Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля
Методику А.Є. Смолдирева для розрахунку критичної швидкості та гідравлічного ухилу, узагальнену для випадків застосування труб з полівінілхлориду та поліетилену, а також використання розчинів гідродинамічно активних речовин, адаптовано під умови інженерних розрахунків з урахуванням досвіду розрахунк...
Gespeichert in:
Datum: | 2012 |
---|---|
Hauptverfasser: | , , |
Format: | Artikel |
Sprache: | Russian |
Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
Schriftenreihe: | Геотехническая механика |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53930 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля / Е.В. Семененко, О.В. Витушко, Н.А. Никифорова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 189-196. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-53930 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-539302014-01-29T03:11:42Z Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля Семененко, Е.В. Витушко, О.В. Никифорова, Н.А. Методику А.Є. Смолдирева для розрахунку критичної швидкості та гідравлічного ухилу, узагальнену для випадків застосування труб з полівінілхлориду та поліетилену, а також використання розчинів гідродинамічно активних речовин, адаптовано під умови інженерних розрахунків з урахуванням досвіду розрахунків параметрів гідротранспорту вугілля й логарифмічного закону, який найчастіше використовується при визначенні коефіцієнта гідравлічного опору тертя. The A.E. Smoldirev calculation procedure of critical velocity and hydraulic gradient generalized for the cases of use of polyvinylchloride and polyethylene pipes as well as application of drag reducing agents is adapted on conditions of engineering calculations taking into account experience of calculation of coal hydrotransport parameters and logarithmic law mostly used when determining drag coefficient. 2012 Article Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля / Е.В. Семененко, О.В. Витушко, Н.А. Никифорова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 189-196. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53930 622.648.01 – 9:621.643.29 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
description |
Методику А.Є. Смолдирева для розрахунку критичної швидкості та гідравлічного ухилу, узагальнену для випадків застосування труб з полівінілхлориду та поліетилену, а також використання розчинів гідродинамічно активних речовин, адаптовано під умови інженерних розрахунків з урахуванням досвіду розрахунків параметрів гідротранспорту вугілля й логарифмічного закону, який найчастіше використовується при визначенні коефіцієнта гідравлічного опору тертя. |
format |
Article |
author |
Семененко, Е.В. Витушко, О.В. Никифорова, Н.А. |
spellingShingle |
Семененко, Е.В. Витушко, О.В. Никифорова, Н.А. Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля Геотехническая механика |
author_facet |
Семененко, Е.В. Витушко, О.В. Никифорова, Н.А. |
author_sort |
Семененко, Е.В. |
title |
Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля |
title_short |
Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля |
title_full |
Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля |
title_fullStr |
Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля |
title_full_unstemmed |
Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля |
title_sort |
инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля |
publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
publishDate |
2012 |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53930 |
citation_txt |
Инженерная методика расчета параметров гидротранспорта угля / Е.В. Семененко, О.В. Витушко, Н.А. Никифорова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 189-196. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
series |
Геотехническая механика |
work_keys_str_mv |
AT semenenkoev inženernaâmetodikarasčetaparametrovgidrotransportauglâ AT vituškoov inženernaâmetodikarasčetaparametrovgidrotransportauglâ AT nikiforovana inženernaâmetodikarasčetaparametrovgidrotransportauglâ |
first_indexed |
2025-07-05T05:20:07Z |
last_indexed |
2025-07-05T05:20:07Z |
_version_ |
1836783037450289152 |
fulltext |
189
5. Максимально возможное изменение кинетической энергии сосуда между
контактами при серии соударений башмаков с проводниками происходит по
квадратичному закону от относительной горизонтальной скорости рабочих гра-
ней проводников в моментах контакта с башмаками.
6. Скорость горизонтального перемещения рабочей грани проводника в точ-
ке контакта с башмаком пропорциональна вертикальной скорости сосуда и углу
наклона проводника к вертикали в пролете между ярусами армировки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методика расчета жестких армировок вертикальных стволов шахт // Минуглепром СССР, НИИ горной
механики им. М.М.Федорова. – Донецк. -1985. -145 с.
