Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі
Приведена методика автоматизированного формирования маршрутов аварийной эвакуации горняков из аварийного и угрожаемых участков шахты в условиях возникновения экзогенного пожара с учетом использования транспортных средств циклического действия, в том числе недостаточной вместимости. The method of the...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53909 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі / А.Ф. Булат, І.О. Ященко, Б.В. Бокій, І.Є. Кокоулін, Т.В. Бунько // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 3-16. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860088179937247232 |
|---|---|
| author | Булат, А.Ф. Ященко, І.О. Бокій, Б.В. Кокоулін, І.Є. Бунько, Т.В. |
| author_facet | Булат, А.Ф. Ященко, І.О. Бокій, Б.В. Кокоулін, І.Є. Бунько, Т.В. |
| citation_txt | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі / А.Ф. Булат, І.О. Ященко, Б.В. Бокій, І.Є. Кокоулін, Т.В. Бунько // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 3-16. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Приведена методика автоматизированного формирования маршрутов аварийной эвакуации горняков из аварийного и угрожаемых участков шахты в условиях возникновения экзогенного пожара с учетом использования транспортных средств циклического действия, в том числе недостаточной вместимости.
The method of the automated forming of routes of emergency evacuation of miners from the emergency and threatening areas of mine in the conditions of origin of exogenous fire taking into account the use of transport vehicles of cyclic action, including insufficient capacity is resulted.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:21:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
3
УДК 622.822.243:519.873
Академік НАН Украини,
д-р техн. наук, проф. А.Ф. Булат,
(ІГТМ НАН України)
канд. техн. наук І.О. Ященко,
(Миненергоуголь України)
д-р техн. наук Б.В. Бокій,
(ПАТ «Шахта ім. О.Ф. Засядька»)
кандидати технічних наук І.Є. Кокоулін,
Т.В. Бунько
(ІГТМ НАН України)
МЕТОДИКА АВТОМАТИЗОВАНОГО ВИБОРУ МАРШРУТІВ
АВАРІЙНОЇ ЕВАКУАЦІЇ ГІРНИКІВ ПІД ЧАС ВИНИКНЕННЯ
ЕКЗОГЕННОЇ ПОЖЕЖІ
Приведена методика автоматизированного формирования маршрутов аварийной эвакуа-
ции горняков из аварийного и угрожаемых участков шахты в условиях возникновения экзо-
генного пожара с учетом использования транспортных средств циклического действия, в том
числе недостаточной вместимости
METHOD OF THE AUTOMATED CHOICE OF ROUTES OF
EMERGENCY EVACUATION OF MINERS DURING ORIGIN OF
EXOGENOUS FIRE
The method of the automated forming of routes of emergency evacuation of miners from the
emergency and threatening areas of mine in the conditions of origin of exogenous fire taking into
account the use of transport vehicles of cyclic action, including insufficient capacity is resulted
На сучасних вугільних шахтах України, у зв'язку з переходом гірських робіт
на великі глибини, необхідністю підвищення навантаження на очисні вибої і, як
наслідок, - ускладненням кліматичних умов у гірських виробках, створюються
передумови до підвищення техногенної аварійності.
Шахта є виробничим об'єктом, на якому можливе виникнення техногенних
аварій. Причина проста: аварій уникнути неможливо, оскільки вони об'єктивно
не можуть бути усунені (хоч існує нормативний документ – СОУ Мінвугле-
прому України - регламентуючий створення плану попередження аварій (ППА),
який поки не знаходить упровадження на шахтах вугільної галузі). З одного бо-
ку, вони обумовлені недосконалістю техніки, що використовується, з іншого -
наявністю людського чинника. Технічні несправності здатні викликати не прос-
то вихід з ладу окремого технологічного елементу, але і поетапне порушення
технологічного процесу, що є передумовою техногенної аварії, а в окремих ви-
падках – техногенної катастрофи. З другого боку – реакція людини на такі від-
хилення неадекватна: вона знаходиться у стресовій ситуації, або не має достат-
ніх знань для прийняття точних і оперативних рішень.
