ч утра, а на восточном запаздывает относительно полудня на три часа и приходится на вторую половину дня. Общая разница между максимумами радиации на восточном и западном бортах выработки составляет около 5 ч. Это обусловливает большие различия в притоке тепла к восточному и западному бортам в одно и то же время с соответствующей разницей в температурном режиме рассматриваемых поверхностей. Дневная изменчивость солнечной радиации на южном борту невелика, а максимум значительно ниже, чем на других бортах. Северный борт карьера характеризуется наибольшим притоком солнечной радиации, особенно к наклонным поверхностям.

Солнечная радиация, поступающая к поверхностям, складывается из двух видов: прямой и рассеянной.

Прямая радиация является неизмененной солнечной радиацией, которая претерпевала минимальное искажение, и имеет прямое воздействие на освещаемый объект.

Рассеянная радиация состоит из отраженной солнечной радиации от земной поверхности и облаков, а также радиации, которая рассеялась вследствие воздействия ее с молекулами атмосферных газов и аэрозольных частиц.

При рассмотрении характерного для карьеров распределения потоков радиации видно, что рассеянная радиация значительно меньше прямой.

Таким образом, суммарное значение внешней приходящей энергии, на южный борт летом, в четыре раза меньше приходящей на северный, а зимой мо-

жет быть меньше в 7-8 раз. Западный и восточный борта получают примерно одинаковое количество тепла.

При углублении выработки карьеров убывает солнечная радиация, это объясняется увеличением недоступности прохождения прямых лучей.

Распределение солнечной энергии в пределах карьерного пространства во времени отражает тесные взаимосвязи, которые определяют температурный режим и термодинамику воздушных потоков в карьере, а также влияют на непосредственное образование ветровых потоков. Основным влиянием на температуру и получение солнечной радиации является географическое положение. Распределение этих параметров будет меняться в соответствии с широтой той или иной местности, но общие закономерности, показанные выше, характеризующие неравномерность и различие в количестве приходящего к бортам тепла, типичны для любых условий.

Радиационный баланс - важнейшая составляющая теплового баланса, которая определяет температуру почвы и приземленного слоя воздуха, их суточные и годовые изменения [33].

Последним параметром, влияющим на микроклимат карьера, является влажность воздуха. Она не только влияет на основные характеристики ветрового потока и температуру воздуха, но и самостоятельно может как благоприятно, так и негативно воздействовать на микроклимат карьера.

Высокая влажность воздуха в карьерах способствует образованию в них тумана и мглы, уменьшающих видимость, затрудняющих ведение работ и ослабляющих инсоляцию бортов, что, в свою очередь, снижает конвективный воздухообмен в карьере. Она может быть выше, чем на поверхности, или ниже и зависит от конкретных условий. Увеличению влажности способствуют некоторые мероприятия и технологические процессы, например, использование воды для орошения взорванной массы, отвалов, дорог, для тушения пожаров, применение гидромеханизации и др. При низкой влажности воздуха происходят более сильные эрозионные процессы и более сильное пылевыделение с рабочих поверхностей карьера.

Относительная влажность имеет суточные и годовые колебания, понижаясь в дневные часы летом, что связано с увеличением температуры и уменьшением абсолютной влажности из-за вертикального воздушного обмена.

Таким образом, климатический фактор является основополагающим фактором, влияющим на микроклимат карьера и проветривание выработки.

1.1.2 Горно-геологические факторы устанавливающие параметры

микроклимата карьера

Горно-геологические условия месторождения являются в конечном итоге определяющими для установления контура будущего карьера и его геометрических размеров, исходя из условий залегания полезного ископаемого и физико-механических свойств горных пород.

Изменение рельефа земной поверхности в результате создания выработки карьера и отвалов существенно влияет на два основных слагающих элемента, формирующих микроклимат карьера. Во-первых, перераспределяются составляющие теплового баланса в соответствии с геометрией карьерного пространства, ориентацией слагающих его поверхностей, физико-механических свойств горных пород и т. д. Во-вторых, трансформируются воздушные потоки, движущиеся над земной поверхностью.

В целом, при анализе горно-геологических условий месторождения параметрами, влияющими на микроклимат карьера, являются тип разрабатываемого месторождения, его геологическая характеристика, форма и условия залегания рудных тел, твердость полезного ископаемого и вмещающих пород, их вещественный и химический составы, гидрогеологическое строение слагающих пород, виды пород и их свойства, а также тепловая энергия горных пород.

