Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты
Рассмотрены вопросы взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты с аэродинамической связью на исходящей струе, как главный фактор
 эффективности их совместной работы. Показано, что в ряде случаев можно сократить их взаимовлияние изменением конфигурации зоны вентиляцио...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2016
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137787 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты / Т.В. Бунько, И.Е. Кокоулин, А.Ш. Жалилов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 96-104. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860058269442113536 |
|---|---|
| author | Бунько, Т.В. Кокоулин, И.Е. Жалилов, А.Ш. |
| author_facet | Бунько, Т.В. Кокоулин, И.Е. Жалилов, А.Ш. |
| citation_txt | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты / Т.В. Бунько, И.Е. Кокоулин, А.Ш. Жалилов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 96-104. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Рассмотрены вопросы взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты с аэродинамической связью на исходящей струе, как главный фактор
эффективности их совместной работы. Показано, что в ряде случаев можно сократить их взаимовлияние изменением конфигурации зоны вентиляционной сети шахты, обслуживаемой
ими совместно. Для этого предложен метод анализа узлов сети, находящихся на границе указанной зоны, с целью определения соотношения расходов воздуха в выходящих из них ветвей-выработок. Производится вентиляционное воздействие на указанные ветви по перераспределению расхода воздуха в пользу ветви-выработки с большим расходом; при достижении положения, когда воздух в ветви с меньшим его дебитом опрокидывается – узел исключается из множества узлов границы зоны взаимовлияния вентиляторов главного проветривания, поскольку метановоздушная смесь прекращает поступать к одному из взаимовлияющих
вентиляторов главного проветривания. Получение аналогичных результатов для всех узлов
границы зоны взаимного влияния вентиляторов означает, для случая двухвентиляторного
проветривания, преобразование его в секционное. Для случая использования при управлении
проветриванием многовентиляторной сети регуляторов расхода воздуха необходимо проведение дополнительных исследований.
Розглянуті питання взаємного впливу вентиляторів головного провітрювання
вугільної шахти з аеродинамічним зв'язком на витікаючому струмені, як головний чинник
ефективності їх спільної роботи. Показано, що у ряді випадків можна скоротити їх взаємовплив зміною конфігурації зони вентиляційної мережі шахти, яка обслуговується ними сумісно. Для цього запропонований метод аналізу вузлів мережі, що знаходяться на границі вказаної зони, з метою визначення співвідношення витрат повітря у вітках-виробках, які виходять з них. Проводиться вентиляційна дія на вказані гілки щодо перерозподілу витрати повітря на користь гілки-виробки з більшою витратою; досягши положення, коли повітря в гілці
з меншим його дебітом перекидається – вузол виключається з множини вузлів границі зони
взаємовпливу вентиляторів головного провітрювання, оскільки метаноповітряна суміш припиняє поступати до одного з вентиляторів головного провітрювання, які мають взаємовплив.
Отримання аналогічних результатів для всіх вузлів границі зони взаємного впливу вентиляторів означає, для випадку двох вентиляторного провітрювання, перетворення його в секційне. Для випадку використовування під час управління провітрюванням багатовентиляторної
мережі регуляторів витрати повітря необхідне проведення додаткових досліджень.
Interaction between the coalmine main fans with aerodynamic connection in outgoing
stream is considered as a key efficiency factor of the fan joint operation. It is shown that in
some cases, the interaction can be reduced by changing configuration of a zone in ventilation network
where the fans operate jointly. With this end in view, a method is proposed for analyzing the
network hubs located at the border of the zone and for determining ratio of air consumption in the
branch tunnels outgoing from the hubs. Ventilation in such branch tunnels shall be effected in such
a way that air consumption is redistributed in favor of branch tunnel with greater consumption; at
reaching the state when air in the branch tunnel with less air debit is broken, the hub is excluded
from the hub set at the border of the zone with the main fan interaction because methane-air mixture
stops to flow to one of the interacting main fans. In cases with two-fan ventilation, obtaining of
such results in all of the hubs at the border of the fan interaction zone means that the ventilation is
transferred into the sectional type. For the case of the use at the management by ventilation of multiventilator
network of regulators expense of air conducting of additional researches is needed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:02:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
96
УДК 622.44.012.2:621.63
Бунько Т.В., д-р техн. наук, ст. научн. сотр.,
Кокоулин И.Е., канд. техн. наук, ст. научн. сотр.