2. Ильин С.Р. Влияние параметров диаграммы скорости подъема и эксцентриситета груза на динамику сис-
темы «сосуд-армировка» шахтных стволов / С.Р.Ильин // ИГТМ НАН Украины. Геотехническая механика.
Межвед. Сб-к. науч. тр. Вып. 98.-Днепропетровск. -2012.
3. Лойцянский Л.Г. Теоретическая механика / Л.Г. Лойцянский, А.И.Лурье // Ленинград-Москва. - ГТТИ.-
1933.-452С.
4. Ильин С.Р. Разработка и обоснование общей диагностической модели оборудования шахтных подъем-
ных установок / С.Р.Ильин // ИГТМ НАН Украины. /Геотехническая механика. Межвед. Сб-к. науч. тр. Вып.
76.-Днепропетровск. -2008. -С. 44-63.
УДК 622.648.01 – 9:621.643.29
Д-р техн. наук Е.В. Семененко
(ИГТМ НАН Украины),
д-р техн. наук О.В. Витушко
(ООО «Шахтостроймонтаж»),
канд. техн. наук Н.А. Никифорова
(Национальная металлургическая академия Украины)
ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПАРАМЕТРОВ ГИДРОТРАНСПОРТА УГЛЯ
Методику А.Є. Смолдирева для розрахунку критичної швидкості та гідравлічного ухилу,
узагальнену для випадків застосування труб з полівінілхлориду та поліетилену, а також вико-
ристання розчинів гідродинамічно активних речовин, адаптовано під умови інженерних розра-
хунків з урахуванням досвіду розрахунків параметрів гідротранспорту вугілля й логарифміч-
ного закону, який найчастіше використовується при визначенні коефіцієнта гідравлічного
опору тертя.
ENGINEERING CALCULATION PROCEDURE
OF COAL HYDROTRANSPORT PARAMETERS
The A.E. Smoldirev calculation procedure of critical velocity and hydraulic gradient general-
ized for the cases of use of polyvinylchloride and polyethylene pipes as well as application of drag
reducing agents is adapted on conditions of engineering calculations taking into account experience
of calculation of coal hydrotransport parameters and logarithmic law mostly used when determining
drag coefficient.
Напорный гидротранспорт угля получил широкое распространение на угле-
добывающих и углеобогатительных предприятиях Украины. Однако, несмотря
на более, чем полувековой опыт его использования для указанных технологий,
достоверное определение параметров гидротранспорта угля – критической ско-
190
рости и гидравлического уклона [1 – 5] – является актуальным, поскольку дос-
тавка материала возможна только в сверхкритических режимах, а величина
гидравлического уклона определяет мощность насосной станции и водопотреб-
ление технологической операции. На основе анализа более 20 методик расчета
критической скорости и гидравлического уклона при течении пульп для повы-
шения достоверности расчетов была модернизирована методика
А.Е. Смолдырева [6 – 8]. Это позволило расширить область применения метода
расчета, распространив его на гидротранспорт по трубам, изготовленным из
различных материалов, а также гидротранспорт в присутствии гидродинамиче-
ски активных веществ. Одновременно с этим расчеты по вновь предложенной
методике усложнились ввиду отказа от использования необоснованного прин-
ципа суперпозиции вкладов мелких и кусковых фракций при определении кри-
тической скорости гидротранспортирования. Более сложная, нелинейная функ-
циональная зависимость критической скорости от характеристик мелких и кус-
ковых фракций позволила исключить неопределенность при выборе значений
эмпирических коэффициентов, однако требует разветвленного алгоритма рас-
четов [6 – 8]. Это препятствие преодолимо при поверочных и оценочных расче-
тах, однако вызывает значительные затруднения при аналитических исследова-
ниях режимов работы гидротранспортных систем и обосновании эффективных
скоростей и концентраций пульпы. Помимо этого, степенной закон, использо-
ванный при разработке метода для описания зависимости коэффициента гид-
равлического трения от числа Рейнольдса, ограничивает прикладное использо-
вание методики, так как значения показателя степени и коэффициента пропор-
циональности для него не всегда приводятся в справочной литературе. Эти зна-
чения известны, как правило, для новых труб, изготовленных из полиэтилена
или поливинилхлорида, однако для стальных труб и бывших в употреблении
труб из других материалов чаще используется логарифмический закон, и в ли-
тературе приводятся соответствующие ему коэффициенты [9, 10].