Основываясь на горно-геологических условиях строения полезного ископаемого, карьер может принимать различные формы, которые непосредственно влияют на направление воздушных потоков. По морфологии месторождения твердых полезных ископаемых подразделяются на три морфологических типа: изометричные, плоские и трубкообразные.

Изометричные залежи имеют благоприятный микроклимат с позиции получения ветровых потоков, а также солнечной радиации и нагрева пород, так как эти месторождения характеризуются большой протяженностью и малой глубиной и расположены в основном в равнинных местностях.

Значительную протяженность при небольшой ширине имеют выработки, пластовых и жильных залежей (плоские), а также залежи, расположенные в горном рельефе. В этих карьерах за счет сокращения числа бортов, образующих карьерное поле, местные потоки также получают ограниченное развитие, что отражается на «розе ветров» внутри выработки и влияет на весь микроклимат карьера [15].

При трубкообразных телах залежей размеры выработанного пространства по поверхности соизмеримы с глубиной карьера. Ввиду того, что глубина карьера пагубно влияет на скоростные характеристики и уменьшает подачу тепла, получаемую за счет солнечной радиации, на его дне происходит образование штилевых зон.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лазарев, Михаил Сергеевич, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика М.: Недра, 1972. 272с

2 Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960. 720с.

3 Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М., 1969.

4 Абрамович Г.Н. Теория турбулентной струи. М., 1969.

5 Авторское свидетельство № 636405 Е21 F 1/00 / Я.Р. Энгель и A.A. Ковальская. Способы проветривания глубоких карьеров.

6 Авторское свидетельство № 667675 Е21 F 1/00 / В.И.Белоусов, Я.З. Бум-хан и J1.A. Козаков Способы управления скоростью ветрового потока.

7 Авторское свидетельство № 898093 Е21 F 1/00 / Е.Г.Фугасов, А.И. Не-зговоров, С.Я. Клубов, A.B. Мозолев, Способы проветривания карьеров.

8 Авторское свидетельство № 1025899 Е21 F 1/00 / В.И. Белоусов, И.А.Соболева, Способы проветривания карьеров.

9 Авторское свидетельство № 1035236 Е21 F 1/00 / Н.З. Битколов, И.И Иванов, В.С.Никитин. Способы вентиляции глубоких карьеров.

10 Авторское свидетельство № 1162995 Е21 F 1/00 /Д.А.Каминский, Способы проветривания глубоких карьеров.

11 Авторское свидетельство № 2082010 Е21 F 1/00 / A.B. Зберовский, Б.Е. Собко, A.B. Сливной. Способы проветривания глубоких карьеров (проветривание через 1 вентилятор).

12 Аржаников Н.С.,.Мальцев В.Н. Аэродинамика второе издание, М.: Издательство оборонной промышленности. 1956. 485с.

13 Аристов В.В., Черемисин Ф.Г. Решение уравнений Эйлера и Навье-Стокса на основе операторного расщепления кинетического уравнения //Доклады АН СССР. №272(3). 1983. С. 555-559.

14 Бересневич П.В., Михайлов В.А., Филатов С.С. Аэрология карьеров: справочник, М.: Недра, 1977. 187с.

15 Бересневич П.В., Ткаченко A.B. Микроклимат железорудных карьеров и нормализация их атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 176 с.

16 Битколов Н.З. Улучшение условий труда на карьерах. М.: Недра, 1972.

104с.

17 Битколов Н.З., Зенов С.И. Турбокомпрессорный вентилятор для карьеров // Уголь. 1975. № 4. С. 23-24.

18 Битколов Н.З. Медведев И.И. Аэрология карьеров. М.: Недра, 1992.

264с.

19 Битколов Н.З., Никитин B.C. Условия труда и проветривание карьеров по добыче радиоактивных руд. М.: Атомиздат, 1973. 184с.

20 Битколов Н.З., Пененко В.В., Нормализация атмосферы глубоких карьеров. Л.: Наука, 1986. 295 с.

21 Боровиков С.Н., Иванов И.Э., Крюков И.А. Построение нерегулярных треугольных сеток на криволинейных гранях на основе триангуляции Делоне // Математическое моделирование. 2005, Т. 17. №8.С. 31-45.