Тому на випадок виникнення ситуацій типу техногенних аварій на кожній
шахті є комплекс офіційно оформлених і затверджених документів, призначе-
них для прийняття відповідальним фахівцем рішень щодо первинних заходів в
4
період протікання аварій без їх аналізу при недостатності інформації, що по-
ступила; надалі вони можуть бути скориговані, але в початковий період пови-
нні бути насамперед реалізовані заходи по швидкому порятунку людей і лока-
лізації аварії до прибуття підрозділів ДВГРС або в найкоротший період після
цього (протягом оперативного часу плану ліквідації аварій (ПЛА)).
Для вирішення першої задачі в ІГТМ НАН України була розроблена мето-
дика автоматизованого формування маршрутів аварійної евакуації гірників з
аварійної і загрозливої ділянок шахти в умовах виникнення екзогенної пожежі,
заснована на наступних положеннях:
1. Аварія може виникнути практично у кожній гірничій виробці, де наявні
матеріали, які можуть горіти, та є умови (технологічні чи природні) для за-
ймання.
2. Основними вражаючими факторами пожежі є виникнення нестаціонарно-
го теплового поля та зон загазування гірничих виробок продуктами горіння
(іноді використовується термін «термодеструкція»). Залежно від організації си-
стеми вуглевидобутку, треба враховувати вплив на формування основних вра-
жаючих факторів інших, другорядних. Наприклад, при наявності горючого крі-
плення (деревини) може виникнути ситуація, коли внаслідок його вигорання
змінюється аеродинамічний опір виробки чи навіть зчиняється обвалення її по-
крівлі.
3. На аварійній ділянці, по самій її суті, можуть знаходитися люди. Якщо за-
ймання виникло у безпосередній близькості від їх робочих місць - аварію мож-
на вважати виявленою, і вона може або ліквідуватися місцевими силами, або
негайно повідомити гірничого диспетчера про її виникнення.
Якщо ж аварія виникла у місці, де працюючих людей на цей момент немає –
інформація про пожежу може прийти з запізненням, і на момент прийняття
протиаварійних мір дія основних вражаючих її факторів може бути значною. Як
в першому, так і у другому випадку у дію вводиться ПЛА.
4. Аварійна евакуація починається відразу після сповіщення гірників, які
знаходяться на аварійній та загрозливих (які можуть бути вражені основними та
другорядними вражаючими факторами аварії) ділянках шахтної вентиляційної
системи (ШВС).
5. Гірники, які повинні евакуюватися, ознайомлені з правилами евакуації і
маршрутами, якими їм треба рухатися до шахтних стовбурів чи засобів колек-
тивного самозахисту.
6. Маршрути, передбачені ПЛА, знаходяться у стані, який дозволяє прово-
дити евакуацію відповідно до запланованих ПЛА нормативів, тобто не пору-
шуються ергономічні характеристики подолання маршрутів.
7. Кліті (якщо аварійний режим співпадає з існуючим на момент виникнення
пожежі) або скипи (якщо аварійним є реверсивний режим) знаходяться на мо-
мент прибуття груп гірників, які евакуюються, на приймальних площадках ко-
лостовбурного двора. У протилежному випадку додатковим вважається час
евакуації, який збільшується на величину часу подачі кліті до місць накопичен-
ня гірників, які евакуюються.
5
8. Аварійний режим провітрювання встановлюється на момент прийняття
гірничим диспетчером (або відповідальним за ліквідацію аварії) рішення про
його встановлення. Він є незмінним до моменту завершення аварійної евакуації
людей з шахти.
Аварійна евакуація здійснюється наступним чином.
1. Після подання сигналу про виникнення аварії гірники, включившись у
саморятівники, слідують по маршрутах, передбачених ПЛА, до стовбурів, при-
значених для евакуації, або засобів колективного самозахисту.
2. Прибуття до колостовбурного двора обмежується його місткістю і мож-
ливістю розміщення прибуваючих гірників. Тому, у разі виникнення аварії у
віддалених від призначеного для евакуації стовбура ділянках шахти, перевага
віддається шахтарям, які прибувають з загрозливих ділянок. Виняток – евакуа-
ція постраждалих і травмованих.
3. Наповнення колостовбурного двору контролюється відповідальними осо-
бами. В разі неможливості евакуації у встановлені строки і перевищення строку
захисної дії саморятівника – приймається рішення про направлення деякої кіль-
кості гірників до інших, не загазованих, ділянок ШВС.