(ИГТМ НАН Украины)
Жалилов А.Ш., магистр
(ГП «Селидовуголь»)
МИНИМИЗАЦИЯ ЗОНЫ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ
ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ
Бунько Т.В., д-р техн. наук, ст. наук. співр.,
Кокоулін І.Є., канд. техн. наук, ст. наук. співр.
(ІГТМ НАН України)
Жалілов О.Ш., магістр
(ДП «Селідоввугілля»)
МІНІМІЗАЦІЯ ЗОНИ ВЗАЄМНОГО ВПЛИВУ ВЕНТИЛЯТОРІВ
ГОЛОВНОГО ПРОВІТРЮВАННЯ ВУГІЛЬНОЇ ШАХТИ
Bunko T.V., D.Sc. (Tech.), Senior Researcher,
Kokoulin I.Ye., Senior Researcher
(IGTM NAS of Ukraine)
Zhalilov A.Sh., M.S (Tech.)
(SP «Selidovugol»)
MINIMIZATION OF ZONE WITH INTERDEPENDENCE BETWEEN THE
MAIN FANS IN THE COALMINE
Аннотация. Рассмотрены вопросы взаимного влияния вентиляторов главного проветри-
вания угольной шахты с аэродинамической связью на исходящей струе, как главный фактор
эффективности их совместной работы. Показано, что в ряде случаев можно сократить их вза-
имовлияние изменением конфигурации зоны вентиляционной сети шахты, обслуживаемой
ими совместно. Для этого предложен метод анализа узлов сети, находящихся на границе ука-
занной зоны, с целью определения соотношения расходов воздуха в выходящих из них вет-
вей-выработок. Производится вентиляционное воздействие на указанные ветви по перерас-
пределению расхода воздуха в пользу ветви-выработки с большим расходом; при достиже-
нии положения, когда воздух в ветви с меньшим его дебитом опрокидывается – узел исклю-
чается из множества узлов границы зоны взаимовлияния вентиляторов главного проветрива-
ния, поскольку метановоздушная смесь прекращает поступать к одному из взаимовлияющих
вентиляторов главного проветривания. Получение аналогичных результатов для всех узлов
границы зоны взаимного влияния вентиляторов означает, для случая двухвентиляторного
проветривания, преобразование его в секционное. Для случая использования при управлении
проветриванием многовентиляторной сети регуляторов расхода воздуха необходимо прове-
дение дополнительных исследований.
Ключевые слова: вентилятор главного проветривания, зона взаимного влияния, метано-
воздушная смесь, секционное проветривание, регулятор расхода воздуха.
© Т.В. Бунько, И.Е. Кокоулин, А.Ш. Жалилов, 2016
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
97
Современные угольные шахты Украины представляют собой сложные тех-
нологические сетевые структуры, имеющие вентиляционную систему большой
топологической размерности, обслуживаемые несколькими вентиляторами
главного проветривания (ВГП). Вентиляционная система состоит из двух тесно
взаимодействующих элементов – шахтной вентиляционной сети (ШВС), пред-
назначенной для подачи необходимого количества свежего воздуха к объектам-
потребителям и отвода исходящей струи на поверхность, и ВГП, обеспечиваю-
щих эти действия. Поэтому при оптимизации вентиляционных мероприятий в
шахте используется комплексированное понятие – система «ВГП - ШВС».
Шахта представляет собой в ряде случаев объединение ранее функциониро-
вавших раздельно технологических комплексов. В исходном проекте каждого
из них закладывалась собственная вентиляционная система. При реализации
такого частного проекта вследствие некоторой неопределенности горно-
геологических и горнотехнических условий угледобычи, закладываемых на
этапе проектирования, возникают сложности с организацией проветривания.
Если даже шахта заранее предполагается многовентиляторной – взаимовлияние
ВГП в процессе развития горных работ предусмотреть невозможно. Решение
вопросов изучения взаимодействия и взаимовлияния ВГП осуществляется
только в реальных условиях.
Анализ систем «ВГП - ШВС» ряда шахт показал, что ВГП активно взаимо-
действуют на исходящей струе воздуха. ШВС U может быть условно разделена
на подсети i-ых ВГП в
iU , депрессия которых обеспечивает их проветривание.
Такую подсеть можно определить, условно отключив остальные ВГП.
