Розробка методiв розрахунку оптимальних аеродинамiчних параметрiв шахтних вентиляцiйних мереж, які розвиваються - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ РОЗРОБКА МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ОПТИМАЛЬНИХ АЕРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ШАХТНИХ ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ МЕРЕЖ, ЯКІ РОЗВИВАЮТЬСЯРобота виконана в Інституті геотехнічної механіки Національної академії наук України (ІГТМ НАН України). Науковий керівник - кандидат технічних наук, Інститут геотехнічної механіки Національної академії наук України, провідний науковий співробітник відділу гірничої термоаеродинаміки і автоматизованих систем. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Шевельов Гаррі Агапович, Інститут геотехнічної механіки Національної академії наук України, провідний науковий співробітник відділу гірничої аерогазодинаміки, м. Захист відбудеться 20.04.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої ради Д 08.188.01 Інституту геотехнічної механіки НАН України за адресою: 49005, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту геотехнічної механіки НАН України за адресою: 49005, м.Проте існуючі методи проектування при виборі параметрів мережі (місць установки регуляторів, величин їхніх аеродинамічних опорів, площин перетину виробок) не враховують можливості спільної оптимізації цих параметрів і режимів роботи ВГП. Проте при реалізації ряду проектних процедур (пошук місць установки регуляторів, зміна перетинів гірничих виробок і т.д.) проектувальник використовує графічне представлення шахтної вентиляційної мережі (ШВМ) і ряд неформальних критеріїв вибору рішень з альтернативних, що обумовлює необхідність розробки інтерактивних методів оптимізації параметрів ШВМ, які використовують топологічний аналіз. У ході розвитку гірничих робіт змінюються параметри і топологія ШВМ, проте існуючі підходи при проектуванні засновані на статичному уявленні про їхні параметри і топологію, що в ряді випадків призводить до збільшення обсягів гірничих робіт або ж до порушення норм забезпечення повітрям обєктів провітрювання. Дисертаційна робота є складовою частиною досліджень, проведених автором по галузевій науково-дослідній програмі 1719202000 “Розробка способів і засобів надійного провітрювання і керування газовиділенням глибоких газонасичених шахт, що виключають можливість вибухів метану”, затвердженій Держвуглепромом України 18 березня 1992 р., та держбюджетній темі НАН України № 1.3.5.14 "Розробити теорію і методи автоматизованого проектування і ефективної експлуатації адаптивних систем вентиляції та кондиціювання повітря глибоких газонасичених шахт". Метою роботи є розробка методів розрахунку оптимальних аеродинамічних параметрів шахтних вентиляційних мереж, що розвиваються, для підвищення ефективності проектування нових та вдосконалення вентиляційних систем діючих шахт.Аналіз цих робіт показав, що серед них можна віділити дві великі групи: методи вибору оптимальних перетинів виробок при фіксованому розподілі витрат повітря в гілках ШВМ і методи розрахунку оптимального повітрозподілу в ШВМ при фіксованих перетинах виробок. Мультиграф L(X,U) відбиває послідовність квазістабільних періодів Gk(Xk, Uk ,tk), тобто (1) де Xk - множина вузлів у k-тому розрахунковому періоді; Uk - множина дуг у k-тому розрахунковому періоді; tk - тривалість k-того розрахункового періоду; N - кількість базових розрахункових станів. При всьому різноманітті зєднань гілок ШВМ множина гілок k-того квазістабільного періоду може бути поділена на складові, що різняться по своєму функціональному стану: джерела депресії (ВГП)-множина гілок Ub,k; мережа, призначена для транспортування свіжого повітря до обєктів провітрювання-множина гілок Uc,k; відособлено провітрювані обєкти - множина гілок Uo,k; мережа, призначена для відводу відпрацьованого струменя на поверхню - множина гілок Uи,k. Отже, повна сума приведених витрат за весь термін функціонування системи виглядає так: (2) де c(i,j,k), k(i,j,k) - відповідно вартість проведення і підтримки 1 погонного метра виробки (i,j) у k-тому періоді; Lз(i,j,k) - довжина виробки (i,j) у k-тому періоді для розрахунку витрат на її проведення і підтримку; mk - вартість 1 КВТ/г електроенергії в k-тому періоді; Ux,k - підмножина виробок з перетинами, які оптимізуються, що існують у k-тому періоді; ?S(i,j) - збільшення перетину виробки (i,j), виконане по фактору вентиляції, м2: S(i,j)=S(i,j) - Smin(i,j) (3) де S(i,j)-площа поперечного перетину виробки (i,j), є загальною для всіх періодів, м2; Smin(i,j) - мінімальна площа перетину виробки (i,j), обумовлена розмірами транспортних засобів, м2.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