СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕКТОНИЧЕСКИ НАРУШЕННЫХ УГЛЯХ

Авторы
Файлы

Беспятов Г.А. Статья в формате PDF 116 KB

Отклонение термодинамической системы уголь - вмещающие породы от состояния равновесия под действием потоков энергии и вещества образует открытую неравновесную диссипативную систему. Основу синергетической модели термодинамических неравновесных процессов составляет полная система уравнений [1,2]:

- уравнения неразрывности:

- уравнение энергии

(3)

Полученная система уравнений (1), (2), (3) является замкнутой и представляет собой полную систему уравнений термодинамически неравновесных процессов [3]. В рамках построенной модели рассмотрим движение высокодисперсных компонентов в газовом потоке тектонически нарушенных угольных пластов. Будем предполагать, что основное сопротивление относительному движению газа обусловлено его взаимодействием со взвешенными частицами, т.е. диссипация энергии «фильтрующегося» газа за счет его взаимодействия со взвешенными частицами значительно выше диссипации энергии, обусловленной градиентами усредненных по «каналам» между частицами профилей скоростей. При принятых допущениях система уравнений термодинамически неравновесных процессов одномерного нестационарного движения газовзвесей может быть представлена в виде [3]

, (4)

, (5)

, (6)

, (7)

, (8)

где β и - коэффициенты, учитывающие вклад сил Архимеда и присоединенной массы в общую силу межфазового взаимодействия

; , (9)

- интенсивность контактного теплообмена между газом и частицами взвеси,

, (10)

Одной из главных задач исследования является определение насыщенности парового прострaнcтва свободными частицами в процессе фильтрации. Для решения этой задачи запишем уравнения движения (4)-(8) в безразмерных координатах, для чего введем следующие обозначения:

, , , , .

Уравнения движения и неразрывности примут вид:

, (9)

, (10)

Чтобы учесть влияние перемешивания на перенос частиц в газовом потоке, следует к вектору конвективного переноса добавить дополнительный члeн, учитывающий тензор суффозии, т.е. поток данного компонента записать в виде

, (11)

Компоненты тензора D_ij в главных осях k₁=D₁₁ и k₂=D₂₂=D₃₃ называют соответственно коэффициентами продольной и поперечной суффозий. В одномерном случае

; , (12)

и уравнение баланса (10) с учетом (12) примет вид

, (13)

Введем обобщенную переменную

, (14)

перепишем уравнение (13) в виде

, (15)

Исходя из физического смысла задачи краевые и начальные условия можно принять в виде

, , , (16)

Решение уравнения (15) при условиях (16) будет

, (17)

где ; ; ,(18)

Анализ полученного решения показывает, что через некоторое время после начала процесса в зоне турбулентной фильтрации формируются миграционные поля, зависящие от отношения расходов твердых частиц и газа, что ведет в свою очередь к снижению пористости и газопроницаемости угольных пластов.

Вековая миграция газов в тектонически нарушенную зону и кольматирование этой зоны мелкодисперсными частицами объясняют существование локальной зоны, где находится свободный газ под большим давлением.

Расчеты показывают, что в таких выбросоопасных зонах газопроницаемость уменьшается более чем в 40 раз.

Повышение давления газа в угольных пластах связано с появлением внутренней энергии газоносного блока, например, 1 м³ метана, находящийся под давлением 10 мПа, обладает энергией до 8,7 Дж/см³, что достаточно для разрушения угля до высокой степени диспергирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Хакен Г. Синергетика: Пер. с англ.- М.: Мир, 1980.
Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов: Пер. с англ. М., 1960.
Г.А. Беспятов, В.Н. Вылегжанин, С.С. Золотых. Синергетика выбросоопасной горной среды. Новосибирск: «Наука», 1996.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 209 KB...

21 07 2026 22:29:18

ГОЛОД НА КУБАНИ 1932-1933 ГГ.

Статья в формате PDF 320 KB...

20 07 2026 6:47:28

ЗНАЧЕНИЕ ТВОРЧЕСКОГО НАСЛЕДИЯ ХАЛИЛБЕКА МУСАЯСУЛ В ВОСПИТАНИИ И РАЗВИТИИ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ КУЛЬТУРЫ ШКОЛЬНИКОВ

Статья в формате PDF 121 KB...