Проделав такую операцию для всех ВГП и сравнив полученные результаты,
можно заметить, что в
iU U , она значительно меньше в смысле топологиче-
ской размерности. Существуют в в
i jU U ; это зоны взаимного влияния ВГП
с номерами i и j. На этих участках ВГП «перетягивают» друг друга; часть их де-
прессии непроизводительно расходуется на преодоление влияния взаимодей-
ствующего с ним ВГП. Это нарушает работу обоих и снижает эффективность
проветривания шахты в целом. Оценка взаимовлияния ВГП еще более важна
при осуществлении реверсирования ВГП, когда зоны взаимного влияния ВГП
изменяются и неучет этого может вызвать усложнение мер по ликвидации ава-
рийной ситуации, для решения задач которой и выбирается реверсивный режим
проветривания.
В работе [1] была проанализирована система «ВГП - ШВС» шахты «1/3 Но-
вогродовская» ГП «Селидовуголь». Шахта является объединением шахт № 1 и
№ 3, ранее функционировавших раздельно. Каждая из систем была двухвенти-
ляторной; после объединения на общую сеть работают четыре ВГП, взаимодей-
ствующих на общей струе. Причем ВГП шурфа № 5, ранее обслуживающий
только шахтное поле шахты № 1, в комплексированной системе «перетягивает»
часть вентиляционных потоков ВГП шахты № 3 и шурфа № 4 (поле шахты №
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
98
3). Устранение участков в в
i jU U могло бы дать возможность организации в
шахте секционного проветривания, однако решение этой задачи недостижимо
по технологическим причинам (например, для рассматриваемой шахты – нали-
чием соединяющего шахтные поля квершлага шахт 1-3), поэтому задача мини-
мизации зон в в
i jU U является актуальной.
Подсети в в
i jU и U имеют для нормального режима четкие границы - множе-
ство узлов ik ,i jU , для которых ( , ) , ( , ) , ( , )в в в в
l k i j k m i k n ji i U U i i U i i U
(направление движения воздуха в (i,j) – от i к j). Осуществляя перевод
( , ) ( , )в в
k m i m k ii j U j i U ,
мы тем самым понижаем размерность ,i jU .
Охарактеризованный подход к преобразованию зоны в в
i jU U , несмотря на
кажущуюся простоту, обладает некоторыми особенностями, связанными с
необходимостью учета при его реализации изменения взаимного влияния рас-
сматриваемых ВГП с остальными, т.е. возможным изменением зон взаимного
влияния ВГП с ,k i j . Он является лишь качественным; необходимо оценить
качественные изменения значений аэродинамических параметров выработок
( , ) , ( , ) , ( , )в в в в
l k i j k m i k n ji i U U i i U i i U в ходе его реализации.
Для определения Q(i,j) произведем расчет естественного распределения воз-
духа в ШВС при нормальном режиме проветривания с исходными характери-
стиками всех ВГП.
На первом этапе рассматривается элемент ШВС, представленный на рис.
1а). Для него ,i j грU i , 1 2 , 3( , ) , ( , ) , ( )в в в в
гр i j гр i гр jj i U U i j U i j U . В узел iгр
может входить и не одна ветвь 1( , )грj i ; все они принадлежат в в
i jU U . Для
определенности предположим, что расходы воздуха Q(i,j) находятся в соотно-
шении 2( , )грQ i j < 3( , )грQ i j . Попробуем устремить 3( , ) minгрQ i j в пределах
возможного уменьшения депрессии i–го ВГП. При 2( , ) 0грQ i j происходит
опрокидывание вентиляционной струи в ней, и узел iгр исключается из числа
узлов границы зоны ,i jU . Если нет – задача перераспределения Q(i,j) между
(iгр,j2) и (iгр,j3) решена лишь отчасти.
Если ,i jU не ограничивается одним узлом – ситуация предствлена на рис.
1б). Имеет место случай .1 .2 . ,, ,...,гр гр гр n i ji i i U , каждый из которых имеет свою
совокупность выходящих ветвей ( , ) в в
i ji j U U . На рис. 1б) множества инци-
дентных узлам границы зоны ветвей распределяются следующим образом:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
99
.1 3 .1 2 .2 5 .1 4 .2 6 .2 7{( , ),( , ),( , )} ,{( , ),( , ),( , )}в в
гр гр гр i гр гр гр ji j i j i j U i j i j i i U . Количество
а) б)
Рисунок 1 – К анализу узлов границы зоны
в в
i jU U
этих ветвей роли не играет – они все принадлежат раздельным подсистемам
двух рассматриваемых ВГП, а при движении далее по ходу вентиляционной
струи Q(i,j) по маршрутам суммируется.
