Роль теплофизических исследований в обеспечении эффективности и безопасности эксплуатации глубоких карьеров криолитозоны

Описано решение задачи обеспечения эффективности и безопасности эксплуатации карьера криолитозоны путем повышения устойчивости уступа. Обосновано ведущее значение комплексного учета климатических и гидрогеологических условий месторождения при выборе рациональных технических решений по обеспечению устойчивости бортов карьеров. Так же обоснована необходимость проведения исследований на математических моделях по выявлению количественных и качественных особенностей тепловых процессов, происходящих в прибортовых горных массивах карьеров. Подчеркнуто, что основным принципом обеспечения устойчивости бортов карьеров является сокращение растепления в летний период при максимальном ограничении фильтрации вод. Проведены численные исследования на основе разработанной авторами двухмерной математической модели теплообменных процессов в горном массиве уступа карьера, учитывающей фазовый переход влаги и перенос теплоты фильтрацией воды, позволяющей прогнозировать процесс формирования температурного поля в массиве горных пород уступа карьера в зависимости от таких параметров, как климатические и гидрогеологические условия, теплофизические и фильтрационные свойства горных пород, конструктивные особенности уступа, теплофизические свойства и геометрические размеры гидро-теплоизоляции поверхностей уступа. Приведены результаты исследования воздействия надмерзлотных вод на глубину сезонного оттаивания борта карьера в зависимости от различных конструктивных параметров и природно-климатических условий. The work is dedicated to cryolitezone opencast effectiveness and safety exploitation providing problem solution by bench stability increasing. It is proved the leading role of integrating the climatic and hydrogeological conditions in the field of rational choice of technical solutions to ensure the stability of pit walls. Also, the necessity of research on mathematical models to identify the quantitative and qualitative characteristics of thermal processes in the mountain ranges side quarries. It was stressed that the basic principle of sustainability is to reduce the pit thawing in the summer with a maximum limitation of water filtration. Numerical studies on the basis of the authors' two-dimensional mathematical model of heat transfer processes in the mountain range scarp career, taking into account the phase transition of moisture and heat transfer water filtration that allows to predict the formation of the temperature field in the array of rock ledge career, depending on variables such as climate and hydrogeological conditions, thermal and filtration properties of rocks, ledge design features, thermal properties and geometrical dimensions of the hydro-insulation of the surfaces of the ledge. The results of studies of the impact suprapermafrost water to a depth of seasonal thawing pit wall, depending on various design parameters and climatic conditions. Also, the results of research on the choice of the optimal parameters of the hydro-insulation of the edge of the ledge to reduce the damaging effects of temperature and moisture environ-mental protection to the ledge career. Studies have shown that by controlling the parameters of the hydro-insulation of the edge can be stored for a year of frozen state of rock massif under the curve of the ledge.