Таким образом, разработка такой инженерной методики расчета параметров
гидротранспорта угля, которая могла бы без потери точности расчетов использо-
ваться для аналитических исследований параметров и режимов работы гидро-
транспорта, а также основывалась на логарифмическом законе для описания за-
висимости коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса, являет-
ся актуальной.
С использованием полученных зависимостей и степенной зависимости ко-
эффициента гидравлических сопротивлений от критерия Рейнольдса для случая
применения гидродинамически активных веществ и полимерных трубопрово-
дов параметры гидротранспорта могут быть определены по формулам [6 – 8]
191
( )
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎪
⎨
⎧
≤⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
≤−−+−+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
−−
+
−−
+
q
q
f
R
R
M
gD
qqq
gd
w
R
R
M
gD
V
NN
N
N
NN
cp
N
N
kp
1,1arccos
3
1cos
217,0
1,111171,0
2
2
2
1
3
1
2
2
332
3/2
1
2
1
β
ϕ
ν
βν
; (1)
2
21
3
3
2
3148,0
RR
R
Fr
fq
wβ
= ; 1
1
−
α
χ
=β
SR
;
K
K
ε−
ε
=χ
1
; NN
N
VD
Mν
=λ′ ;
( )
1
1
1
1
ArSR
SRAr
+
−
=α ;
SfR
d
D
V
wR
gD
VR
gD
Vi
cp
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ϕ+
λ′
+
λ′
α+
λ′
= 32
2
1
2 71.0
22
;
( )
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎪
⎨
⎧
≤⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
≤−−+−+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
−−
+
−−
+
q
q
fR
M
gD
qqq
gd
wR
M
gD
V
NN
N
N
NN
cp
N
N
kp
1,1arccos
3
1cos
217,0
1,111171,0
2
2
2 3
1
2
2
332
3/2
2
1
β
ϕ
ν
βν
; (2)
SfR
d
D
V
wRAr
gD
Vi
cp
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ϕ+
λ′
+
λ′
= 32
2 71.0
2
; 2
2
3
3
2
3148,0
R
R
Fr
fq
wβ
= ;
ArS
χ
=β ;
1т −= ρAr ; ( ) wnSww −= 10 ; ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+= 5.0
52
68.00
tdArw cp ;
cp
w gd
wFr
2
= ;
0
т
ρ
ρρ = ; ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−=
0
0lg5
ν
wd
n cp
w ; ∑= iiср qdd ,
где N , M – эмпирические коэффициенты степенной зависимости коэффициен-
та гидравлических сопротивлений от критерия Рейнольдса; ν – кинематиче-
ский коэффициент вязкости гидросмеси, м2/с; ϕ – коэффициент, учитывающий
снижение трения частиц кусковых фракций о дно трубы; ε – коэффициент,
учитывающий изменение константы М.А. Великанова; kpV – критическая ско-
рость гидротранспортирования, м/с; D – диаметр трубопровода, м; g – ускоре-
ние свободного падения, м/с2; w – скорость стесненного падения частиц мел-
кой фракции, м/с; S – объемная концентрация частиц тонкой фракции, д. ед.;
cpd – средневзвешенный диаметр частиц мелкой фракции, м; Ar – параметр
192
Архимеда; тρ – средневзвешенная плотность транспортируемого материала,
кг/м3; 0ρ – плотность жидкости, кг/м3; ρ – относительная плотность твердого
материала; 1R – массовая доля в транспортируемом материале тонких фракций;
2R – массовая доля в транспортируемом материале мелких фракций; 3R – мас-
совая доля в транспортируемом материале кусковых фракций; f – обобщен-
ный коэффициент трения частиц кусковой фракции о нижнюю стенку трубы; i
– гидравлический уклон пульпы, м вод. ст./м; λ – коэффициент гидравлического
сопротивления трения; V – средняя расходная скорость гидросмеси, м/с; t –
температура пульпы, °С; wn – показатель степени; 0ν – кинематический коэф-
фициент вязкости несущей жидкости, м2/с; id – средняя крупность i-й фракции
в составе мелких частиц, мм; iq – содержание i-й фракции по весу в составе
мелких частиц, д. ед.; K – константа М.А. Великанова; α – эффективный пара-
метр Архимеда транспортируемого материала; wFr – критерий Фруда для частиц
транспортируемого материала.