Cледует проверить, как изменились соотношения Q(i,j) в других ветвях, вы-
ходящих из узлов, принадлежащих ,i jU - может быть, граница зон изменилась
в этом месте. После пересмотра всех элементов ,i jU , с условием возврата на
каждом шаге к уже просмотренным узлам ,i jU и анализом сложившейся на
каждом шаге ситуации, для минимизации в в
i jU U будет получено какое-то
лучшее решение если не в плане сокращения топологической размерности, то
по крайней мере будет предложено качественное улучшение работы ВГП, на
котором производилось имитационное моделирование.
На каком-то этапе моделирования (любом, начиная с первого) можно реко-
мендовать произвести регулирование j-ым ВГП. Именно, если после решения
очередной задачи не достигнуто 2( , ) 0Q i j - увеличим депрессию в
jH . В этом
случае изменится 3( , )грQ i j и соотношение давлений в iгр. J-ый ВГП как бы «по-
могает» i-тому в достижении состояния 2( , ) 0Q i j . Если такое положение мо-
жет быть достигнуто – для остальных ,i ji U ухудшения положения тоже не
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
100
произойдет. ( , )Q i j в них просто уменьшится.
После проведения таких действий для ,i ji U и достижения, тем самым,
какого-то приближенного к оптимальному решения задачи для узлов ,i jU , сле-
дует проанализировать, как сказалось, в экономическом смысле, описанное
совместное регулирование в
iH и в
jH на их работе. Если такие действия удоро-
жили проветривание – их нельзя признать целесообразными, а решение задачи
– приемлемым.
В случае, если на первом этапе решения задачи не требовать выполнения ус-
ловия 2( , )грQ i j < 3( , )грQ i j - можно повторить аналогичные действия, или поме-
нять местами моделируемые ВГП. Результат будет в основном качественно
аналогичным; изменятся только соотношения в
iH и в
jH . Поэтому при выборе
соответствующего варианта алгоритма минимизации в в
i jU U в топологиче-
ском смысле или, если это невозможно, достижения наибольшей экономично-
сти совместной работы рассматриваемых ВГП – необходимо проанализировать
следующие факторы:
1) насколько отличаются решения, полученные решением поставленной за-
дачи двумя путями: от i-того ВГП к j-тому, и наоборот?;
2) с какого меньшего значения: 2( , )грQ i j или 3( , )грQ i j в соответствии с
этим следует начинать моделирование?;
3) то же относится и к последовательности моделирования изменения в
iH и
в
jH ;
4) не следует ли производить поочередное моделирование этапов управле-
ния в
iH и в
jH , и прекратить расчеты на промежуточном этапе, когда необходи-
мый, или практически приближающийся к нему, результат будет достигнут?
Выбор правильного направления моделирования может существенно повли-
ять на получение наиболее приемлемого результата решения задачи снижения
взаимовлияния ВГП на исходящей струе многовентиляторной системы «ВГП -
ШВС» с одновременным повышением экономичности их совместной работы.
Повторяя описанные этапы моделирования для остальных ВГП ШВС, име-
ющих зоны взаимовлияния (в рассмотренном в [1] случае зон взаимного влия-
ния не имеют только ВГП № 1 и № 3), и с учетом того, что изменение режима
работы ВГП с номерами, отличными от i и j, не должно отрицательно сказы-
ваться на полученных ранее результатах, можно получить общее решение зада-
чи для всей системы «ВГП - ШВС». Может быть, и не оптимальное, но в доста-
точной степени эффективное, в рамках возможностей используемых ШВС и
при условии, что предварительное определение возможных зон их взаимовлия-
ния было правильным, и топологическая размерность исходного в в
i jU U не за-
вышена вследствие грубых ошибок, допущенных при реконфигурации систе-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
101
мы.
Вместе с тем изменение депрессии ВГП с целью изменения конфигурации
зон взаимного влияния ВГП может оказать достаточно сильное воздействие на
аэродинамическое состояние системы «ВГП – ШВС » в целом, негативные по-
следствия которого окажутся серьезнее выгод, полученных от решения нашей
задачи. Необходимо произвести моделирование разных вариантов совместной
работы ВГП для различной организации систем «ВГП - ШВС» других шахт
угольной отрасли, и на их основе доработать предложенный алгоритм решения
задачи.
