КАЛИБРОВКА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОДНОГО МАССИВА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕДОПОРОДНОГО ОГРАЖДЕНИЯ СТРОЯЩИХСЯ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ
Л.Ю. Левин, М.А. Семин, А.В. Зайцев
Горный институт УрО РАН, ул. Сибирская, 78а, 614007, г. Пермь, Россия
aerolog_lev@mail.ru
Ключевые слова: Ледопородное ограждение, обратная задача Стефана, калибровка параметров модели, метод градиентного спуска, метод конечных разностей, шахтный ствол, Frozen wall, inverse Stefan problem, model parameter adjustment, gradient descent method, finite difference method, mine shaft
Страницы: 172-184
Подраздел: ГОРНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА
Аннотация
Выполнено моделирование процессов теплообмена, происходящих во влагонасыщенном породном массиве при проходке шахтных стволов методом искусственного замораживания пород. Рассмотрен вопрос калибровки теплофизических свойств слоев горных пород по данным экспериментальных измерений температур в контрольно-термических скважинах, расположенных на расстоянии от контура заморозки. На примере строящихся стволов рудника Нежинского ГОКа показана важность калибровки теплофизических параметров модели, взятых из инженерно-геологических изысканий. Определено количество независимых параметров калибровки на основании анализа системы уравнений двухфазной двумерной задачи Стефана в безразмерном виде. Сформулирована обратная задача Стефана для горизонтального слоя горных пород. Предложен численный алгоритм решения обратной задачи Стефана, основанный на методе градиентного спуска. Алгоритм осуществляет минимизацию функционала рассогласований между модельными и измеренными температурами в местах расположения контрольных скважин. Проведен анализ вида функционала рассогласований в фазовом пространстве теплофизических свойств и анализ сходимости предложенного алгоритма.
DOI: 10.15372/FTPRPI20190119 |
