книги / Методы математического моделирования рудничных аэрологических процессов и их численная реализация в аналитическом комплексе Аэросеть

Значения необходимых расходов можно задавать в свойствах участка. Если значение суммарного входящего расхода окажется меньше требуемого, то значение минимального расхода будет подсвечено красным цветом.

Для удобства оформления проектной документации текущее представление дерева участков вместе с индикаторами можно экспортировать в Excel, воспользовавшись командой «Отчет» и вы-

брав тип отчета «Дерево участковрудника синдикаторами».

292

8.2.10. Проверка устойчивости вентиляции

Для оценки устойчивости воздухораспределения выполняется серия последовательных расчетов стационарного воздухораспределения со случайным изменением аэродинамических сопротивлений каждой выработки на величину ± 33 % на каждой итерации. Для выработок, у которых случайные изменения аэродинамических сопротивлений соседей будут компенсировать друг друга, отклонения расходов от среднего значения будут меньше 30–50 %. Расходы же, у которых колебания превышают 100 %, не могут считаться достоверными.

Вычисленное значение отклонения расхода в выработке отображается на панели ее свойств. Есть также возможность включить отображение соответствующего индикатора на схеме («Вид» ->

«Вентиляция» -> «Модельные данные» -> «Выработки (индика-

торы)» -> «Отклонения расходов»). Для более простого поиска выработок с неустойчивыми расходами предусмотрено включение специальной подсветки(«Вид» -> «Вентиляция» -> «Модельныеданные» -> «Выработки» -> «Распределениеотклоненийрасходов»).

293

Например, на представленной схеме в диагональной выра- ботке-сбойке колебания расхода составили 579 %, и соответствующая выработка была закрашена красным. Причина столь больших отклонений заключается в том, что расход в этой выработке близок к нулю и сильно зависит от соотношения аэродинамических сопротивлений соседних выработок.

Важна информация не только о том, насколько могут колебаться модельные расходы, но и о том, сохраняют ли они при этом свое направление. Для этого при оценке устойчивости воздухораспределения вычисляются так называемые гарантированные расходы, то есть расходы, которые меняют знак вследствие колебания сопротивления соседних выработок. Для отображения гарантированных расходов служит специальный индикатор

(«Вид» -> «Вентиляция» -> «Модельные данные» -> «Выработки (индикаторы)» -> «Гарантированные расходы») и режим подсветки («Вид» -> «Вентиляция» -> «Модельные данные» -> «Выработки -> «Распределение гарантированных расходов»).

Если направления модельных расходов совпадают с направлениями выработок, то отрицательная величина гарантированного расхода означает, что расход неустойчив по направлению.

8.2.11. Вычисление затрат на проветривание

Интерес представляет также распределение потерь энергии на проветривание вентиляционной сети, т.е. то, какая доля мощности вентилятора затрачивается на проветривание каждой из выработок. Для вычисления мощности W, необходимой для проветривания каждой выработки, используется следующая зависимость

W g Rfull Q3,

где g – ускорение свободного падения, Rfull – полное аэроди-

намическое сопротивление выработки (вместе с сопротивлением перемычек), Q – расход воздуха в выработке.

Энергозатраты на проветривание выработки отображаются на панели ее свойств.

294

Эту же информацию можно представить в виде финансовых затрат на проветривание каждой выработки в течение года

(«Вид» -> «Вентиляция» -> «Затраты» -> «Выработки (индикаторы)» -> «Финзатраты на единицу длины за год» и «Вид -> «Вентиляция» -> «Затраты» -> «Выработки» -> «Распределение финзатрат на единицу длины»).

8.2.12. Оптимизация и управление проветриванием

Отрицательное регулирование воздухораспределения в руднике может осуществляться с помощью проницаемых перемычек с управляемыми вентиляционными окнами. Оптимальная конфигурация открытости окон подбирается так, чтобы необходимое количество свежего воздуха для всех потребителей обеспечивалось минимальными затратами энергии на проветривание.

Прежде всего указывается, какие из перемычек с вентокном будут участвовать в управлении проветриванием, т.е. менять площадь своего вентиляционного окна. Задание того, какие из перемычек следует настраивать, а какие нет, позволяет умень-

296

шить время работы алгоритма в тех случаях, когда площадь вентокна некоторых перемычек заранее очевидна (например, они должны быть полностью закрыты или открыты). Там же минимальный расход воздуха задается в выработках с перемычками, при этом они подсвечиваются на схеме («Вид» -> «Вентиляция» -> «Оптимальное управление» -> «Объекты на выработках» -> «Участие в управлении»).

Дополнительно отмечается, напоры каких источников тяги следует минимизировать, а также указываются величины максимальных напоров участвующих в управлении вентиляторов, со значений которых будет начинаться процедура оптимизации.

297

Нажатием кнопки «Минимизировать напор вентилятора»

на вкладке «Вентиляция» запускается алгоритм оптимального управления.

Алгоритм оптимального управления работает итерационно, уменьшая напоры вентиляторов до тех пор, пока регулированием площадей вентокон в перемычках еще удается добиться обеспечения минимальных расходов воздуха в указанных выработках. Понижение начинается с максимальных значений напоров, которые указываются в свойствах вентиляторов. Если уменьшение напоров на очередной итерации приводит к невозможности добиться всех минимальных расходов отрицательным регулированием, то величины напоров и конфигурации перемычек на предыдущей итерации считаются оптимальными.

В параметрах алгоритма настраиваются максимальное число итераций для регулирования перемычек, их максимально допустимое сопротивление, а также способ задания минимальных расходов. При инициированной опции «Перемычки» минимальные расходы задаются в свойствах каждой перемычки,

298

участвующей в управлении. В случае инициации опции «Участки рудника», алгоритм оптимального управления обеспечивает требуемый входящий расход на всем участке рудника, в котором расположена перемычка. Минимальный расход на участке может быть задан вручную или вычислен на основе выбранной методики расчета количества воздуха.

На следующем примере оптимальное управление осуществляется при помощи четырех перемычек с вентокном. Минимальные расходы на перемычках отображаются в виде индика-

торов («Вид» -> «Вентиляция» -> «Оптимальное управление» -> «Минимальные расходы на перемычках»). Сначала все вентиля-

ционные окна полностью открыты и все перемычки имеют нулевое аэродинамическое сопротивление. При заданных напорах вентиляторов в 50 Па расчет дает следующие величины модельных расходов с отмеченными значениями допустимых минимальных расходов.

299