Задача анализа представляет интерес и при осуществлении в системе «ВГП -
ШВС» реверсивного вентиляционного режима. Но интерес этот, скорее, теоре-
тический. При реверсировании, естественно, подсистемы ШВС, обслуживае-
мые отдельными ВГП, изменятся по причине как изменения депрессии ВГП и
их взаимного влияния, так и изменения направления движения воздуха во всех
(или почти во всех) ветвях ШВС. Однако ориентироваться на снижение тополо-
гической размерности зон взаимного влияния ВГП не следует. Реверсивный
вентиляционный режим в шахте является аварийным, сохраняется (по сравне-
нию с нормальным) относительно недолго, и при этом не преследуется цель ка-
кого-либо его совершенствования в экономическом плане. Главное – решение
задач ликвидации аварийной ситуации, способной принести гораздо большие
материальные потери.
Решение снижения взаимовлияния ВГП может быть достигнуто использова-
нием более локальных средств вентиляционного воздействия на аэродинамиче-
ское состояние ШВС. Это – использование регуляторов расхода воздуха (РРВ).
В любой ШВС они имеются, места установки (пусть не всегда научно-обосно-
ванные) в каждом конкретном случае выбираются. Реверсивные вентиляцион-
ные двери при изменении вентиляционного режима изменяют общее аэродина-
мическое сопротивление R(i,j) выработки, в которой они установлены, способ-
ствуя пассивному поддержанию требуемых характеристик реверсивного режи-
ма. Однако в задачах управления системой «ВГП - ШВС» они использованы
быть не могут именно вследствие своей неуправляемости. В нормальном вен-
тиляционном режиме их R(i,j)= const. При решении ряда вентиляционных задач
требуется не просто открыть (закрыть) вентиляционную дверь, изменив R(i,j)
соответствующей (i,j)в пределах Rmin(i,j)< R(i,j)< Rmax(i,j), а осуществить дис-
кретное регулирование Q(i,j). Места установки таких РРВ в ШВС должны вы-
бираться, исходя из других принципов; конечно, они могут решать и стандарт-
ные задачи регулирования Q(i,j) в нормальном вентиляционном режиме, но их
основным назначением является оперативное управление проветриванием с
учетом локального характера вентиляционного воздействия, не оказывающего
сильного влияния на удаленные участки ШВС. Это как нельзя больше подходит
для решения задачи сокращения зоны взаимного влияния ВГП. Изменение R(i,j)
конкретной (i,j) в
iU поможет «отсечь» ее от маршрута к i-му ВГП, перенапра-
вив воздушный поток к ВГП с номером j. Естественно, речь не идет об уста-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
102
новлении R(i,j)=Rmax(i,j) – это может повредить технологическому назначению
(i,j), однако в отдельности (или совместно с ВГП, подсхеме которого принад-
лежит (i,j)) может облегчить или даже достичь решения задачи снижения вза-
имного влияния ВГП. Разумеется, если РРВ способен обеспечить возможность
дискретного изменения R(i,j).
Попытки выбора целенаправленного выбора базиса (мест установки) управ-
ляемых РРВ, пригодных для решения задачи сокращения зоны взаимного влия-
ния ВГП [3] и разработки метода управления ими [2], предпринимались в
ИГТМ НАН Украины. В них предполагался топологический подход: в качестве
мест установки РРВ выбирались пригодные для установки имеющегося типа
РРВ выработки (i,j), располагающиеся в местах предполагаемого регулирова-
ния. Собственно метод регулирования в расчет не принимался, не было и при-
вязки к маршрутным задачам определения оптимальных путей движения воз-
духа в ШВС. Трудностью использования этого метода является то, что граница
зон взаимного влияния ВГП может и не проходить по (i,j), в которых установ-
лены РРВ; а если произвести моделирование их в нужных местах – может ока-
заться невозможной установка.
Если отвлечься от технологических соображений, и предположить, что воз-
можно, хотя бы частичное, регулирование воздушных потоков на границе зон
взаимного влияния ВГП, модернизация описанного выше алгоритма их мини-
мизации будет выглядеть следующим образом.
1. Если в каком-то частном случае регулирование депрессии одного или
обоих взаимовлияющих ВГП не дало ожидаемого эффекта – моделируется дис-
кретное изменение R(i,j) в допустимых пределах средствами местного регули-
рования. Если дополнительное вентиляционное воздействие усилило действие
регулируемого ВГП на анализируемую (i,j) – это свидетельствует о правильно-
сти выбора направления оптимизации. Впоследствии следует перейти к оче-
редному iгр. При наличии РРВ во всех подлежащих регулированию (i,j) и доста-
точного диапазона регулирования расхода воздуха в них решение задачи можно
будет считать полученным.
