Численное моделирование процесса очистки промышленных стоков в отработанных горных выработках
Keywords:
Промышленные и бытовые стоки, захоронение, очистка, математическое моделирование, уравнения движения жидкости, уравнение переноса примесиAbstract
Статья посвящается математической модели процесса очистки и захоронения
промышленных и бытовых отходов в отработанных горных выработках затопленной угольной
шахты. В настоящее время в Кузбассе для очистки шламовых стоков углеобогатительной фаб-
рики «Комсомолец» используются отработанные горные выработки ш. «Кольчугинской». При
всей идейной простоте и низкой стоимости применения такого подхода остается актуальной и
важной проблема исследования и прогнозирования возможного развития процессов очистки.
Т.к. обводненная выработка представляет собой «черный ящик», математическое моделиро-
вание и численные эксперименты становятся удобным инструментов для решения задачи про-
гнозирования. Целью исследования является построение и изучение математической модели
течения и распространения взвешенных примесей. Рассматривается модель оседания приме-
си. Предусматривается возможность изменения области решения из-за слеживания осадка.
Приводятся картины течения и распространения примеси. Модель позволяет прогнозировать
«залповый выброс» взвешенных примесей из выработки
References
1. Лесин Ю.В., Скрынник Л.С. Охрана и рациональное использование водных ресурсов при разработке
угольных месторождений Кузбасса. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008. – 178 с.
2. Бутовецкий В.С. Охрана природы при обогащении углей: справочное пособ. – М.: Недра, 1991. – 231 с.
3. Ельчанинов Е.А., Беляев Е.В., Весков М.И. и др. Охрана окружающей среды при подземной разработке
угольных месторождений – М.: Наука, 1995. – 240 с.
4. Чебакова И.Б. Очистка сточных вод: Учеб. пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 84 с.
5. Коростовенко В.В., Гронь В.А., Шахран С.Г., Капличенко Н.М., Галайко А.В. Применение электроим-
пульсного метода очистки сточных вод угольных месторождений// Современные наукоемкие техноло-
гии. – 2013. – № 10-1. – С. 164-169.
6. Демкин В.И., Навитний А.М. , Гусеев Н.Н., Свитцов А.А., Каплунов Ю.В. Комплексная перера-
ботка шахтных вод с использованием мембранно-сорбционных методов// Горный информационно-
аналитический бюллетень. — 2011. – № 9 -– С. 311-315.
7. Клейн М.С., Вахонина Т.Е. Повышение технологической и экологической эффективности очистки шла-
мовых вод углеобогащения// Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2014.
– № 3 (103). – С. 125-127.
8. Красавин А. П. У истоков отраслевой экологии. – Пермь. Изд-во «Золотой город», 2001. – 268 с.
9. Abdel-Raouf N., Al-Homaidan A.A., Ibraheem I.B.M. Microalgae and wastewater treatment (2012) Saudi
Journal of Biological Sciences, No. 19, pp. 257-275.
10. Qu X., Alvarez P.J.J., Li Q. Applications of nanotechnology in water and wasterwater treatment (2013)Water
research No. 47 (12), pp. 3931-3946.
11. Белолипецкий В.М., Шокин Ю. И. Математическое моделирование в задачах охраны окружающей
среды. – Новосибирск: Инфолио-пресс, 1997. – 240 с.
12. Боровков В.С. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. –
Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 266 с.
13. Белолипецкий В. М., Генова С. Н. Вычислительный алгоритм для определения динамики взвешенных
и донных наносов в речном русле// Вычислительные технологии – 2004. – Т. 9,№ 2. – С. 9–25.
14. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 211 с.
15. Барышников Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм. – Л. Гидрометеоиздат, 1984. – 280 с.
16. Захаров Ю.Н., Чирюкина А.В. Итерационный метод определения течения стратифицированной жид-
кости в проточном водоеме// Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: Мате-
риалы V всероссийской научной конференции. – 2006. – С. 511–512.
17. Захаров Ю.Н., Чирюкина А.В. Течение жидкости в подземных полостях с учетом фильтрации через
стенки// Инновационные недра Кузбасса. IT-технологии: сборник научных трудов. – 2007. – С. 305–309.
18. Захаров Ю.Н., Счастливцев Е.Л., Чирюкина А.В. Течение идеальной жидкости в закрытых водоемах//
Вычислительные технологии. – 2008. – Т. 13, спец. вып. 2.– С. 21–27.
19. Захаров Ю.Н., Потапов В.П., Счастливцев Е.Л., Чирюкина А.В. Моделирование распространения за-
грязняющих веществ в затопленных горных выработках// Вестник НГУ. – 2009. – Т. 7, вып. 4. – С. 66–72.
– (Серия «Информационные технологии»).
20. Захаров Ю.Н., Потапов В.П., Счастливцев Е.Л., Чирюкина А.В. Моделирование распространения при-
месей в затопленных горных выработках: монография// Кемеровский государственный университет. –
Кемерово, 2013. – 96 с.
21. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1987. – 670 с.
22. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. – М.: Мир, 1980. – 618 с.
23. Бондарева Л.В., Гурских М. А., Захаров Ю.Н. Об одной модели распространения всплывающей примеси
в затопленных горных выработках// Вестник Кемеровского государственного университета. – 2014. –
№ 4(60). – С. 54-61.
24. Самарский А.А.,Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. – М.: Наука, 1978. – 592 с.
25. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. – Новоси-
бирск: Наука, 1967. – 197 с.
