Влияние нефтяного потока на точность прогноза температуры воздуха в горных выработках

UDK: 628.5:622.276:536.24
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-4-98-100
Ключевые слова: нефтяная шахта, горная выработка, источники тепла, температурный режим, прогноз, ошибка
Авт.: А.Ф. Галкин (Ухтинский гос. технический университет), д.т.н., И.В. Курта (Ухтинский гос. технический университет), к.т.н., В.Ю. Панков (Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова), к.г.-м.н., М.Д. Ильинов (Санкт-Петербургский горный университет), к.т.н.

Реализуемый в настоящее время шахтный способ разработки Ярегского месторождения вязкой нефти допускает свободное стекание нефти в открытой канавке по почве наклонной выработки до места сбора и дальнейшей перекачки. При этом как за счет теплообмена шахтного воздуха с горными породами, вмещающими транспортную выработку, так и за счет теплообмена воздуха с нефтяным потоком воздух интенсивно нагревается, и его температура превышает допустимые правилами безопасности значения. Неблагоприятные условия на рабочих местах не только снижают производительность труда персонала, но и пагубно влияют на здоровье работников. Анализ литературных источников показал, что нормализация тепловых условий в горных выработках является важной и актуальной задачей для нефтяных шахт Ярегского месторождения.

В статье выполнена оценка влияния свободно стекающей нефти по почве в открытой канавке на формирование теплового режима транспортной выработки и необходимости разработки новых технических решений по снижению его интенсивности. Для оценки значимости влияния данного источника тепловыделения в выработке на приращение температуры воздуха сравнивался градиент теплового потока в выработке при наличии стекающей нефти и без данного источника. Построена математическая модель. Аналитически решена система дифференциальных уравнений, описывающая процесс формирования тепловых условий в горной выработке. Определены абсолютная и относительная ошибки прогноза величины теплового потока и температуры в конце горной выработки. По полученным формулам проведены расчеты. Установлено, что ошибки в определении градиента теплового потока могут достигать существенных значений. Причем, ошибка в определении температуры в конце выработки может существенно превышать допустимые в инженерной практике значения.

Сделан вывод, что при прогнозировании тепловых условий в нефтяных шахтах необходимо тщательно анализировать влияние всех тепловых источников. Получены зависимости для определения относительной ошибки, обусловленной неучетом теплообмена шахтного воздуха с транспортируемой в открытой канавке нефтью, при вычислении градиента температуры и собственно температуры в конце транспортной выработки,. Установлено, что транспортирование нефти в открытых канавках по почве выработки существенно влияет на уровень теплообмена с вентиляционным воздухом. Важным фактором нормализации параметров микроклимата является разработка технологических и технических решений по снижению влияния данного источника или его исключению из процессов теплообмена в горных выработках.

Список литературы

1. Чеботарев А.Г. Состояние условий труда и профессиональной заболеваемости работников горнодобывающих предприятий // Горная промышленность. – 2018. – № 1 (137). – С. 92–95.

2. Чеботарев А.Г., Афанасьева Р.Ф. Физиолого-гигиеническая оценка микроклимата на рабочих местах в шахтах и карьерах и меры профилактики его неблагоприятного воздействия // Горная промышленность. – 2012. – № 6. – С. 34–40.

3. Epstein Y., Moran D.S. Thermal comfort and the heat stress indices // Industrial Health. – 2006. – № 44 (3). – Р. 388–398.

4. Parsons K. Heat stress standard ISO 7243 and its global application // Industrial Health. – 2006. – № 44 (3). – Р. 368–379.

5. Hunt A.P., Parker A.W., Stewart I.B. Symptoms of heat illness in surface mine workers // International Archives of Occupational and Environmental Health. – 2013. – № 85 (5). – Р. 519–527.

6. Рудаков М.Л., Коробицына М.А. О возможности нормализации температуры воздуха в буровых галереях нефтяных шахт // Безопасность труда в промышленности. – 2019. – № 8. – С. 66–71.

7. Николаев А.В. Способ проветривания уклонных блоков нефтешахт, повышающий энергоэффективность подземной добычи нефти // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 11. – С. 133–136.

8. Influence of environmental technologies on the economic component in the normalization of thermal conditions in oil-stores / V.R. Alabyev, M.N. Kruk, M.A. Korobitcyna, I.S. Stepanov // Journal of Environmental Management and Tourism. – 2018. – Т. 9. – № 1 (25). – С. 75–81.

9. Нор М.А., Нор Е.В., Цхадая Н.Д. Источники нагревающего микроклимата при разработке месторождений высоковязких нефтей термошахтным способом// Записки Горного института. – 2017. – Т. 225. – С. 360–363. – DOI: 10.18454/PMI.2017.3.360.

10. Щербань А.Н., Кремнев О.А., Журавленко В.Я. Руководство по регулированию теплового режима шахт. – М.: Недра, 1977. – 359 с.

11. Воропаев А.Ф. Тепловое кондиционирование рудничного воздуха в глубоких шахтах. – М.: Недра, 1979. – 192 с.

12. Мартынов А.А., Малеев Н.В., Яковенко А.К. Программное обеспечение расчета температуры воздуха на выемочных участках глубоких шахт // Уголь Украины. – 2011. – № 3. – С. 34–36.

13. Galkin A.F. Thermal control in mine openings // Metallurgical and mining Industry. – 2015. – № 2. – Р. 304–307.

14. Galkin A.F. Thermal conditions of the underground town collector tunnel // Metallurgical and Mining Industry. – 2015. – № 8. – Р. 70–73.

15. Дядькин Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников Севера. – М.: Недра, 1968. – 256 с.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.