22 Боровиков С.Н., Иванов И.Э., Крюков И.А. Построение тетраэдризации Делоне с ограничениями для тел с криволинейными границами // ЖВМиМФ, 2005. Т.45. №8. С. 1408-1425.

23 Брикгоф Г., Сарантонелло Э., Струи, следы и каверны, М.: Мир, 1964.

467с.

24 Бухман Я. 3., Козаков А. А., Белоусов В. И. Техническое руководство по проветриванию карьеров цветной металлургии СССР. М.: Цветметинформа-ция, 1976. 100 с.

25 Вершинин A.A. Об энергетической оценке воздухообмена в карьерах // Воздухообмен и микроклимат в карьерах. Челябинск: НИИОГР, 1969. С. 113-120.

26 Гарбарук A.B., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений. СПб: Издательство политехнического университета, 2012. 88с.

27 Гошин Л.В., Степанов Г.Ю. турбулентные отрывные течения. М., 1979.

28 Елизарова Т. Г. Квазигазодинамические уравнения и методы расчета вязких течений. М.: Научный мир, 2007. 349с.

29 Елизарова Т. Г. Математические модели и численные методы в динамики газа и жидкости. М.: Научный мир, 2005. 224с.

30 Ецин Б.Ф., Карагодский Ш.А. Проветривание карьеров конвективными струями. Ташкент: УЗИНТИ, 1971. 115 с.

31 Жохова A.B., Четверушкин Б.Н. Моделирование нестационарных газодинамических течений // Математическое моделирование. 2002. Т. 14. №4.

С. 35-44.

32 Ивашкин B.C. Борьба с пылью и газами на угольных разрезах. М.: Недра, 1980. 152 с.

33 Иванов И. И. Геотермический режим и естественный воздухообмен карьеров. М.: Недра, 1982. 174с.

34 Инструкция по определению запыленности и загазованности атмосферы в карьерах. М.: Госгортехиздат, 1963.

35 Инструкция по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции на предприятиях по добыче и обработке драгоценных металлов и алмазов. Утв. Роскомдрагметом 28.02.М.Д994.

36 Карамзин Ю.Н., Поляков C.B., Попов И.В. Разностныесхемыдля параболических уравнений на треугольных сетках //Известиявузов..Математика. 2003. N1(488). 53-60.

37 Кирин Б.Ф., Ушаков К.З. Рудничная и промышленная аэрология. М.: Недра, 1983. 256с.

38 Ковеня В.М. Алгоритмы расщепления в методе конечных объемов для решения задач аэрогидродинамики // Труды Международной конференции RDAMM. 2001. Т.6. 4.2. С. 356-364.

39 Козырев A.A., Каспарьян Э.В., Рыбин В.В. Основные методические положения применения бортов карьеров новой конструкции // Проблемы и тенденции рационального и безопасного освоения георесурсов: сб. докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, посвященной 50-летию Горного института КНЦ РАН. Апатиты; СПб, 2011.С. 340-344.

40 Козырев A.A., Рыбин В.В., Билин A.JL, Фокин В.А., Мелик-Гайказов И.В. Обоснование конструкций устойчивых бортов карьеров в массивах скальных тектонически-напряжённых пород // Горный журнал. 2010. №9. С.24-27.

41 Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н., Калугин В.Т. Аэродинамика отрывных течений. М.: Высшая школа, 1988. 353с.

42 Кудинов П. И., Численное моделирование гидродинамики и теплообмена в задачах с конвективной неустойчивостью и неединственным решением: дис....канд. техн. наук. Днепропетровск, 1999, 229с.

43 Куликов В.П., Рогалис Ю.П. Проветривание угольных разрезов. М.: Недра, 1973. 223с.

44 Лойцянский Г.Л. Механика жидкости и газа, М.: Дрофа, 2003. 840с.

45 Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров / В НИМИ; составители Г.Л. Фисенко, В.Т. Сапожников, A.M. Мочалов, В.И. Пушкарев, Ю.С. Козлов. Л.: Издательство ВНИМИ, 1972. 165 с.

46 Микроклимат, воздухообмен и искусственное воздействие на атмосферу карьеров: сб. статей под ред. П.А. Воронцова. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 258 с.

47 Михайлов, A.M. Охрана окружающей среды на карьерах. / Киев: Выща школа, 1990. 264 с.

