РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЯЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ПО АДДИТИВНЫМ АЭРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ
Босиков Игорь Иванович
2018 / Том 22, №5 (136) 2018 [ Информатика, вычислительная техника и управление ]
ЦЕЛЬ. Разработка модифицированной методики корреляционного анализа, которая позволит получить достаточно точную оценку коэффициентов статической характеристики аэродинамических процессов угольных шахт. МЕТОДЫ. В работе использованы методы аналитического описания переходных газодинамических процессов, метод переходных функций, метод скользящего среднего, теория вероятностей и математическая статистика. РЕЗУЛЬТАТЫ. Ввиду сложности аэрогазодинамических процессов на добычном участке, невозможности учета всех влияющих на них факторов, их стохастической природы, для определения характеристик выше названных процессов применялись методы математического описания и методы, базирующиеся на теории статистической динамики. Для определения статических характеристик по экспериментальным данным зависимых наблюдений в режиме нормальной эксплуатации разработана модифицированная методика корреляционного анализа, которая позволила получить достаточно точные оценки коэффициентов статической характеристики. С помощью программного комплекса MATLAB получена зависимость концентрации метана от расхода воздуха. Установлено, что в режиме нормальной эксплуатации аэрогазодинамические процессы имеют аддитивный характер, т.е. в них под влиянием производственных процессов выемки полезных ископаемых появляются составляющие, статистические характеристики которых отличаются от характеристик чисто случайных процессов. Экспериментально установлено, что линеаризованные динамические характеристики добычных участков в режиме проветривания, когда переходный газодинамический процесс имеет форму «всплеска» концентрации метана, могут быть описаны обыкновенными дифференциальными уравнениями 3-го и 4-го порядка с постоянными коэффициентами, а в режиме проветривания, когда «всплеск» концентрации метана на участке отсутствует - уравнениями 1-го и 2-го порядка. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Определена статическая характеристика объекта проветривания по каналу «концентрация метана - расход воздуха», которая может быть линеаризована при изменении расхода воздуха в рабочем диапазоне, т.е. описана линейными уравнениями. Для определения вида статической характеристики объекта проветривания использовали метод сопоставления корреляционной и дисперсионной функций, который позволил получить по данным нормальной эксплуатации количественную оценку погрешности статической характеристики объекта.
Ключевые слова:
шахта, проветривание, системный анализ, метод переходных функций, переходные газодинамические процессы, амплитудно-фазовые характеристики, аппроксимация
Библиографический список:
- Арсеньев Б.П., Яковлев С.А. Интеграция распределенных баз данных. СПб: Лань, 2001. 464 с.
- Абрамов Ф.А., Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Расчет вентиляционных сетей шахт и рудников. М.: Недра, 1978. 232 с.
- Босиков И.И., Берко И.А., Берко А.А. Определение передаточной функции объекта проветривания по переходному газодинамическому процессу // Наука и бизнес: пути развития. 2016. № 12 (66). С. 12–14.
- Босиков И.И., Харебов Г.З., Хугаев Р.Р. Разработка методов и средств контроля параметров рудничной атмосферы природно-промышленной системы горнодобывающего комплекса // Наука и бизнес: пути развития. 2016. № 9 (63). С. 5–7.
- Босиков И.И., Хугаев Р.Р. Анализ технической системы по критерию точности // Наука и бизнес: пути развития. 2016. № 12 (66). С. 15–18.
- Васенин И.М., Шрагер Э.Р., Крайнов А.Ю., Палеев Д.Ю., Лукашов О.Ю., Костеренко В.Н. Математическое моделирование нестационарных процессов вентиляции сети выработок угольной шахты // Компьютерные исследования и моделирование. 2011. Т. 3. № 2. С. 155–163.
- Голик В.И., Разоренов Ю.И. Охрана труда горнорабочих совершенствованием технологии добычи металлов // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 8. С. 49–54. DOI: https://doi.org/10.24000/0409-2961-2017-8-49-54
- Голик В.И., Заалишвили В.Б. Оптимизация схем подготовки месторождений наклонными съездами // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. № 1. С. 52–67.
- Дырдин В.В., Фофанов А.А., Ким Т.Л., Смирнов В.Г., Тациенко В.П., Козлов А.А., Плотников Е.А. Влияние механодеструкции угля на формирование газодинамических процессов при подземной разработке угольных пластов // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 8. С 10–15.
- Рубан А.Д. Артемьев В.Б., Забурдяев В.С., Забурдяев Г.С., Руденко Ю.Ф. Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах. М.: Недра, 2009. 396 с.
- Пучков Л.А. Аэродинамика подземных выработанных пространств. М.: Изд-во МГГУ, 1993. 266 с.
- Бурчаков А.С., Медведев А.С., Ушаков К.3. Рудничная аэрология. 2-е изд. М.: Недра, 1978. 440 с.
- Youn R.B., Klyuev R.V., Bosikov I.I., Dzeranov B.V. The petroleum potential estimation of the North Caucasus and kazakhstan territories with the help of the structural-geodynamic prerequisites // Устойчивое развитие горных территорий. 2017. Т. 9. № 2 (32). С. 172–178.
- Benardos A., Athanasiadis I., Katsoulakos N. Modern earth sheltered constructions: a paradigm of green engineering // Tunnelling and Underground Space Technology. 2014. Vol. 41. P. 46–52.
- Wang G., Li R., Carranza E. J. M., Yang F. 3D geological modeling for prediction of subsurface Mo targets in the Luanchuan district, China // Ore Geology Reviews. 2015. Vol. 71. P. 592–610.
Файлы: