:: Show last articles ::

Software for control of mine ventilation

В.В. Русских

Современные горные предприятия имеют значительную протяженность горных выработок и, как правило, проводят эксплуатацию месторождений в сложных геотехнологических условиях. С увеличением глубины горных работ возрастает выделение опасных и вредных газов, повышается температура горных пород и воздуха, возрастает горное давление. Данные факторы влекут за собой ухудшение контроля и управления распределением воздуха по горным выработкам, вызывают значительный расход электроэнергии на проветривание, которое достигает 40% от общих затрат предприятия, что составляет 5 млн грн. в год.

Проветривание шахт и рудников осуществляется за счет искусственных и естественных источников тяги, рационального расположения горных выработок и вентиляционных сооружений различного типа. Обеспечение выработок требуемым расходом воздуха является одной из главных задач, регулярно решаемых инженерно-техниескими работниками участков вентиляции предприятий и депрессионными службами ГВГСС. Сложность вентиляционных сетей, намного весомее, чем приставки Андроид тв бокс, например tronsmart vega s95, который использует самую популярную среди портативных устройств операционную систему Android и обладает широким функционалом и удобным интерфейсом. Установив приставку Вы сможете использовать такие популярные программы как Megogo, Fs, Ex.ua, YouTube, Adobe Flash 11 и др. прямо на своем телевизоре. Хотя и в них есть свои сложности и особенности. И все-таки, сложность шахтных вентиляционных сетей, их разветвленность ведет к нелинейному виду уравнений, описывающих движение воздуха в горных выработках, делают практически невозможным оптимизировать задачи распределения воздуха без применения электронно-вычислительных машин.

На сегодняшний день современные языки программирования позволяют создавать имитационные модели воздухораспределения подземных горных предприятий. Одной из таких систем является программное обеспечение «MineModeler», разработанное ведущими специалистами Национального горного университета и Научно-исследовательского института горных проблем Академии инженерных наук Украины для условий ОАО «Павлоградуголь». «MineModeler» обеспечивает решение комплекса задач воздухораспределения в шахтной вентиляционной сети и ориентирована для работы специалистов участков вентиляции и депрессионных служб. Основным набором исходных данных для программы «MineModeler» являются аэродинамические сопротивления вентиляционных сооружений и ветвей, их взаимосвязи и характеристики источников тяги (рис. 1).

Программное обеспечение «MineModeler» разработано с целью ведения технической документации участков вентиляции и техники безопасности, создания математических моделей вентиляционных сетей горных предприятий и решения следующих основных задач (табл. 1).

К основным преимуществам «MineModeler» можно отнести следующее:
- интуитивный интерфейс, создающий комфортные условия работы, а также простота обучения и управления программой;
- оперативность внесения изменений в схему шахтной вентиляционной сети и точность выполнения вычислений;
- наглядное отображение мест опрокидывания вентиляционной струи при моделировании аварийных ситуаций;
- обеспечение совместимости с рядом современных программных продуктов (РЕВОД 4.0, AutoCAD, Microsoft Word, Microsoft Exel);
- максимально полное использование возможностей современного компьютерного оборудования и современных операционных систем;
- возможности неограниченного наращивания функциональности (количество ветвей, узлов  в схеме вентиляции и многое  другое);
- использование современных средств разработки программного обеспечения.

Таблица 1

Основные задачи, решаемые программным обеспечением «MineModeler»

		1. Оптимальное распределение воздуха по подземным горным выработкам 2. Прогнозирование развития горных работ по вопросах проветривания 3. Устойчивость проветривания очистных и подготовительных выработок 4. Расчет аварийных режимов проветривания
		5. Поиск оптимальных параметров работы вентиляторов главного проветривания для снижения расхода электроэнергии
		6. Моделирование работы главных вентиляторных установок, состоящих из осевых и  центробежных вентиляторов, в режимах «нормальный», «реверсивный» и «остановка»
		7. Моделирование проветривания тупиковых выработок при помощи вентиляторов местного проветривания
		8. Моделирование естественной тяги и тепловой депрессии
		9. Ведение отчетной документации участка вентиляции и других задач, связанных с проветриванием

Реализация проекта по улучшению систем проветривания проводилась на 6 шахтах ОАО «Павлоградуголь». Для  выбраных шахт были построены имитационные модели воздухораспределения, что позволило проводить моделирование системы проветривания не только в лабораторных условиях института-разработчика, но и на предприятиях инженерно-техническими работтниками и разрабатывать решения по улучшению систем проветривания.  В частности, на опытных предприятиях были смоделированы устойчивость проветривания для вновь вводимых очистных и подготовительных забоев, перспективное развитие горных работ в вопросах проветривания на 3-4 года вперед. В ходе опытной эксплуатации программного обеспечения средняя абсолютная погрешность натурного и расчетного количества воздуха не превышала 15%. На рис. 2. показан экспериментальный участок шахтной вентиляционной сети шахты «Терновская» с сопоставлением расчетных и натурных значений расхода воздуха.

Одним из перспективных направлений расширения программного обеспечения «MineModeler», является моделирование плана ликвидации аварии (ПЛА), основой которого является схема шахтной вентиляционной сети. В зависимости от протяженности и разветвленности горных выработок, количества вентиляторов главного проветривания, очистных участков и горизонтов, оперативная часть плана ликвидации аварии может включать до 400 позиций, что составляет порядка 700-800 листов машинописного текста. При изменении обстановки в шахте,  которая, в основном связанна с проходкой новых и погашение старых выработок, изменяется схема проветривания. Это влечет за собой изменение маршрутов движения людей застигнутых аварией, находящихся в угрожаемых выработках, а также движение подразделений ГВГСС. Согласно пункта 1.6 «Инструкции по составлению плана ликвидации аварий» при изменении обстановки в шахте, в течении суток должны быть внесены изменения в позициях ПЛА. Их количество может доходить до 40 позиций. Изменения так же вносятся и в графические схемы ПЛА.

Выполнение вышеперечисленных объемов работ как по составлению ПЛА, так и при его пополнении указывает на актуальность создания программного обеспечения по его моделированию, что позволит:
- значительно (в 100-1000 раз) сократить время реагирования и принятия адекватного решения по ликвидации и/или предотвращению аварии;
- сократить объем бумажных носителей информации и перевести систему контроля безопасности по одной угольной шахте на уровень работы по всему объединению (при условии внедрения подобных систем на всех шахтах объединения);
- получать доступ к информации об уровне безопасности для руководителей в реальном масштабе времени;
- создать электронный архив событий на каждом горнодобывающем предприятии и в объединении.

В целом по применению программного обеспечения «MineModeler» на шахтах ОАО «Павлоградугноль» можно сделать следующие выводы:
1. Создаваемое программное обеспечение позволяет существенно снизить трудоемкость работ и время проектирование технической документации в вопросах проветривания шахт. Автоматизация процессов проектирования позволяет повысить точность и надежность технологических расчетов;
2. Программное обеспечение играет роль центрального информационного ресурса для руководства, инженеров и рабочих горных предприятий. Оперативная работа с горнотехнической документацией обеспечивает более тесную связь между всеми группами работников и подразделениями;
3. Автоматизация составления технической документации открывает новые возможности прогнозирования, проектирования, анализа, выполнения ряда новых функций. Соответственно, инженеры смогут принимать более эффективные решения, учитывающие различные тонкости конкретной ситуации;
4. Внедрение программного обеспечения способствует дальнейшему развитию и внедрению компьютерных технологий в проектирование горных работ, повышает инженерный уровень специалистов и престиж предприятия в целом.

:: Analitics archive ::