48 Михайлов В.А., Бересневич П.В. Пылеподавление при выемочно-погрузочных работах на рудных карьерах. М.: Недра, 1976. 119с.

49 Михайлов В.А., Бересневич П.В. Снижение запыленности и загазованности воздуха на открытых горных работах. Киев: Техника, 1975. 116с.

50 В.А.Михайлов [и др.]. Борьба с пылью в рудных карьерах // М., Недра, 1981.262с.

51 Монин A.C., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика: механика турбулентности. М.: Наука, 1967.

52 Никитин B.C. Аэрация карьеров и прогнозирование состава их атмосферы: дис. ... д-ра техн. наук. М, 1969. 450 с.

53 Никитин B.C., Битколов Н.З. Проветривание карьеров. М.: Недра, 1975.

171 с.

54 Никитин B.C., Битколов Н.З. Проектирование вентиляции в карьерах, М.: Недра, 1980. 171с.

55 Никитин B.C., Левинский О.Б., Суслов Н.В. Обеспыливание атмосферы карьеров, Ташкент: ФАН, 1974. 160с.

56 Никитин B.C., Чесноков М.М. Борьба с пылью и газами на открытых разработках. М.: Госгортехиздат, 1961. 170 с.

57 Отчёт по проведённой в 1969-1970 гг. доразведке высококачественных фосфоритов месторождения Кок-Джон (участки Кистас и Аралтобе).

58 Оценка параметров бортов карьеров и отвалов для месторождения Кок-Джон участков Кесиктобе и Аралтобе (республика Казахстан)(3аключительный отчет по х/д №26117).

59 Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. СПб: ВНИМИ, 1998. 208 с.

60 Полежаев В.И., Бунэ A.B., Верезуб H.A., Глушко Г.С., Грязнов В.Л., Дубовик К.Г., Никитин С.А., Простомолотов А.И., Федосеев А.И., Черкасов С.Г. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навъе-Стокса. М.: Наука, 1987.

61 Попов И.В., Поляков C.B. Построение адаптивных нерегулярных треугольных сеток для двумерных многосвязных невыпуклых областей. Математическое моделирование. 2002,Т. 14. №6. С. 25-31.

62 Порцевский А.К. Аэрология горных предприятий, М.: Недра, 2004, 71 с.

63 Пушкина И.Г., Тишкин В.Ф. Адаптивные расчетные сетки из ячеек Дирихле для решения задач математической физики: методика построения, примеры. Математическое моделирование, Т., 12,№3 2000, С 97-110.

64 Аэрация и обеспыливание карьеров Казахстана /Г.А. Радченко [и др.]. Алма-Ата: Наука, 1973. 158с.

65 Ржевский В.В. Открытые горные работы: Производственные процессы: учебник для вузов в 2 ч. Ч. 1. М.: Недра, 1985. 509 с.

66 Ржевский B.B. Открытые горные работы: в 2 ч. Ч. 2. Технология и комплексная механизация. М.: Недра, 1985, 549 с.

67 Ржевский В. В. Процессы открытых горных работ. М.: Недра, 1978,

544с.

68 Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.: Недра, 1980. 549 с.

69 Рыбин В.В., Губинский Н.О., Определение рейтинга массива горных пород карьеров ОАО «Апатит» в соответствии с геомеханической классификацией Д. Лобшира // Проблемы и тенденции рационального и безопасного освоения георесурсов: сб. докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, посвященной 50-летию Горного института КНЦ РАН. Апатиты; СПб.,2011.С. 349-356.

70 Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989.

71 Самарский A.A., Колдоба В.А., Повеценко Ю.А., Тишкин В.Ф., Фаворский А.П. Разностные схемы на нерегулярных сетках Минск, 1996.

72 Самарский A.A., Попов Ю.П. Разностные методы решения задач газовой динамики. М.: Наука, 1980.

73 Самсонов В.Т. Аэродинамические расчеты при проектировании вентиляционных выбросов. М.: Высшая школа, 2005. 132с.

74 Самсонов В.Т. Очистка вентиляционных выбросов от пыли Теоретические и практические решения. М.: Высшая школа, 2005. 132с.

75 Саратикянц С.А. Зельвянский А.Ш. Лещинский A.A. Батманов Ю.К. Разработка пологих и наклонных пластов. М.: Недра, 1977. 187с.

76 Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1976. Т.1. 503с.

77 Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1976. Т.2. 580с.

78 Серегин В.В. Диссертация на соискательство ученой степени кандидата физико-математических наук: КГД уравнения и Алгоритмы их решения на неструктурированных сетках. М.; 2005. 119 с.

79 Силаев В.В. Методические указания по практическим занятиям по аэрологии карьеров с использованием ЭВМ. М.: МГИ. 1987. 31 с.

80 Старостин И.И. Исследования аэродинамики и совершенствование метода расчета воздухообмена карьеров: дис. ... канд. техн. наук. М., 1975. 160 с.

81 Степанов В. Н., Сагимбаева Г. М. Эффективность процесса обеспыливания при применении многокомпонентных струйных течений на открытых горных работах. М., 1986. Т. 12.

82 Стулов В.П. Лекции по газовой динамике. М.: Физматлит, 2004.

83 Технический регламент на отработку фосфоритовых руд месторождения «Кок-Джон» участка Аралтобе.

84 Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В.. Проектирование карьеров: учебник для вузов. В 2 т. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательство Академии горных наук, 2001. T.I. 519 с.

85 Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В.. Проектирование карьеров: учебник для вузов: в 2 т. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательство Академии горных наук, 2001. Т.П. 535 е.;

86 Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., К.Е. Винницкий. Открытые горные работы: справочник. М.: Горное бюро, 1994. 590 с.

87 Томаков П.И., Наумов П.И., Технология, механизация и организация открытых горных работ: учебник для вузов. 3-е изд. перераб. М.: Изд-во МГИ, 1992. 464 с.

88 Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. Аэрология горных предприятий: учебник для вузов. М.: Недра, 1987. 421с.

89 Ушаков К.З., Михаилов В.А. Аэрология карьеров. М.: Недра, 1975. 248

с.

90 Филатов С. С. Вентиляция карьеров. М.: Недра, 1981. 206 с.

91 Филатов С.С., Михайлов В.А. Борьба с пылью и газами на карьерах. М.: Недра, 1974. 374 с.

92 Филатов С.С., Михайлов В.А., Вершинин А.А. Борьба с пылью и газами на карьерах, М.: Недра, 1973. 144с.

93 Фисенко Г.Л., Сапожников В.Т., Мочалов A.M., Пушкарев В.И., Козлов Ю.С. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов ус-

тупов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л.: ВНИМИ, 1972. 165с.

94 Фисенко, Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М.: Недра, 1965. 379с.

95 Халрамов С.Н. Алгоритмы при моделировании гидродинамических процессов учебно методический комплекс. Томск: Издательство ТПУ, 2008,80 с.

96 Хохряков В.П. Вентиляция, отопление и обеспыливание воздуха в кабинах автомобилей. М.: Машиностроение, 1987. 152 с.

97 Чжен П. Отрывные течения. Т. 1. М.: Мир, 1972. 299 с.

98 Чжен П. Отрывные течения. Т.2. М.: Мир, 1972. 278с.

99 Чжен П. Отрывные течения. Т. 3. М.: Мир, 1972. 335с.

100 Чжен П. Управление отрывом потока М.: Наука, 1979.

101 Четверушкин Б.Н. Кинетические схемы и квазигаодинамические уравнения. М.: МаксПресс, 2004.

102 Чулаков П. Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров. М.: Недра, 1973. 160 с.

103 Швец И.А., Швец И.Т. Газодинамика ближнего следа. Киев, 1976. 104Шеретов Ю.В. Динамика сплошных сред при пространственно-

временном осреднении. М., Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2009. 400 с.

105 Шеретов Ю.В. Математическое моделирование течения жидкости и газа на основе квазигидродинамических и квазигазодинамических уравнений: дис.... д-ра физ.-мат. наук. 2000, 236 с.

106 Шеретов Ю.В. Математическое моделирование течений жидкости и газа на основе квазигидродинамических и квазигазодинамических уравнений. Тверь: Тверской гос. университет, 2000. 235с.

107 Шеретов Ю.В. Параболизованные квазигидродинамические уравнения Вестник// Тверского государственного университета. 2003.4. 2. С. 79-83.

108 Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя.М.: Наука, 1974. 713с.

109 Laubscher D.H. A geomechanicsclassification system for rating of rock mass in mine design // Journal South African Inst, of Mining and Metallurgy. 90. No. 10. P. 257-273.