2. Вследствие того, что РРВ, по самому своему предназначению, не оказы-
вают серьезного влияния на удаленные участки ШВС (разве что если они уста-
новлены с целью регулирования расхода воздуха в масштабах горизонта или
вентиляционного направления) – проверка их воздействия на конфигурацию
зон взаимного влияния других ВГП не требуется.
3. Производится анализ узлов границы другой пары взаимовлияющих ВГП с
выработкой аналогичных рекомендаций.
4. Расчеты повторяются до исчерпания элементов границ зон взаимного вли-
яния ВГП.
Если в решении задачи максимально задействованы все требуемые средства
вентиляционного воздействия, и при этом не возникают нарушения технологи-
ческого процесса – получение оптимального или по крайней мере близкого к
нему решения обеспечено.
Однако в реальных условиях такой вариант вряд ли осуществим. Граница
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
103
зоны взаимного влияния ВГП определяется рядом случайных факторов и не
может быть определена универсальным методом. В числе инцидентных
,гр i ji U ветвей (i,j) могут оказаться непригодные для установки РРВ, либо вы-
работки с малым Q(i,j), регулирование которого средствами не только обще-
шахтного, но даже местного регулирования нецелесообразно. Однако это – не
правило, а скорее исключение. В непосредственной близости от iгр всегда су-
ществует выработка, где возможна установка необходимого РРВ с необходи-
мыми возможностями регулирования Q(i,j); найти ее можно на маршруте от iгр
к соответствующему ВГП.
Из всего изложенного можно сделать вывод: снижение взаимного влияния
ВГП в шахтных условиях осуществимо. Оно представляет собой достаточно
сложную многокритериальную задачу, для успешной реализации которой
необходима экспериментальная проверка предлагаемого метода на ряде шахт
отрасли. Как показал анализ систем «ВГП - ШВС» ряда шахт, решение зача-
стую визуально очевидно, однако его необходимо аргументировать. В этом се-
рьезную помощь может оказать многофакторное имитационное моделирование.
_________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жалилов, А.Ш. Анализ реконфигурируемой вентиляционной системы шахты «1/3 Новогродов-
ская» с использованием теории многополюсных структур / А.Ш. Жалилов // Геотехническая механи-
ка: межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – 2016. - № 127. – С. 102-116.
2. Кокоулин, И.Е. Использование изолирующих свойств вентиляционных дверей / И.Е. Коко-
улин. – Безопасность труда в промышленности. – 1996. - № 6. – С. 19-21.
3. Кокоулин, И.Е. Выбор базиса средств местного регулирования газовоздушных потоков в си-
стемах противоаварийной защиты шахт. / И.Е. Кокоулин. - Геотехническая механика: межвед. сб.
научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – 1998. - № 8. – С. 144-149.
REFERENCES
1. Zhalilov, A.Sh. (2016), «Analysis of re-configurated ventilation system of mine «1/3 Novo-
grоdovskaya» with the use of theory of multipolar structures», Geo-Technical Mechanics, no. 127, pp. 102-
116.
2. Kokoulin, I.Ye. (1995), « Use of insulating properties of ventilation doors», Safety of Labour in In-
dustry, no. 6, pp. 19-21.
3. Kokoulin, I.Ye. (1998), «Choice base of facilities of the local adjusting currents of air in the sys-
tems of against-accident defence of mines», Geo-Technical Mechanics, no. 8, pp. 144-149.
______________________________________
Об авторах
Бунько Татьяна Викторовна, доктор технических наук, старший научный сотрудник, старший
научный сотрудник в отделе проблем разработки месторождений на больших глубинах Института
геотехнической механики ім. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН
Украини), Днепр, Украина, bunko2007@mail.ru
Кокоулин Иван Евгеньевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Днепр,
Украина, bunko2007@mail.ru
Жалилов Александр Шамильєвич, магистр, главный механик ГП «Селидовуголь», Селидово,
Украина, alnat01@mail.ru
About the authors
Bunko Tatyana Viktorovna, Doctor of Technical Sciences (D.Sc), Senior Reseacher, Senior Reseacher
in the Department of Mineral Mining at Great Depths N.S. Polyakov Institutute of Geotechnical Mechanics
under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepr, Ukraine, bunko2007@mail.ru
Kokoulin Ivan Yevgenyevich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Senior Reseacher, Dneprope-
trovsk, Ukraine, bunko2007@mail.ru
Zhalilov Alexandr Shamilyevich, Master of Science, Chief mechanical engineer of the state enterprise
mailto:bunko2007@mail.ru
mailto:bunko2007@mail.ru
mailto:alnat01@mail.ru
mailto:bunko2007@mail.ru
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
104
«Selidovugol», Selidovo, Ukraine, alnat01@mail.ru.