19 07 2026 18:13:21

Договор купли продажи

Статья в формате PDF 103 KB...

18 07 2026 18:55:33

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖИВОГО НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НА ХАРАКТЕР ВОЗОБНОВЛЕНИЯ ВЫРУБОК В СРЕДНЕМ ПРИАНГАРЬЕ

Статья в формате PDF 103 KB...

17 07 2026 3:23:24

АНАЛИЗ НАГРУЗКИ В СОТОВЫХ СЕТЯХ СТАНДАРТА GSM г. КРАСНОЯРСКА

Статья в формате PDF 109 KB...

16 07 2026 23:49:24

Особенности выбора ретенционных аппаратов в лечении аномалий положения зубов и прикуса у пациентов с хроническим Helicobacter pylori-ассоциированным гастритом

Статья в формате PDF 105 KB...

15 07 2026 15:37:12

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ АКТИВНЫХ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 103 KB...

14 07 2026 0:10:11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГНОСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИМПТОМОВ РАСПРОСТРАНЁННОГО ГНОЙНОГО ПЕРИТОНИТА ПРИ ПОМОЩИ ROC-АНАЛИЗА И КРИТЕРИЯ ПИРСОНА Χ2

Статья в формате PDF 121 KB...

13 07 2026 4:14:46

ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ КОМБИНИРОВАННОГО ЭФФЕКТА ОЗОНА ИУГЛЕВОЛОКНИСТЫХ ЭНТЕРОСОРБЕНТОВ

Статья в формате PDF 235 KB...

12 07 2026 15:17:37

ОСОБЕННОСТИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ В СФЕРЕ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРСОНАЛОМ ГОСУДАРСТВЕННОЙ НАЛОГОВОЙ СЛУЖБЫ

Статья в формате PDF 110 KB...

11 07 2026 13:36:13

Особенности передачи лингвистических средств языкового воздействия при переводе рекламных текстов

Статья в формате PDF 289 KB...

10 07 2026 21:30:11

СООТНОШЕНИЕ ВЕРЫ И РАЗУМА В КОНЦЕПТЕ СОВРЕМЕННОГО ЗНАНИЯ

Статья в формате PDF 255 KB...

09 07 2026 13:35:37

OLAP-ТЕХНОЛОГИИ В ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОЙ ОТРАСЛИ РЕГИОНА

Статья в формате PDF 123 KB...

08 07 2026 18:53:44

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ХОДОВОГО ВИНТА ПРИ НЕРАВНОМЕРНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ НАГРУЗКИ В РВП

Статья в формате PDF 100 KB...

07 07 2026 6:55:10

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБЛЕПИХИ И ШИПОВНИКА В КАЧЕСТВЕ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ ДОБАВКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Статья в формате PDF 262 KB...

06 07 2026 12:41:55

ОРГАНИЗАЦИЯ ФИНАНСОВОЙ АВТОНОМИИ НА БАЗЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 170 KB...

05 07 2026 4:57:30

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Статья в формате PDF 133 KB...

04 07 2026 13:39:44

МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОЕ РУСЛО СЕЛЕЗЕНКИ ПРИ СЕПСИСЕ У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА

Статья в формате PDF 137 KB...

03 07 2026 20:56:16

К ПРОБЛЕМЕ ОТДАЛЕННЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПЕРСИСТЕНТНЫМИ ПЕСТИЦИДАМИ

Статья в формате PDF 137 KB...

02 07 2026 9:57:14

Исследование плаценты в диагностике врожденного сифилиса

Статья в формате PDF 117 KB...

01 07 2026 13:35:27

Поле скоростей газа в аппарате с активным гидродинамическим режимом

Статья в формате PDF 329 KB...

30 06 2026 19:35:14

ИММУНОТРОПНЫЕ СРЕДСТВА В ТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ ПСОРИАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ

Статья посвящена принципам индивидуального, дифференцированного назначения иммуномодулирующей терапии больным псориатической болезнью. Авторами подчёркнута клинико-иммунологическая эффективность применения синтетического иммуномодулятора полиоксидония в комплексной терапии больных псориатической болезнью различных клинических форм и стадий заболевания. ...