Simulación numérica del fenómeno no estacionario de transferencia de calor conjugada en el par galería-roca encajante en minas subterráneas profundas

Abstract

1) Realizar un modelo geométrico y mallado de una galería subterránea principal con tres galerías transversales cross-cuts, y del terreno que las envuelve situado a 3 km de profundidad de la superficie, con especial atención a las dimensiones laterales de la roca encajante necesarias para resolver adecuadamente el problema.Desarrollo de una estrategia numérica para la simulación del fenómeno de transferencia de calor conjugada durante largos periodos de tiempo (e.g. > 5 años) con bajo coste computacional, basada en el desacoplamiento de la ecuación de la energía. 2) Modelización y simulación numérica en ANSYS Fluent de los flujos de ventilación de la galería y caracterización de los patrones de flujo encontrados. 3) Modelización del problema acoplado de transferencia de calor en el par galería-roca encajante, incluyendo el efecto del gradiente geotérmico terrestre y las propiedades del aire variables con la temperatura. Estudio de la influencia de la convección mixta en loscoeficientes de transferencia de calor entre el aire y la pared interior de la galería. 4) Resolución del campo fluidodinámico y térmico en el conjunto de canales de ventilación-galería-terreno en régimen estacionario y en régimen transitorio. Evaluación de los flujos de calor que penetran en las galerías y que actúan como cargas térmicas del sistema. 5) Estudio paramétrico de las distintas variables que afectan a la resolución de los campos fluidomecánico y térmico: velocidad de impulsión del aire de ventilación, temperatura del aire de ventilación, temperatura de la superficie de la roca, propiedades térmicas del revestimiento de las galerías,...etc 6) Estudio del del revestimiento de la galería mediante hormigón proyectado y aligerado y su influencia en el comportamiento térmico de la roca durante el fenómeno no estacionario de enfriamiento de la misma.