|
ТППШ как совместное и взаимозависимое функционирование двух подсистем. Первая подсистема представляет собой вентилятор главного проветривания (ВГП). Вторая подсистема представляет собой шахтную вентиляционную сеть. При такой структуре ТППШ авария может развиваться только по двум схемам отказ ВГП, а затем в подсистеме ШВС и наоборот. Следовательно, система «ВГП-ШВС» может находиться в двух возможных состояниях это работоспособное и неработоспособное состояния. Под работоспособным состоянием будем понимать состояние, при котором значения параметров, характеризующих способность «ВГП-ШВС» выполнять заданные функции, находятся в пределах, установленных нормативно технической или технологической документацией. Точность прогнозирования и развития аварийной ситуации, всегда многофакторная и многомерная задача. Множество переменных определяет ее динамическое состояние. Любая цель управления безопасностью труда, как и альтернатива действий, должна выверяться и корректироваться. 1.4. Теория и практика моделирования аэрогазодинамических процессов в угольных шахтах Комплексное изучение проблемы прогноза динамики газовыделений в угольных шахтах получило, по инициативе академика А.А. Скочинского, широкое развитие в СССР. Исследования, начатые А.А. Скочинским, В.Б. Комаровым, А.И. Ксенофонтовой, Л.Н. Быковым, П.И. Ворониным непрерывно продолжаются отраслевыми исследовательскими организациями ИГД им. А.Л. Скочинского, МакНИИ, ВостНИИ, ИПКОН РАН, а также ведущими школами в системе высшего горного образования России Московским, СанктПетербургским и Екатеринбургским горными университетами, на горных факультетах и кафедрах Кузнецкого и Дальневосточного технических университетов, а также Тульского государственного университета [64-90]. Фундаментальные положения теории прогноза динамики газовыделений в угольных шахтах разработаны и сформулированы в трудах Ф.А. Абрамова, 29 |
фициенты в расчетных формулах были уточнены для тех условий, в которых проводились газовоздушные съемки. Поэтому в целом могут быть отклонения, существенно превышающие допустимые пределы. Если же сравнить расчетное газовыделение с динамикой газовыделения, то отклонения будут еще больше. Г.Л. Пигида, изучая динамику абсолютной газообильности очистных участков шахт Львовско-Волынского бассейна, предложил представить газовыделение в виде нестационарного случайного процесса, который характеризуется набором вероятностных оценок. При этом газовыделение на очистном участке может характеризоваться тремя показателями: среднее выделение газа за весь период работы очистного участка; текущее среднее выделение газа, установленное по результатам газовых съемок; мгновенное текущее среднее газовыделение. Коэффициент неравномерности для каждого из трех показателей будет иметь различные значения [63]. Это подтверждается и многочисленными газовоздушными съемками, проведенными ТулГУ на шахтах Кузнецкого, Донецкого и Подмосковного бассейнов. В условиях интенсивной отработки угольных пластов особую актуальность приобретает вопрос достоверного прогноза фактической потребности в воздухе на очистных участках и, следовательно, необходимость прогноза динамики газовыделений в горные выработки. Таким образом, целью прогноза газовыделения на очистном участке должно являться определение вида функции математического ожидания случайного процесса газовыделения. 1.3. Теория и практика прогноза динамики газовыделений в угольных шахтах Комплексное изучение проблемы прогноза динамики газовыделений в угольных шахтах получило, по инициативе академика А.А. Скочинского, широкое развитие в СССР. Исследования, начатые А.А. Скочинским, В.Б. Комаровым, А.И. Ксенофонтовой, Л.Н. Быковым, П.И. Ворониным непрерывно продолжаются отраслевыми исследовательскими организациями ИГД им. А.Л. Скочинского, МакНИИ, ВостНИИ, ИПКОН РАН, а также ведущими школами в 18 системе высшего горного образования России Московским, СанктПетербургским и Екатеринбургским горными университетами, на горных факультетах и кафедрах Кузнецкого и Дальневосточного технических университетов, а также Тульского государственного университета [64-90]. Фундаментальные положения теории прогноза динамики газовыделений в угольных шахтах разработаны и сформулированы в трудах Ф.А. Абрамова, А.Т. Айруни, А.С. Бурчакова, Л.Н. Быкова, А.Т. Горбачева, Н.Ф. Гращенкова, Ю.Б. Васючкова, Н.М. Качурина, Ф.С. Клебанова, В.А. Колмакова, Т.М. Кричевского, Г.Д. Лидина, И.И. Медведева, II.В. Ножкина, А.Э. Петросяна, И.В. Сергеева, Э.М. Соколова, М.Б. Суллы, Б.Г. Тарасова, К.З. Ушакова, П.П. Фельдмана, И.Л. Эттингера, С.А. Ярунина и др. [26-59, 91-111]. Анализ этих работ показал, что приближенные методы полуэмииривеского характера не могут заменить аналитических методов, и дальнейшее решение проблемы прогноза газовыделений, несомненно, связано с совершенствованием теоретических положений движения газов в горном массиве. Эти исследования должны позволить надежно и быстро решать краевые задачи фильтрационного газоперсноса и принимать эффективные инженерные решении по обеспечению безопасного состояния рудничной атмосферы. Основным исходным уравнением газовой динамики горного массива является дифференциальное уравнение баланса массы газа ох -j+ div(pV) = 0, (1.1) СЧ где х газоносность элементарного объема пористой среды AV; pV вектор массовой скорости газа в пористой среде. Из уравнения (1.1) следует, что необходимо знать вид связи массовой скорости фильтрации с давлением газа, поэтому одними из основных задач газовой динамики породоугольного массива является прогноз его природной газоносности и выявление адекватных законов сопротивления при фильтрации газов в 19 представляет собой вентилятор главного проветривания (ВГП). Вторая подсистема представляет собой шахтную вентиляционную сеть. При такой структуре ТПГЕШ авария может развиваться только по двум схемам отказ ВГП, а затем в подсистеме ШВС и наоборот. Следовательно, система «ВГП-ШВС» может находиться в двух возможных состояниях это работоспособное и неработоспособное состояния. Под работоспособным состоянием будем понимать состояние, при котором значения параметров, характеризующих способность «ВГП-ШВС» выполнять заданные функции, находятся в пределах, установленных нормативно технической или технологической документацией. Разумеется, что изменение подачи ВГП и количества воздуха, поступающего в шахту, обусловлены колебаниями аэродинамических сопротивлений путей внешних утечек R: и R3, а также аэродинамических сопротивлений канала вентилятора R2 и системы горных выработок К4. Следовательно, необходимо решить задачу естественного воздухораспределения для вентиляционной сети с учетом взаимодействия с ВГГ1. Это позволит получить в явном виде следующую систему уравнений: hc = RcQ2 f(h„,Q,n,e). hc = RCQ2 hB = a + bQB + cQB + dQ =>a + bQo + cQ;+dQ;-RcQc-=0, где hc, Ив депрессия сети и давление, развиваемое ВГП соответственно, даПа; Q количество воздуха, м7с; Rc аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети в целом; г КПД ВГП; 0 угол установки лопаток; N мощность ВГП, кВт. Таким образом, можно сделать вывод, что быстрое и точное определение всех изменяющихся параметров (депрессия, сопротивление, количество воздуха, мощность на валу электродвигателя) является важной задачей на горном предприятии. В данной работе была произведена статистическая обработка режимов характеристик вентиляторов, которые использовались на шахтах Подмосковного 85 |