26. Захаров Ю.Н. Градиентные итерационные методы решения задач гидродинамики. – Новосибирск: На-
ука, 2004. – 239 с.
27. Захаров Ю.Н., Иванов К.С. О нестационарных решениях в задачах гидродинамики со стационарными
краевыми условиями// Вычислительные технологии. – 2013. – Т. 1, № 1. – С. 24-33.
28. Бондарева Л.В., Захаров Ю.Н. Моделирование процесса очистки промышленных стоков с помощью
затопленных горных выработок// Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промыш-
ленности. – 2014. – № 1. – С. 22-127.
угольных месторождений Кузбасса. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2008. – 178 с.
2. Бутовецкий В.С. Охрана природы при обогащении углей: справочное пособ. – М.: Недра, 1991. – 231 с.
3. Ельчанинов Е.А., Беляев Е.В., Весков М.И. и др. Охрана окружающей среды при подземной разработке
угольных месторождений – М.: Наука, 1995. – 240 с.
4. Чебакова И.Б. Очистка сточных вод: Учеб. пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 84 с.
5. Коростовенко В.В., Гронь В.А., Шахран С.Г., Капличенко Н.М., Галайко А.В. Применение электроим-
пульсного метода очистки сточных вод угольных месторождений// Современные наукоемкие техноло-
гии. – 2013. – № 10-1. – С. 164-169.
6. Демкин В.И., Навитний А.М. , Гусеев Н.Н., Свитцов А.А., Каплунов Ю.В. Комплексная перера-
ботка шахтных вод с использованием мембранно-сорбционных методов// Горный информационно-
аналитический бюллетень. — 2011. – № 9 -– С. 311-315.
7. Клейн М.С., Вахонина Т.Е. Повышение технологической и экологической эффективности очистки шла-
мовых вод углеобогащения// Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2014.
– № 3 (103). – С. 125-127.
8. Красавин А. П. У истоков отраслевой экологии. – Пермь. Изд-во «Золотой город», 2001. – 268 с.
9. Abdel-Raouf N., Al-Homaidan A.A., Ibraheem I.B.M. Microalgae and wastewater treatment (2012) Saudi
Journal of Biological Sciences, No. 19, pp. 257-275.
10. Qu X., Alvarez P.J.J., Li Q. Applications of nanotechnology in water and wasterwater treatment (2013)Water
research No. 47 (12), pp. 3931-3946.
11. Белолипецкий В.М., Шокин Ю. И. Математическое моделирование в задачах охраны окружающей
среды. – Новосибирск: Инфолио-пресс, 1997. – 240 с.
12. Боровков В.С. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. –
Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 266 с.
13. Белолипецкий В. М., Генова С. Н. Вычислительный алгоритм для определения динамики взвешенных
и донных наносов в речном русле// Вычислительные технологии – 2004. – Т. 9,№ 2. – С. 9–25.
14. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 211 с.
15. Барышников Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм. – Л. Гидрометеоиздат, 1984. – 280 с.
16. Захаров Ю.Н., Чирюкина А.В. Итерационный метод определения течения стратифицированной жид-
кости в проточном водоеме// Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: Мате-
риалы V всероссийской научной конференции. – 2006. – С. 511–512.
17. Захаров Ю.Н., Чирюкина А.В. Течение жидкости в подземных полостях с учетом фильтрации через
стенки// Инновационные недра Кузбасса. IT-технологии: сборник научных трудов. – 2007. – С. 305–309.
18. Захаров Ю.Н., Счастливцев Е.Л., Чирюкина А.В. Течение идеальной жидкости в закрытых водоемах//
Вычислительные технологии. – 2008. – Т. 13, спец. вып. 2.– С. 21–27.
19. Захаров Ю.Н., Потапов В.П., Счастливцев Е.Л., Чирюкина А.В. Моделирование распространения за-
грязняющих веществ в затопленных горных выработках// Вестник НГУ. – 2009. – Т. 7, вып. 4. – С. 66–72.
– (Серия «Информационные технологии»).
20. Захаров Ю.Н., Потапов В.П., Счастливцев Е.Л., Чирюкина А.В. Моделирование распространения при-
месей в затопленных горных выработках: монография// Кемеровский государственный университет. –
Кемерово, 2013. – 96 с.
21. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1987. – 670 с.
22. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. – М.: Мир, 1980. – 618 с.
23. Бондарева Л.В., Гурских М. А., Захаров Ю.Н. Об одной модели распространения всплывающей примеси
в затопленных горных выработках// Вестник Кемеровского государственного университета. – 2014. –
№ 4(60). – С. 54-61.
24. Самарский А.А.,Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. – М.: Наука, 1978. – 592 с.
25. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. – Новоси-
бирск: Наука, 1967. – 197 с.
26. Захаров Ю.Н. Градиентные итерационные методы решения задач гидродинамики. – Новосибирск: На-
ука, 2004. – 239 с.
27. Захаров Ю.Н., Иванов К.С. О нестационарных решениях в задачах гидродинамики со стационарными
краевыми условиями// Вычислительные технологии. – 2013. – Т. 1, № 1. – С. 24-33.
28. Бондарева Л.В., Захаров Ю.Н. Моделирование процесса очистки промышленных стоков с помощью
затопленных горных выработок// Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промыш-
ленности. – 2014. – № 1. – С. 22-127.
Downloads
Published
2018-09-28
Issue
Section
Mathematical modeling of technological processes
