Науковий вісник НГУ

Математична модель теплових процесів при руйнуванні газонасиченого гірського масиву очисними та прохідницькими комбайнами

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2020

Останнє оновлення: 11 березня 2020

Опубліковано: 11 березня 2020

Перегляди: 2410

Authors:

Я.Я.Лєбєдев, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-2992-2581, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.В.Столбченко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0003-2003-4382, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.А.Юрченко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-6074-0145, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.О.Лутс, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0003-0333-5730, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.В.Ковбаса, «ШУ Першотравенське», ЧАО «ДТЕК Павлоградву­гілля», м. Першотравенськ, Україна

 повний текст / full article

Мета. Оцінка впливу гірничотехнічних факторів на фрикційне займання метаноповітряної суміші на підставі математичної моделі теплових процесів при руйнуванні газонасиченого гірського масиву очисними та прохідницькими комбайнами.

Методика. Для досягнення поставленої мети використані методи фізичного й математичного моделювання, дослідження теплового потоку при фрикційній взаємодії різців виконавчого органу комбайна, а також процесу фрикційного іскроутворення за реальних умов руйнування газонасиченого гірського масиву.

Результати. Проведені дослідження свідчать про те, що тепловий потік від розпеченого фрикційного майданчика при руйнуванні гірського масиву виконавчим органом комбайна становить 1,027 мДж, перевищує мінімальну енергію займання метаноповітряної суміші (0,28 мДж) майже в 4 рази, а при перевищенні критичної температури займання метану – більш ніж у 2 рази. Досліджено процес утворення фрикційних іскор. Встановлено, що безпечними є лише іскри розміром до 60 мкм, що не мають енергії, достатньої для підпалювання метаноповітряного середовища. Решта фрикційних часток, кресані виконавчим органом комбайна, є пожежовибухонебезпечними в діапазоні швидкостей більше 0,5 м/с.

Наукова новизна. Отримані аналітичні вирази для розрахунку енергії, що віддається фрикційною іскрою в пилогазоповітряну суміш, у залежності від діаметра іскри та її швидкості.

Практична значимість. Розроблена методика розрахунку теплового потоку при фрикційній взаємодії, що дозволила розрахувати тепловий потік від розпеченого фрикційного майданчика за реальних умов руйнування газонасиченого гірського масиву. Розроблена методика оцінки запалювальної властивості фрикційних іскор, що дозволила розрахувати значення параметрів фрикційних іскор і енергії, що віддається фрикційною часткою займистого середовища за час охолодження від початкової температури до температури самозаймання середовища. Порівнюючи отримані значення температури та енергії з температурою самозаймання середовища й мінімальною енергією запалювання небезпечного середовища, можна зробити висновок про іскронебезпечність матеріалу і, отже, розробити профілактичні заходи щодо обмеження використання цих матеріалів у реальних технологічних процесах.

References.

1. Khalimendik, Yu. М., Baryshnikov, А. S., & Khalimendik, V. Yu. (2016). Safe use of lock joints of arc flexible support. Geotechnical mechanics, (128), 61-69.

2. Golinko, V. I., Yavorskii, A. V., Lebedev, Ya. Ya., & Yavorskaia, Ye. А. (2014). Effect of the parameters of gas-saturated breaking upon its heat exchange with the methane-air. Geotechnical mechanics, (117), 161-175.

3. Botvenko, D. V., Kazantsev, V. G., Sazonov, М. S., & Vysotskii, V. V. (2014). On possibility of methane-air mixture inflammation from piezoelectric rock effect. Fire and industrial safety, (1), 96-98.

4. Struchalin, V. G., Ponomariov, V. М., & Navtsenia, V. Yu. (2014). Possible accidents while filling rail tank cars with highly flammable liquids. Science and technology of transport, 4(44), 85-90.

5. Merzliakov, V. G., & Dereviashkin, I. V. (2015). Developing measures to prevent methane and coal dust combustion during operation of shearers and tunneling machines. Fire and explosion safety, 24(4), 39-46.

6. Kolesnichenko, I. Ye., Artemiev, V. B., Kolesnichenko, Ye. А., Cherechukin, V. G., & Liubomichenko, Ye. I. (2016). Theory of combustion and explosion of methane and coal dust. Coal, (6), 30-35. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2016-6-30-35.

7. Prokopenko, S. А., & Ludzish, V. S. (2015). Evolution of cutter structures for shearers. Mining industry, 2(120), 65-66.

8. Gorev, V. А., & Fomina, М. V. (2016). Simplified calculation of heat exchange on plane surfaces. Fire and explosion safety, 25(3), 5-14. https://doi.org/10.18322/PVB.2016.25.03.5-14.

9. Yemelianov, R. Т., Turysheva, Ye. S., Pylaiev, М. А., & Khodzhaieva, М. М. (2015). Studying a process of heat transfer within the limited space. Vestnik of KrasSAU, (6), 73-78.

10. Kudinov, V. А., Kudinov, I. V., & Skvortsova, М. P. (2015). Generalized functions and additional boundary conditions in the problems of heat conductivity for multilayered bodies. Journal of computational mathematics and mathematical phy­sics, 55(4), 669-680.

11. Vasiliev, А. А., Pinaiev, А. V., Trotsiuk, А. V., Fomin, P. А., Trubitsyn, А. А., & Trubitsyna, D. А. (2015). Complete suppressing of detonation and combustion of methane mixtures by means of dust haze. Fire and industrial safety, (4), 12-21.

• < Попередня
• Наступна >