Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Казаков Б. П.

Представлен способ оптимизации параметров одновременной работы нескольких главных вентиляторных установок в рудничной вентиляционной сети по критерию минимального энергопотребления. Этот способ позволяет автоматизировать процесс проектирования энергоэффективных систем рудничной вентиляции сложной топологии. Вначале производится математическая постановка задачи оптимизации параметров системы вентиляции. Для анализа вариантов задачи дополнительно вводится матрица влияния, позволяющая оценивать влияние каждой вентиляторной установки на расход воздуха в каждой из рабочих зон. С применением данной матрицы определяется функциональный вид управляющих уравнений для частот вращения вентиляторных установок. Далее исследуется наиболее простой возможный функциональный вид управляющих уравнений с линейным пропорциональным звеном. Полученные управляющие уравнения реализованы в системе компьютерной алгебры Wolfram Mathematica 10.0 в алгоритме оптимизации параметров работы нескольких главных установок по критерию минимизации суммарной потребляемой мощности главных вентиляторных установок.

Описывается алгоритм автоматизированной обработки данных воздушно-депрессионной съемки, проводимой на рудниках. Идея алгоритма состоит в разработке автоматизированного способа увязывания давлений и расходов воздуха с дальнейшим расчетом аэродинамических сопротивлений горных выработок для создания корректной расчетной модели рудничной вентиляционной сети. Алгоритм разработан и реализован на базе аналитического комплекса «АэроСеть». Представлены результаты верификации предложенного алгоритма на упрощенных математических моделях вентиляционных сетей рудников. Алгоритм апробирован при построении математических моделей вентиляционных сетей рудников.

Рассматриваются вопросы использования теплообменников для нагревания, охлаждения и осушения вентиляционного воздуха. Изложена математическая модель тепло- и влагообменных процессов, протекающих между воздухом и жидкостью. За основу взят дифференциальный метод, позволяющий поэлементно отслеживать изменения термодинамических параметров сред на всем пути теплообмена. Представлены аналитические зависимости для расчета распределения температур воздуха и теплоносителя по длине теплообменных трубок, а также мест конденсации влаги на поверхности при охлаждении воздуха. Разработаны методики расчета прогнозных мест замерзания воды при нагревании воздуха и начала конденсации влаги из воздуха при его охлаждении, а также интегральных характеристик системы кондиционирования – суммарной тепловой мощности и средней температуры воздуха на выходе. На основании полученных результатов сделаны выводы об оптимальном подключении теплообменных модулей по воде и расположении по воздуху.

Обсуждается разработка системы автоматического управления проветриванием рудников на основе минимизации нагрузки на главную вентиляционную установку. Приведена математическая структура алгоритма управления с анализом каждого из этапов. На основе численного моделирования показано, что ожидаемая экономия энергии после внедрения системы может составить 50 % и более.

Приведены и проанализированы результаты сезонных экспериментальных исследований естественной тяги на руднике после отключения главной вентиляционной установки. Определено, что в зависимости от температуры наружного воздуха и начальных условий проветривания реализуются различные режимы конвективного движения воздушных потоков. Представлена математическая модель теплообмена вентиляционного воздуха с крепью воздухоподающего ствола, позволяющая прогнозировать динамику тепловых депрессий. Приведены результаты численного моделирования изменения температуры воздуха по глубине ствола в зависимости от скорости его движения. Изложена методика расчета и определен критерий устойчивости проветривания рудников естественной тягой после отключения вентилятора.

Современное развитие горных работ, поддержание и увеличение мощности добычи сопряжены с необходимостью ввода в отработку глубокозалегающих запасов. Это приводит к возникновению проблем с обеспечением требуемых микроклиматических параметров из-за возрастания температуры горных пород с глубиной. В работе представлено математическое решение задачи нестационарного сопряженного теплообмена между вентиляционным воздухом и массивом горных пород в условиях глубоких рудников. Полученные с помощью преобразований Лапласа интегральные зависимости позволяют рассчитывать температуру воздуха как функцию координат и времени с учетом влияния гидростатического сжатия воздуха и работы сил давления.