Вестник МГТУ. 2020, Т. 23, № 1.

Заключение На основе математического моделирования процесса теплового взаимодействия большепролетной выработки камерного типа с вмещающим породным массивом показано, что выбор защитной конструкции (обделки) горной выработки позволяет исключить или ограничить область оттаивания породного массива на протяжении достаточно длительного времени, в течение которого могут быть реализованы горнотехнические системы регулирования теплового режима. Прогнозируется, что при использовании обделки с линейным термическим сопротивлением более 1,2 (мК)/Вт продолжительность сохранности криогенного состояния горной породы может превышать 183 суток. При уменьшении термического сопротивления защитной конструкции может потребоваться применение дополнительных способов регулирования температурного режима для обеспечения устойчивости горной выработки. Показано, что конструктивное исполнение и материальный состав обделки оказывает значительное влияние на формирование градиентов температур по толщине различных элементов защитной конструкции, которые необходимо учитывать при оценке термонапряженного состояния обделки и устойчивости защитной конструкции. При принятых параметрах технологического канала установлено слабое влияние теплообмена в канале за счет свободной конвекции на интенсивность теплового взаимодействия горной выработки и породного массива. Повышение эффективности конвективного теплообмена может быть достигнуто при использовании горнотехнических систем, позволяющих регулировать тепловой режим за счет изменения температуры и расхода воздуха, поступающего в технологический канал. Результаты численных экспериментов показали целесообразность развития исследований, направленных на изучение влияния изменчивости теплофизических свойств различных литотипов горных пород на формирование температурного режима породного массива и обделки горной выработки. Библиографический список Амосов П. В., Новожилова Н. В. Аналитическая оценка теплового воздействия заглубленной атомной станции малой мощности на многолетнемерзлые горные породы // Вестник МГТУ. 2013. Т. 16, № 4. С. 638-640. Асташкин В. М. Простая расчетная модель определения температурных напряжений в цилиндрической оболочке от градиента температур по толщине ее стенки // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Строительство и архитектура. 2012. № 17 (276). С. 77-78. Вяльцев В. М. Прогноз и регулирование термонапряженного состояния горных выработок. М. : Недра, 1988. 200 с. Изаксон В. Ю., Петров Е. Е., Ковлеков И. И. Прогноз термомеханического состояния многолетнемерзлого массива. Якутск : ЯНЦ СО АН СССР, 1989. 103 с. Изаксон В. Ю., Слепцов В. И., Бандопадхай С. Математическое моделирование тепломассообмена в горных выработках Арктики / отв. ред. Е. Е. Петров. Новосибирск : Наука, 2000. 119 с. Курилко А. С., Иудин М. М. Методы расчета термомеханического взаимодействия многолетнемерзлого породного массива и крепи горных выработок, пройденных в условиях криолитозоны // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. № 11. С. 311-315. Мельников Н. Н., Амосов П. В., Гусак С. А., Новожилова Н. В. [и др.]. Тепловое воздействие подземной атомной станции малой мощности на многолетнемерзлые горные породы // Криосфера Земли. 2015. Т. 19, № 2. С. 45-51. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М. : Энергия, 1977. 343 с. Наумов В. А., Гусак С. А., Наумов А. В. Атомные станции малой мощности для энергоснабжения арктических регионов: оценка радиоактивности отработавшего ядерного топлива // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. 2018. № 1. С. 75-86. DOI: 10.26583/npe.2018.1.08. Орлов А. О., Смирнов Ю. Г., Гусак С. А. Основные методические принципы обеспечения безопасности строительства подземных комплексов атомных станций малой мощности в условиях российской Арктики // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2017. № 5. С. 31-38. Gambino G. F., Harrison J. P. Rock engineering design in frozen and thawing rock: Current approaches and future directions // Procedia Engineering. 2017. V. 191. P. 656-665. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.229 . References Amosov, P. V., Novozhilova, N. V. 2013. Analytical evaluation of thermal impact of subsurface small nuclear power plant on the permafrost rocks. Vestnik o fMGTU, 16(4), pp. 638-640. (In Russ.) Astashkin, V. М. 2012. A simple simulation model for determining of thermal stress in cylindrical shell on the temperature gradient across the thickness of the walls. Bulletin o f SUSU. Series "Construction Engineering and Architecture", 17(276), pp. 77-78. (In Russ.) Vyal'tsev, V. М. 1988. The prediction and regulation of the thermal stress state of the mine workings. Moscow. (In Russ.)