______________________________________
Анотація. Розглянуті питання взаємного впливу вентиляторів головного провітрювання
вугільної шахти з аеродинамічним зв'язком на витікаючому струмені, як головний чинник
ефективності їх спільної роботи. Показано, що у ряді випадків можна скоротити їх взаємовп-
лив зміною конфігурації зони вентиляційної мережі шахти, яка обслуговується ними суміс-
но. Для цього запропонований метод аналізу вузлів мережі, що знаходяться на границі вка-
заної зони, з метою визначення співвідношення витрат повітря у вітках-виробках, які вихо-
дять з них. Проводиться вентиляційна дія на вказані гілки щодо перерозподілу витрати пові-
тря на користь гілки-виробки з більшою витратою; досягши положення, коли повітря в гілці
з меншим його дебітом перекидається – вузол виключається з множини вузлів границі зони
взаємовпливу вентиляторів головного провітрювання, оскільки метаноповітряна суміш при-
пиняє поступати до одного з вентиляторів головного провітрювання, які мають взаємовплив.
Отримання аналогічних результатів для всіх вузлів границі зони взаємного впливу вентиля-
торів означає, для випадку двох вентиляторного провітрювання, перетворення його в секцій-
не. Для випадку використовування під час управління провітрюванням багатовентиляторної
мережі регуляторів витрати повітря необхідне проведення додаткових досліджень.
Ключові слова: вентилятор головного провітрювання, зона взаємного впливу, метано-
повітряна суміш, секційне провітрювання, регулятор витрати повітря
Abstract. Interaction between the coalmine main fans with aerodynamic connection in out-
going stream is considered as a key efficiency factor of the fan joint operation. It is shown that in
some cases, the interaction can be reduced by changing configuration of a zone in ventilation net-
work where the fans operate jointly. With this end in view, a method is proposed for analyzing the
network hubs located at the border of the zone and for determining ratio of air consumption in the
branch tunnels outgoing from the hubs. Ventilation in such branch tunnels shall be effected in such
a way that air consumption is redistributed in favor of branch tunnel with greater consumption; at
reaching the state when air in the branch tunnel with less air debit is broken, the hub is excluded
from the hub set at the border of the zone with the main fan interaction because methane-air mixture
stops to flow to one of the interacting main fans. In cases with two-fan ventilation, obtaining of
such results in all of the hubs at the border of the fan interaction zone means that the ventilation is
transferred into the sectional type. For the case of the use at the management by ventilation of mul-
tiventilator network of regulators expense of air conducting of additional researches is needed.
Keywords: main fan, mutual affected zone, methane-air mixture, sectional ventilation, regula-
tor of expense of air
Статья поступила в редакцию 11.06. 2016
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук С.П. Минеев
mailto:alnat01@mail.ru
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137787 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:02:44Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бунько, Т.В. Кокоулин, И.Е. Жалилов, А.Ш. 2018-06-17T16:21:50Z 2018-06-17T16:21:50Z 2016 Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты / Т.В. Бунько, И.Е. Кокоулин, А.Ш. Жалилов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 96-104. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137787 622.44.012.2:621.63 Рассмотрены вопросы взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты с аэродинамической связью на исходящей струе, как главный фактор
 эффективности их совместной работы. Показано, что в ряде случаев можно сократить их взаимовлияние изменением конфигурации зоны вентиляционной сети шахты, обслуживаемой
 ими совместно. Для этого предложен метод анализа узлов сети, находящихся на границе указанной зоны, с целью определения соотношения расходов воздуха в выходящих из них ветвей-выработок. Производится вентиляционное воздействие на указанные ветви по перераспределению расхода воздуха в пользу ветви-выработки с большим расходом; при достижении положения, когда воздух в ветви с меньшим его дебитом опрокидывается – узел исключается из множества узлов границы зоны взаимовлияния вентиляторов главного проветривания, поскольку метановоздушная смесь прекращает поступать к одному из взаимовлияющих
 вентиляторов главного проветривания. Получение аналогичных результатов для всех узлов
 границы зоны взаимного влияния вентиляторов означает, для случая двухвентиляторного
 проветривания, преобразование его в секционное. Для случая использования при управлении
 проветриванием многовентиляторной сети регуляторов расхода воздуха необходимо проведение дополнительных исследований. Розглянуті питання взаємного впливу вентиляторів головного провітрювання
 вугільної шахти з аеродинамічним зв'язком на витікаючому струмені, як головний чинник
 ефективності їх спільної роботи. Показано, що у ряді випадків можна скоротити їх взаємовплив зміною конфігурації зони вентиляційної мережі шахти, яка обслуговується ними сумісно. Для цього запропонований метод аналізу вузлів мережі, що знаходяться на границі вказаної зони, з метою визначення співвідношення витрат повітря у вітках-виробках, які виходять з них. Проводиться вентиляційна дія на вказані гілки щодо перерозподілу витрати повітря на користь гілки-виробки з більшою витратою; досягши положення, коли повітря в гілці
 з меншим його дебітом перекидається – вузол виключається з множини вузлів границі зони
 взаємовпливу вентиляторів головного провітрювання, оскільки метаноповітряна суміш припиняє поступати до одного з вентиляторів головного провітрювання, які мають взаємовплив.
