Приложение моделей механики гетерогенных сред к решению проблемы внезапного выброса угля



Implementation of models of heterogeneous media mechanics to a problem of coal outburst

A Riemann problem in the frame of heterogeneous media mechanics is considered. It can be though of as a coal-gas mixture outburst in mined-out area. The investigations are performed in the frame of 1D non-equilibrium on velocities and temperatures approach of heterogeneous media mechanics. Two mathematical models are used namely with taking into account and without taking into account the inter-granular interactions. For the numerical realization CIP (Cubic Interpolation Polynomial) method is utilized.


Рассматривается задача о распаде произвольного разрыва в механике гетерогенных сред (МГС), которая допускает физическую трактовку как проблема внезапного выброса угля и газа в выработанное пространство шахты. Исследование ведется в рамках одномерного неравновесного по скоростям и температурам подхода МГС. Привлекаются две математические модели: с учетом и без учета межгранулярного взаимодействия частиц. Для расчета адаптирован численный метод CIP.


1. Христианович С.А. Об основах теории фильтрации //
ФТПРПИ. № 5. 1989.
2. Христианович С.А. О волне выброса // Изв. Академии
наук СССР. Отделение техн. наук. № 12. 1953.
3. Никольский А.А. О волнах внезапного выброса газиро-
ванных пород // Доклады АН СССР. Т. LXXXVIII. № 4.
1953.
4. Ворожцов Е.В., Федоров А.В., Фомин В.М. Движение
смеси газа и частиц угля в шахтах с учетом явления де-
сорбции // Аэромеханика. М., 1976.
5. Федоров А.В. Анализ уравнений, описывающих процесс
внезапного выброса угля и газа // ЧММСС. Т. 11. № 4.
1980.
6. Казаков Ю.В., Федоров А.В., Фомин В.М. Расчет разлета
сжатого облака газовзвеси // ПМТФ. № 5. 1987.
7. T. Yabe. A universal solver for hyperbolic equations for cubic-
polynomial interpolation I. One-dimensional solver //
Computer Physics Communication. — 1991. — Vol. 66.
8. Федоров А.В., Федорченко И.А. Расчет подъема пыли за
скользящей вдоль слоя ударной волной. Верификация
модели // ФГВ. Т. 41. № 3. 2005.
9. Федоров А. В., Федорченко И.А. Численное моделирова-
ние распространения ударной волны в смеси газа и твер-
дых частиц // ФГВ. Т. 46. № 5. 2010.
10. Гельфанд Б. Е., Губанов А. В., и др. Ударные волны при
разлете сжатого объема газовзвеси твердых частиц //
ДАН СССР. Т. 281. № 5. 1985.