РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ С НЕОПРЕДЕЛЕННОЙ СТРУКТУРОЙ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ

Краткое содержание

ОСНОВНІЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі виконано аналіз існуючого стану вентиляційних систем діючих шахт. Зроблено висновок про те, що ШВС являють собою складні багатовимірні об’єкти, які містять велику кількість регулюючих пристроїв і джерел тяги. Розробці існуючих теорій та методів розрахунку аеродинамічних параметрів шахтних вентиляційних систем вугільних шахт присвячені роботи вчених IГС ім. О.О. Скочинського, ДонВУГI, НДIГС, НГАУ, IГТМ НАН України, МДГУ, ДонДТУ, IГС АН Республіки Казахстан, Iнституту вугiлля СВ РАН та iнших галузевих та академічних інститутів, та містять математичні моделі (ММ) елементів ШВС з розсердженими параметрами, які використовуються під час моделювання аеродинамічних параметрів вентиляції видобувної дільниці. Під час розрахунків вентиляції використовуються, як правило, моделі із зосередженими параметрами. У діючих у нинішній час методиках проектування раціональні аеродинамічні параметри ШВС вибираються таким чином, щоб забезпечити ефективне функціонування не окремих її елементів, а системи в цілому. Однак причиною відхилення прийнятих проектних рішень від експлуатаційних характеристик є властива процесу проектування інформаційна невизначеність. Під час переходу на великі глибини у вентиляційних мережах з’являються зони обвалення гірських порід, обводнені виробки, неявні аеродинамічні зв’язки між горизонтами, що обумовлює необхідність розробки теорії розрахунку ШВС із невизначеною топологією і параметрами, які складно або навіть неможливо виміряти. Тому перспективним напрямом математичного моделювання ШВС є розвиток теорії і методів розрахунку мереж із невизначеною структурою і аеродинамічними параметрами, які забезпечують побудову ММ, адекватної реальній ШВС у вентиляційних розрахунках.

У роботі запропонована класифікація теорій та галузей використання методів розрахунку ШВС (рис. 1). Розроблена класифікація вперше містить теорію управління ШВС з невизначеними топологією та аеродинамічними параметрами при вирішенні задач проектування вентиляційних систем і їх складових частин; планування та аналізу функціонування існуючих систем; інженерного аналізу та обробки інформації щодо стану вентиляційних систем.

З метою моделювання функціонування організаційних структур використовуються методи теорії розкладів, кінцевих автоматів, теорії систем масового обслуговування, мережі Петрі та інші інструменти; переваги і недоліки цих підходів грунтовно проаналізовані у літературі. Для моделювання функціонування організаційної структури дільниці ВТБ з метою її адаптації і використання часової взаємодії технологічних процесів найбільш придатні дискретно - подійні моделі, в основу яких покладено математичний апарат мереж Петрі.

Нормативними документами, які регламентують можливість і обсяг проведення вентиляційних розрахунків на діючих шахтах, є «Правила безпеки…», «Правила технічної експлуатації…» і «Керівництво з проектування вентиляційних систем вугільних шахт». Однак вони не містять вимог до структури, складу і одержання інформації, яка використовується під час рішення задач безпечного контролю і управління вентиляцією вугільних шахт, особливо в умовах інформаційної невизначеності. Тому важливою задачею є розробка нормативних документів галузі, спрямованих на вдосконалення організації провітрювання шахт шляхом впровадження інформаційно - аналітичних технологій розрахунку, аналізу, перспективного планування і управління їх вентиляцією.