В соответствии с научно обоснованным подходом [6 – 8] в случае примене-
ния логарифмического закона при определении величины критической скоро-
сти гидротранспортирования используется следующее уравнение:
( )
( )
( )⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
>
−
≤
−
=
1,
3
4
1,
22
71,0
2
lg
3
1
3
2
1
qqzfSR
SR
qqzSR
gd
w
SR
gD
bV
V
a cp
kp
kp
αχ
α
αχ
α
; (3)
( )
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
<⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
≤−−+−+
=
q
q
qqq
qz
1,1arccos
3
1cos
1,1111 33
;
νb
Db
′
= , (4)
где a , b′– эмпирические коэффициенты логарифмической зависимости коэф-
фициента гидравлических сопротивлений от критерия Рейнольдса.
Подстановка в выражение (3) степенной зависимости позволяет получить
аналитическую зависимость для расчета критической скорости гидротранспор-
тирования полидисперсных материалов [6 – 8], тогда как использование лога-
рифмического закона приводит к нелинейному уравнению, решение которого
можно получить только численными методами.
Однако с учетом порядка величин числа Рейнольдса, соответствующих кри-
тическому режиму течения гидросмеси, для правой части уравнения (3) возмож-
но следующее разложение в степенной ряд [11]:
193
( )
( ) …+
−
≈ 2
1
43429,0
lg
kp
kp
kp
kp
bV
bV
bV
bV
.,
с использованием которого уравнение (3) сводится к квадратному, реше-
ние которого в окончательном виде может быть записано так:
( )
( )
3 2
3
2,53 , 1
4,63 , 1
cp
kp
gD w R z q q
a gd
V
gD fR z q q
a
σ
σ
⎧
≤⎪
⎪
⎪= ⎨
⎪
⎪ <
⎪
⎩
( )
( )
1
1
1
1
1
1
1
1
1
ArSR
SRArSR
ArSR
SRArS
+
−
−
+
−
=
χ
σ . (5)
Численный анализ зависимости ( )qz показывает (рис. 1), что вместо слож-
ных функций (4) можно с достаточной степенью точности использовать их ап-
проксимации степенными функциями
( )
0,0827
0,0463
1,9756 , 1
0,9981, 1
q q
z q
q
q
⎧
⎪ ≤
⎪⎪= ⎨
⎪
⎪ ≤
⎪⎩
.
С учетом последних формул зависимость (5) может быть переписана в виде
( )
( )
0,1679
0,24810,416 2
3
0,0926
0,36110,4537 2
3
8,1352 , 1
8,8005 , 1
cp
kp
cp
wRgD R f q
gd
V
wRgD R f q
gd
σ
σ
⎧ ⎛ ⎞
⎪ ⎜ ⎟ ≤
⎜ ⎟⎪ ⎝ ⎠⎪⎪= ⎨
⎪
⎛ ⎞⎪
⎜ ⎟ <⎪ ⎜ ⎟⎪ ⎝ ⎠⎩
.
При этом, если выделить два предельных случая, соответствующих монодис-
персным материалам, представленным мелкими или кусковыми фракциями,
194
а)
y = 1,9787x 0,0847
R 2 = 0,9872
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2q
z(q)
б)
y = 0,9981x -0,0463
R 2 = 0,9978
0,94
0,95
0,96
0,97
0,98
0,99
1,00
1,01
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5q
z(q)
Рис. 1 - График зависимости ( )qz в разных интервалах значений q
195
2
3 3
3 2
8,9969 , 0
8,3182 , 0
cp
kp
wRgD R
gd
V
gD fR R
σ
σ
⎧
=⎪
⎪
⎪= ⎨
⎪ =⎪
⎪
⎩
,
то выражение для критической скорости можно записать в следующем виде:
( ) ( )qE
gd
wRfRgDV kp
cp
kp
0926,0
22481,0
3
416,01352,8
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
= σ ; (6)
( )
( )
0,0753
2
0,0377
0,113
3
, 1
, 1
0,9244
cp
kp
wR q
gd
E q
R f qσ
⎧⎛ ⎞
⎪⎜ ⎟ ≤
⎜ ⎟⎪⎝ ⎠⎪⎪= ⎨
⎪
⎪ <
⎪
⎪⎩
.
