Структурно-неоднородные модели тепло-массопереноса, деформирования и разрушения компонентов структуры искусственных геокомпозитов и пространственно неоднородных ледопородных массивов с учетом фазовых переходов

Объект исследования - образование ледопородного массива при проходке шахтного ствола. Цель исследования - построение математической модели пространственных полей температур в породном массиве в процессе работы замораживающих скважин при проходке шахтного ствола. Для предварительного определения времени образования ледопородного массива были использованы: данные о распространении ледопородного массива, свойства пород до и после замораживания, численное решение уравнения нестационарной теплопроводности, математические модели нестационарной теплопроводности с фазовым переходом. Для моделирования динамики температурного поля в данной работе вокруг шахтного ствола в процессе заморозки был использован прикладной пакет ANSYS, с помощью которого также можно определить время ледообразования в горном массиве. Исходная геометрическая и теплофизическая информация была подготовлена в геоинформационной системе ArcGIS. Получены зависимости толщины ледопородного массива от времени и начальной температуры среды без учета фазового превращения. Определены приблизительные сроки образования ледопродного массива требуемой толщины, необходимого для проходки шахтного ствола, а также момент его смыкания.