 Отримання аналогічних результатів для всіх вузлів границі зони взаємного впливу вентиляторів означає, для випадку двох вентиляторного провітрювання, перетворення його в секційне. Для випадку використовування під час управління провітрюванням багатовентиляторної
 мережі регуляторів витрати повітря необхідне проведення додаткових досліджень. Interaction between the coalmine main fans with aerodynamic connection in outgoing
 stream is considered as a key efficiency factor of the fan joint operation. It is shown that in
 some cases, the interaction can be reduced by changing configuration of a zone in ventilation network
 where the fans operate jointly. With this end in view, a method is proposed for analyzing the
 network hubs located at the border of the zone and for determining ratio of air consumption in the
 branch tunnels outgoing from the hubs. Ventilation in such branch tunnels shall be effected in such
 a way that air consumption is redistributed in favor of branch tunnel with greater consumption; at
 reaching the state when air in the branch tunnel with less air debit is broken, the hub is excluded
 from the hub set at the border of the zone with the main fan interaction because methane-air mixture
 stops to flow to one of the interacting main fans. In cases with two-fan ventilation, obtaining of
 such results in all of the hubs at the border of the fan interaction zone means that the ventilation is
 transferred into the sectional type. For the case of the use at the management by ventilation of multiventilator
 network of regulators expense of air conducting of additional researches is needed. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты Мінімізація зони взаємного впливу вентиляторів головного провітрювання вугільної шахти Minimization of zone with interdependence between the main fans in the coalmine Article published earlier |
| spellingShingle | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты Бунько, Т.В. Кокоулин, И.Е. Жалилов, А.Ш. |
| title | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты |
| title_alt | Мінімізація зони взаємного впливу вентиляторів головного провітрювання вугільної шахти Minimization of zone with interdependence between the main fans in the coalmine |
| title_full | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты |
| title_fullStr | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты |
| title_full_unstemmed | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты |
| title_short | Минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты |
| title_sort | минимизация зоны взаимного влияния вентиляторов главного проветривания угольной шахты |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137787 |
| work_keys_str_mv | AT bunʹkotv minimizaciâzonyvzaimnogovliâniâventilâtorovglavnogoprovetrivaniâugolʹnoišahty AT kokoulinie minimizaciâzonyvzaimnogovliâniâventilâtorovglavnogoprovetrivaniâugolʹnoišahty AT žalilovaš minimizaciâzonyvzaimnogovliâniâventilâtorovglavnogoprovetrivaniâugolʹnoišahty AT bunʹkotv mínímízacíâzonivzaêmnogovplivuventilâtorívgolovnogoprovítrûvannâvugílʹnoíšahti AT kokoulinie mínímízacíâzonivzaêmnogovplivuventilâtorívgolovnogoprovítrûvannâvugílʹnoíšahti AT žalilovaš mínímízacíâzonivzaêmnogovplivuventilâtorívgolovnogoprovítrûvannâvugílʹnoíšahti AT bunʹkotv minimizationofzonewithinterdependencebetweenthemainfansinthecoalmine AT kokoulinie minimizationofzonewithinterdependencebetweenthemainfansinthecoalmine AT žalilovaš minimizationofzonewithinterdependencebetweenthemainfansinthecoalmine |