или
( )
K
cp
MN
kp gd
wRfRgDCV
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
= 2
3σ ; (7)
⎩
⎨
⎧
<
≤
=
q
q
C
1,8005,8
1,1352,8
;
⎩
⎨
⎧
<
≤
=
q
q
N
1,4537,0
1,4160,0
;
⎩
⎨
⎧
<
≤
=
q
q
M
1,3611,0
1,2481,0
;
⎩
⎨
⎧
<
≤
=
q
q
K
1,0926,0
1,1679,0
.
Формулы (6) и (7), в отличие от (1) и (2), впервые выражает мультиплика-
тивную зависимость критической скорости от свойств тонкой, мелкой и куско-
вой фракций, которая только корректируется в зависимости от соотношения
параметров частиц фракций. При этом частицам каждой фракции соответствует
свой сомножитель: σ – частицам тонких фракций; wFrR2 – частицам мелких
фракций; fR3 – частицам кусковых фракций. За счет этого формулы (6) и (7)
196
очень удобны для аналитического исследования зависимости критической ско-
рости на экстремумы, что необходимо при выборе рациональных режимов ра-
боты гидротранспортных систем и обосновании эффективных скоростей и кон-
центраций пульпы.
Для проверки достоверности полученных зависимостей (3) – (7) были обра-
ботаны результаты экспериментальных исследований параметров гидротранс-
порта угля, которые были разбиты на две группы и обработаны в соответствии с
формулами (3) – (7), после чего было проведено сравнение результатов экспери-
ментов с результатами расчетов по предлагаемым формулам.
Использовались результаты экспериментов по гидротранспорту в трубопро-
воде диаметром 409 и 357 мм угля, в котором доля тонких частиц составляла от
0,04 до 0,08; мелких частиц – от 0,34 до 0,53; кусковых – от 0,39 до 0,62, с кон-
центрацией пульпы 0,125 и 0,2. Поскольку погрешность расчетов критической
скорости гидротранспортирования не превышала 12 %, то можно сделать вывод
о возможности использования формул (3) – (7) для определения параметров гид-
ротранспорта угля с точностью, достаточной для инженерных расчетов.
Таким образом, сравнение результатов расчетов с известными эксперимен-
тальными данными [5], показывает, что предлагаемая методика адекватно опи-
сывает зависимости критической скорости и гидравлического уклона от концен-
трации пульпы для материалов различного гранулометрического состава.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Обоснование параметров и режимов работы систем гидротранспорта горных предприятий / Ю.Д. Баранов,
Б.А. Блюсс, Е.В. Семененко, В.Д. Шурыгин. – Д.: Новая идеология, 2006. – 416 с.
2. Дмитриев Г.П., Махарадзе Л.И., Гочиташвили Т.Ш. Напорные гидротранспортные системы. – М.: Недра, 1991. –
304 с.
3. Смолдырев А.Е. Трубопроводный транспорт. – М.: Недра, 1980. – 390 с.
4. Криль С.И. Напорные взвесенесущие потоки. – К.: Наук. думка, 1990. – 160 с.
5. Булат А.Ф. Модели элементов гидротехнических систем горных предприятий / А.Ф. Булат, О.В. Витуш-
ко, Е.В. Семененко. – Днепропетровск: Герда, 2010. – 216 с.
6. Витушко О.В. Усовершенствование методики расчета гидравлического уклона пульпы при гидротранс-
порте отходов обогащения / О.В. Витушко, Н.А. Никифорова, Е.В. Семененко // Науч.-аналит. и произв. журнал
“Горное оборудование и электромеханика”. – 2009. – № 10. – С. 41 – 44.
7. Витушко О.В. Усовершенствование методики расчета критической скорости при гидротранспорте отхо-
дов обогащения / О.В. Витушко, Н.А. Никифорова, Е.В. Семененко // Науч.-аналит. и произв. журнал “Горное
оборудование и электромеханика”. – 2009. – № 11. – С. 46 – 51.
