РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЯЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ПО АДДИТИВНЫМ АЭРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ

ЦЕЛЬ. Разработка модифицированной методики корреляционного анализа, которая позволит получить достаточно точную оценку коэффициентов статической характеристики аэродинамических процессов угольных шахт. МЕТОДЫ. В работе использованы методы аналитического описания переходных газодинамических процессов, метод переходных функций, метод скользящего среднего, теория вероятностей и математическая статистика. РЕЗУЛЬТАТЫ. Ввиду сложности аэрогазодинамических процессов на добычном участке, невозможности учета всех влияющих на них факторов, их стохастической природы, для определения характеристик выше названных процессов применялись методы математического описания и методы, базирующиеся на теории статистической динамики. Для определения статических характеристик по экспериментальным данным зависимых наблюдений в режиме нормальной эксплуатации разработана модифицированная методика корреляционного анализа, которая позволила получить достаточно точные оценки коэффициентов статической характеристики. С помощью программного комплекса MATLAB получена зависимость концентрации метана от расхода воздуха. Установлено, что в режиме нормальной эксплуатации аэрогазодинамические процессы имеют аддитивный характер, т.е. в них под влиянием производственных процессов выемки полезных ископаемых появляются составляющие, статистические характеристики которых отличаются от характеристик чисто случайных процессов. Экспериментально установлено, что линеаризованные динамические характеристики добычных участков в режиме проветривания, когда переходный газодинамический процесс имеет форму «всплеска» концентрации метана, могут быть описаны обыкновенными дифференциальными уравнениями 3-го и 4-го порядка с постоянными коэффициентами, а в режиме проветривания, когда «всплеск» концентрации метана на участке отсутствует - уравнениями 1-го и 2-го порядка. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Определена статическая характеристика объекта проветривания по каналу «концентрация метана - расход воздуха», которая может быть линеаризована при изменении расхода воздуха в рабочем диапазоне, т.е. описана линейными уравнениями. Для определения вида статической характеристики объекта проветривания использовали метод сопоставления корреляционной и дисперсионной функций, который позволил получить по данным нормальной эксплуатации количественную оценку погрешности статической характеристики объекта.

шахта, проветривание, системный анализ, метод переходных функций, переходные газодинамические процессы, амплитудно-фазовые характеристики, аппроксимация

1. Арсеньев Б.П., Яковлев С.А. Интеграция распределенных баз данных. СПб: Лань, 2001. 464 с.

2. Абрамов Ф.А., Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Расчет вентиляционных сетей шахт и рудников. М.: Недра, 1978. 232 с.

3. Босиков И.И., Берко И.А., Берко А.А. Определение передаточной функции объекта проветривания по переходному газодинамическому процессу // Наука и бизнес: пути развития. 2016. № 12 (66). С. 12-14.

4. Босиков И.И., Харебов Г.З., Хугаев Р.Р. Разработка методов и средств контроля параметров рудничной атмосферы природно-промышленной системы горнодобывающего комплекса // Наука и бизнес: пути развития. 2016. № 9 (63). С. 5-7.

5. Босиков И.И., Хугаев Р.Р. Анализ технической системы по критерию точности // Наука и бизнес: пути развития. 2016. № 12 (66). С. 15-18.

6. Васенин И.М., Шрагер Э.Р., Крайнов А.Ю., Палеев Д.Ю., Лукашов О.Ю., Костеренко В.Н. Математическое моделирование нестационарных процессов вентиляции сети выработок угольной шахты // Компьютерные исследования и моделирование. 2011. Т. 3. № 2. С. 155-163.

7. Голик В.И., Разоренов Ю.И. Охрана труда горнорабочих совершенствованием технологии добычи металлов // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 8. С. 49-54. DOI: https://doi.org/10.24000/0409-2961-2017-8-49-54

8. Голик В.И., Заалишвили В.Б. Оптимизация схем подготовки месторождений наклонными съездами // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. № 1. С. 52-67.

9. Дырдин В.В., Фофанов А.А., Ким Т.Л., Смирнов В.Г., Тациенко В.П., Козлов А.А., Плотников Е.А. Влияние механодеструкции угля на формирование газодинамических процессов при подземной разработке угольных пластов // Безопасность труда в промышленности. 2017. № 8. С 10-15.

10. Рубан А.Д. Артемьев В.Б., Забурдяев В.С., Забурдяев Г.С., Руденко Ю.Ф. Проблемы обеспечения высокой производительности очистных забоев в метанообильных шахтах. М.: Недра, 2009. 396 с.

11. Пучков Л.А. Аэродинамика подземных выработанных пространств. М.: Изд-во МГГУ, 1993. 266 с.

12. Бурчаков А.С., Медведев А.С., Ушаков К.3. Рудничная аэрология. 2-е изд. М.: Недра, 1978. 440 с.

13. Youn R.B., Klyuev R.V., Bosikov I.I., Dzeranov B.V. The petroleum potential estimation of the North Caucasus and kazakhstan territories with the help of the structural-geodynamic prerequisites // Устойчивое развитие горных территорий. 2017. Т. 9. № 2 (32). С. 172-178.

14. Benardos A., Athanasiadis I., Katsoulakos N. Modern earth sheltered constructions: a paradigm of green engineering // Tunnelling and Underground Space Technology. 2014. Vol. 41. P. 46-52.

15. Wang G., Li R., Carranza E. J. M., Yang F. 3D geological modeling for prediction of subsurface Mo targets in the Luanchuan district, China // Ore Geology Reviews. 2015. Vol. 71. P. 592-610.