Моделювання руху шахтних вод і теплоперенесення в умовах закритих шахт - Рудаков, Д.В.; Інкін, О.В. (Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва, 2022)
Метою даної роботи є розробка і верифікація чисельної моделі течії шахтних вод та переносу тепла у порушеному гірському масиві в зоні впливу геотермальної системи відкритого типу з прогнозом показників їх енергоефективності відповідно до існуючих геолого-гідрогеологічних умов та техногенної порушеності відпрацьованого масиву. Методика базується на використанні скінченнорізницевою моделі тривимірною течії шахтних вод та теплоперенесення через неоднорідне пористе середовище. Обчислювальна реалізація моделі виконана за допомогою програми ModFlow, призначеної для рішення рівнянь фільтрації і перенесення у водонасичених породах. Результати. Для умов шахти № 2 «Новогродівська» визначено діапазон температури шахтних вод, що пропонується відбирати за умови підтримання безпечного рівня води для попередження підтоплення й засолення верхнього водоносного горизонту протягом 25 років можливої експлуатації; оцінений діапазон 18 – 21С в цілому узгоджується з показниками геотермальної системи на шахті «Благодатна» у Західному Донбасі. Показано, що очікується незначне охолодження шахтних вод внаслідок переважання відбору тепла над припливом геотермального тепла знизу за механізмом заміщення теплих шахтних вод більш холодними інфільтраційними водами. Наукова новизна. Розроблена чисельна тривимірна модель тепло перенесення, яка відтворює просторову неоднорідність руху підземних вод і температурних полів навколо геотермальної системи в затопленій шахті та еволюцію температурного поля при різній інтенсивності інфільтраційного живлення. Практична значимість. Запропонована модель теплоперенесення у геотермальних системах дозволяє визначати і оптимізувати параметри їх роботи за критеріями енергоефективності, оцінювати зміни теплового стану породного масиву і шахтних вод за різних умов експлуатації систем при підтримуванні безпечного рівня шахтних вод.