8. Витушко О.В. Усовершенствование метода расчета параметров гидротранспорта полидисперсных материалов /
О.В. Витушко, Н.А. Никифорова, Е.В. Семененко // Науч. - техн. и произв. журнал «Металлургическая и горнорудная
промышленность». – 2009. – № 6. – С. 66 – 69.
9. Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения. – Л.:
Стройиздат, 1986. – 440 с.
10. П 59-72/ Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов. – Л.:
Энергия, 1972. – 24 с.
11. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. – М.: Наука, 1983. – 172 с.
197
УДК [622.673.1: 681.514.54]
Канд. техн. наук В.В. Лопатін
(ІГТМ НАН України)
ОПТИМІЗАЦІЯ ВИБОРУ СКЛАДУ ВИМІРІВ У ЗАДАЧІ КОНТРОЛЮ
РУХУ ПІДЙОМНОЇ ПОСУДИНИ ШАХТНОГО ПІДНІМАЛЬНОГО
КОМПЛЕКСУ ПРИ ОБМЕЖЕННІ ЧИСЛА ВИМІРІВ
Найдено существование оптимального конечного значения продолжительности мерного
интервала измерений мобильной системы контроля (МСК), при котором обеспечивается ми-
нимально допустимая точность. Адаптирована «задача Ельвинга», применяемая в космиче-
ской отрасли, для оптимизации состава МСК ШПК, которая заключается в выборе опти-
мального состава некоррелированных измерений при ограничении их числа и доказано, что
выбор универсального состава МСК необходимо проводить по универсальному критерию
В.Г. Ершова, который заключается в том, что отыскивается минимум числа измерений при
условии, что дисперсия оценки вектора измерений меньше или равна заданному положи-
тельному числу. Показано, что для повышения точности нескольких параметров ШПК каж-
дому будет соответствовать свой оптимальный состав измерения МСК, который находится
по универсальному критерию В.Г. Ершова.
OPTIMIZATION OF THE CHOICE OF COMPOSITION IN A PROBLEM
OF THE CONTROL OF MOVEMENT LIFTING VESSELS WINDERS
COMPLEX DURING LIMITED NUMBER OF MEASUREMENTS
Found the existence of the optimal duration of the final value of the measurement interval di-
mensional mobile control system (MCS), which provides the minimum acceptable accuracy.
Adapted "problem Elvinga", used in the space industry for the optimization of MCS MWD, which
is to select the optimal composition of uncorrelated measurements in a limited number, and prove
that the choice of universal MSCs to spend on universal criteria V.G. Ershov, which is what we
seek a minimum number of measurements, provided that the variance of the vector measurement is
less than or equal to a given positive number. It is shown that to improve the accuracy of several
parameters MWD everyone will match your optimum composition measurements MSC, which is
on a universal criterion V. G.Yershov.
Шахтний піднімальний комплекс (ШПК) це єдина ланка з’єднання гірської
виробки з поверхнею, більша частина ШПК експлуатується понад нормативний
термін, мають місце численні відмови і аварії, кількість яких постійно зростає.
29 липня 2011 року на шахті "Суходольська-Східна" (ДП "Краснодонвугілля")
при вибуху метану загинули 28 шахтарів; на на шахті ім. Бажанова (ДП
"Макіїввугілля") у результаті обвалення копра ШПК клітевого стовбура загину-
ли 11 шахтарів. Тому забезпечення високої надійності ШПК у вибухонебезпеч-
них умовах їх експлуатації є однією з важливих науково-практичних проблем.
В ІГТМ наприкінці минулого століття під керівництвом академіка НАНУ
А.Ф. Булата виконувалися дослідження, спрямовані на розробку телеметрично-
го контролю [1, 2], керування й діагностики для кар'єрних похилих підйомників
підприємств кольорової металургії Сибірського регіону й надглибоких верти-
кальних підйомів Норильська. На їхній основі була виконана розробка системи
діагностики для застосування на шахтах Міністерства вугільної промисловості
України (АС "ТЕРАКОД"). У силу економічних причин проект у повному
обсязі реалізований не був. Частина системи була реалізована в системі екс-
|