|
На этой основе разработаны математические модели для прогноза газовых ситуаций на очистных участках и в подготовительных выработках метанообильных и углекислотообильных шахт. Особенности прогноза газовых ситуаций на очистных участках заключается в том, что очистные участки по существу являются фрагментами общей вентиляционной сети с распределенными источниками газовыделения, поэтому моделирование средней в сечении выработки концентрации сводится к решению задачи сетевой газодинамики. Прогноз газовой ситуации в призабойном пространстве подготовительной выработки осуществляется методом интегральной газовой динамики, дающим удовлетворительную сходимость с результатами шахтных наблюдений. Для прогноза газовых ситуаций в шахтах разработано математическое обеспечение, позволяющее проводить вычислительные эксперименты, моделирующие протекание газодинамических процессов при различных технологических решениях. Вычислительные эксперименты, как на стадии проектирования, так и при эксплуатации шахты, позволяют получить необходимый объем информации для принятия решения. Имитируя различные технологические условия можно решать как прямую, так и обратную задачи исследования операций, оптимизируя технологический процесс по газовому фактору. Промышленная апробация методологии прогноза газовыделений и газовых ситуаций свидетельствует о том, что детерминированные составляющие газовыделений и поля концентраций газовых примесей в рудничном воздухе имеют достаточно жесткую связь с эффективностью применяемых способов управления газовыделением и технологическими параметрами очистных и подготовительных работ. Поэтому результаты вычислительных экспериментов были использованы для экспертной оценки оптимальности технологических решений и эффектив162 |
пользуется для определения количества воздуха по фактору поглощения кислорода и если этот фактор является превалирующим, то подача воздуха на рассматриваемый участок увеличивается. Применительно, например, к условиям Подмосковного бассейна особенности действующих шахт структура технических и организационных средств контроля и управления, представленная на рис. 5.2. Таким образом, предлагаемая система автоматизированного контроля и управления газовыми ситуациями на очистных и подготовительных участках, во-первых, представляет собой подсистему общешахтной автоматизированной системы управления вентиляцией и, во-вторых, основывается на алгоритме расчета количеств воздуха для проветривания очистных и подготовительных участков по фактору поглощения кислорода. Системный анализ разработанных теоретических положений прогноза динамики газовыделений, отражающих взаимосвязь скорости газовыделения с параметрами основных и вспомогательных технологических процессов, и методических положений по определению кинетических параметров движения газов в массиве является определение в явном виде функции источника в уравнении конвективно-турбулентной диффузии при прогнозе газовых ситуаций. При этом газовая ситуация может быть определена как сочетание условий, влияющих на газообильность горных выработок и интенсивность газопереноса воздушными потоками, и, таким образом, создающих обстановку характеризующуюся различными уровнями опасности для человека. Это позволяет рекомендовать классификацию газовых ситуаций по месту их возникновения, по вероятности взрыва, по пригодности атмосферы горной выработки для дыхания. В качестве главного классификационного признака, определяющего уровень опасности по газовому фактору, использовано максимальное значение нестационарного поля концентрации выделяющихся газов. На этой основе разработаны математические модели для прогноза газовых ситуаций па очистных участках и в подготовительных выработках метанообильных и углекислотообильных шахт. 166 Особенности прогноза газовых ситуаций на очистных участках заключается в том, что очистные участки по существу являются фрагментами общей вентиляционной сети с распределенными источниками газовыделения, поэтому моделирование средней в сечении выработки концентрации сводится к решению задачи сетевой газодинамики. Прогноз газовой ситуации в призабойном пространстве подготовительной выработки осуществляется методом интегральной газовой динамики, дающим удовлетворительную сходимость с результатами шахтных наблюдений. Для прогноза газовых ситуаций в шахтах разработано математическое обеспечение, позволяющее проводить вычислительные эксперименты, моделирующие протекание газодинамических процессов при различных технологических решениях. Вычислительные эксперименты, как на стадии проектирования, так и при эксплуатации шахты, позволяют получить необходимый объем информации для принятия решения. Имитируя различные технологические условия можно решать как прямую, так и обратную задачи исследования операций, оптимизируя технологический процесс по газовому фактору. Промышленная апробация методологии прогноза газовыделений и газовых ситуаций свидетельствует о том, что детерминированные составляющие газовыделений и поля концентраций газовых примесей в рудничном воздухе имеют достаточно жесткую связь с эффективностью применяемых способов управления газовыделенисм и технологическими параметрами очистных и подготовительных работ. 1 Гоэтому результаты вычислительных экспериментов были использованы для экспертной оценки оптимальности технологических решений и эффективности средств управления газовыделенисм на ряде шахт Донецкого и Подмосковного бассейнов. При этом оптимальное технологическое решение по газовому фактору должно обеспечивать выполнение следующих условий: 169 |