Результаты расчетов глубины промерзания горных пород
Практическая работа № 9
Дисциплина : Физика горных пород
Тема: Подготовка горных пород к разработке
Выполнил: ст.гр. С-ГД-17
Андросова Я.М.
Проверил: д.т.н., профессор
Гриб Н. Н.
г. Нерюнгри 2020 г.
Лабораторная работа №9
1. Определить глубину сезонного промерзания горных пород на последнее число каждого месяца холодного периода года при наличии и полном отсутствии снежного покрова, если известно, что льдистость мерзлых горных пород G = 250 кг / м3 , объёмная теплоёмкость мёрзлых пород 
= 500 Вт. ч / (м3* 
), коэффициент теплопроводности мёрзлых пород 
= 2,2 Вт / (м* ), высота снежного покрова 
= 0,9 м, коэффициент теплопроводности снега 
= 0,27 Вт / (м* ).
2. Определить толщину искусственной теплоизоляции, при которой глубина промерзания не должна превышать 0,4 и 1,3 м, если известно, что: - для вариантов: 3 – искусственный снег, 
= 0,35 Вт / (м* ).
3. Исходные данные принять согласно табл. по вариантам.
Исходные данные
1. Средняя температура поверхности пород к окончанию каждого месяца холодного периода года ( 
, ) определяется по формуле:
где 
– среднемесячная температура атмосферного воздуха холод ного периода года (сентябрь, октябрь, …, март, апрель), 
;
n – месяцы холодного периода года, принимаем n = 7;
– количество календарных дней в соответствующем месяце холодного периода года, сут.
Средняя температура поверхности горных пород на дату окончания каждого месяца холодного периода года составит:
|
|
|
на 31 октября 
на 30 ноября 
на 31 декабря 
на 31 января 
на 28 февраля 
21,3
на 31 марта 
на 30 апреля 
2. Продолжительность промерзания горных пород на дату окончания каждого месяца холодного периода года (t, ч) определяется по формуле:
(2)
где 
– продолжительность астрономических суток, = 24 ч.
на 31 октября: 
на 30 ноября: 
на 31 декабря: 
на 31 января: 
на 28 февраля: 
на 31 марта: 
на 30 апреля: 
3. Глубина промерзания пород при отсутствии снежного покрова ( 
, м) определяется приближенно по формуле Стефана:
(3)
где – коэффициент теплопроводности мёрзлой горной породы, Вт / (м* );
– расход тепла на оттаивание-замерзание воды, содержащейся в 1 м3 горной породы, определяется по формуле:
(4)
где L – скрытая теплота кристаллизации воды, L = 93 Вт*ч/кг;
G – льдистость горной породы, кг/м3.
Глубина промерзания пород при отсутствии снежного покрова на конец каждого месяца холодного периода года составит:
на 31 октября: 
на 30 ноября: 
на 31 декабря: 
на 31 января: 
на 28 февраля: 
на 31 марта: 
на 30 апреля: 
4. Результаты, полученные по формуле (3), являются завышенными, т.к. здесь не учитывается влияние внешнего теплообмена и теплообмена промёрзшего слоя с нижерасположенными талыми породами, а также тепловые потери, возникающие при охлаждении промёрзших пород до температуры ( 
).
|
|
|
Для повышения точности расчётов необходимо учитывать теплоёмкость породы. Поэтому глубину промерзания горных пород можно определить по уточненной формуле:
(5)
где 
– объёмная теплоёмкость мёрзлых пород, Вт. ч./(м. )
на 31 октября: 
на 30 ноября: 
на 31 декабря: 
на 31 января: 
на 28 февраля: 
на 31 марта: 
м
на 30 апреля: 
Результаты расчетов глубины промерзания горных пород
| Дата | Глубина промерзания, м | Разность | ||
| по формуле (3) | по формуле (5) | абсолютная, м | относительная, % | |
| 31 октября | 0,67 | 0,66 | 0,01 | 3,57 |
| 30 ноября | 1,73 | 1,64 | 0,09 | 6 |
| 31 декабря | 2,65 | 2,44 | 0,21 | 8,12 |
| 31 января | 3,38 | 3,06 | 0,32 | 9,41 |
| 28 февраля | 3,82 | 3,44 | 0,38 | 10,11 |
| 31 марта | 4,08 | 3,70 | 0,38 | 1,45 |
| 30 апреля | 4,11 | 3,77 | 0,34 | 8,33 |
5. При наличии снежного покрова, т.е. в естественных условиях, глубина промерзания горных пород определяется по формуле:
(6)
где 
– условная мощность слоя теплоизоляции, м:
|
|
|
(7)
где 
– толщина теплоизоляции, м;
– коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт /(м* ).
– термическое сопротивление теплоизоляции для снежного покрова 
= 0,9 / 0,27 = 3,33м2* /Вт.
Глубина промерзания горных пород в конце октябре составит: 
Глубина промерзания горных пород в конце ноября составит: 
Глубина промерзания горных пород в конце декабря составит: 
Глубина промерзания горных пород в конце января составит: 
Глубина промерзания горных пород в конце февраля составит: 
Глубина промерзания горных пород в конце марта составит: 
м
Глубина промерзания горных пород в конце апреля составит: 
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!