Эволюция кинетики тепломассопереноса в трещиновато-пористой структуре углевмещающих пород и обоснование технологии извлечения тепловой энергии из самовозгорающихся отходов угледобычи

Развитие горнопромышленных районов Донбасса в значительной мере определяется уровнем комплексного освоения угольных месторождений. Одними из перспективных направлений такого освоения недр является рациональное использование нетрадиционных источников энергии и складированных углеотходов. Подземная разработка угольных месторождений, отвечающая существующему уровню развития техники и технологий, связана с выдачей на поверхность углевмещающих пород и формированием соответствующих техногенных углепородных массивов. Складированные в отвалах отходы угледобычи неизбежно подвергаются окислению, самонагреванию и нередко самовозгоранию. Протекающие в техногенных углепородных массивах физико-химические процессы обычно сопровождаются длительным периодом выделения значительного количества тепла, которое до настоящего времени не утилизируется, а также пирометаморфической трансформацией отвальных пород, не нашедших пока своего промышленного использования. Породные отвалы ныне изучаются преимущественно как техногенные объекты повышенной экологической опасности, в частности, как источники химического загрязнения воздуха и почвы. Вместе с тем, в рамках комплексного освоения угольных месторождений данные массивы следует рассматривать в качестве мощнейших генераторов и высокоемких аккумуляторов тепловой энергии, использование которых позволит повысить энергоэффективность угольных шахт и обогатительных фабрик. Извлекать тепло породных отвалов не представляется пока возможным из-за недостаточной изученности процессов эволюции тепломассопереноса в трещиновато-пористой структуре складированных углевмещающих пород, а также из-за отсутствия надлежащего обоснования эффективных способов отбора тепла от углепородного массива, содержащего очаговый источник тепловыделения и поверхность солнечного нагрева. Предлагаемая научно-исследовательская работа позволит устранить указанные причины и послужит созданию и дальнейшей реализации технологии извлечения тепловой энергии, генерируемой склонным к самовозгоранию породным отвалом.