4. У разі виникнення аварії на глибших горизонтах і виконанні встановлення
аварійного вентиляційного режиму – перевага віддається евакуації з аварійної і
прилягаючих до неї загрозливих ділянок. Потім евакуюються шахтарі з вище
розташованих горизонтів, де ергономічні характеристики евакуації кращі.
Математичний опис методів формування маршрутів аварійної евакуації
Правилами безпеки у вугільних шахтах [1] регламентується розрахунок часу
пересування за маршрутами аварійної евакуації µ(I,J), де I – множина початко-
вих, J – множина кінцевих вузлів маршрутів, у пішому порядку, не виключаючи
реальної можливості пересування з використанням транспортних засобів. Крім
того, можливе виникнення ситуації, коли велике скупчення людей прибуває до
стовбура з обмеженою місткістю кліті, що спричиняє збільшення часу аварійної
евакуації. З метою усунення таких випадків було вдосконалено метод побудови
маршрутів аварійної евакуації гірників.
Схема методу виглядає наступним чином.
1. Рух починається у загазованій зоні з вузла i
а) µ(I,J)={(i,j)/ )()()()( 2MJXjXiXI ззз ∈∩∈∩∈∩∈ },
де Хз – множина вузлів загазованої зони; М2 – точка виходу на поверхню
повітроподаючого ствола.
(i,j) ∈ Uз , тобто виробка знаходиться у загазованій зоні , яка є частиною
аварійної або загрозливої ділянки, але є прохідною для людей за її геометрич-
ними ознаками; довжина ділянки маршруту при цьому штучно «подовжується»
ваговим коефіцієнтом 2, тобто ергономічна характеристика виробки P(i,j)
( , ) ( , ) 2;P i j l i j= ∗ l(i,j)- реальна довжина виробки.
б) рух відбувається у загазованій зоні повздовж виробки, переріз якої S(i,j)
суттєво деформовано
6
µ(I,J)={(i,j)/ )()()()( 2MJXjXiXI ззз ∈∩∈∩∈∩∈ }.
У цьому випадку (i,j) ∈ Uз, але S(i,j) < Sбез(i,j), де Sбез(i,j) – мінімально припу-
стима площа безперешкодного пересування людей за маршрутом. Інакше кажу-
чи, виробка у даному випадку є прохідною для людей, але прохідність ця об-
межена (рух повинен відбуватись, скажімо, плазом); швидкість руху при цьому
знижується, що при формуванні маршруту враховується ваговим коефіцієнтом
3, ( , ) ( , ) 3;P i j l i j= ∗
Якщо маршрут µ1 (i,j) де i, j – елементи множин I, J відповідно, є складним,
і складається з частин руху до пунктів переключення у резервні саморятувачі
(ППС) і далі до відповідного стовбура, він долається за час τµ1 (i,j) ≥ τc.р. => µ1
(i,j) = µ1
с.р. (i,j c.р.) + µ2
c.р. (j c.р., iстов), де τс.р. – час дії саморятівника, j c.р. – кінце-
вий, за ходом пересування людей маршрутом, вузол виробки, у якій знаходить-
ся ППС, µ1
с.р. (i,j c.р.) – фрагмент маршруту від початкового пункту до ППС, µ2
c.р.
(j c.р., iстов) – фрагмент маршруту від ППС до повітроподаючого стовбура;
в) виробка інцидентна загазованій зоні
µ(I,J)={(i,j)/ )()()\()( 2MJXjXXiXI ззз ∈∩∈∩∈∩∈ };
);,(),( jiljiP =
г) вихід із зони загазування
µ(I,J)={(i,j)/ )()\()()( 2MJXXjXiXI ззз ∈∩∈∩∈∩∈ }.
2. Рух відбувається чистою зоною ШВС до вузла iстов
M(I,J)={(i,j)/ )()\()\()( 2MJXXjXXiXI ззз ∈∩∈∩∈∩∈ }.
3. Рух маршрутом від i або j c.р. до точки iстов , яка є кінцевим вузлом першої
за порядком гілки стовбура, призначеного для евакуації людей, що пересува-
ються маршрутом, який розглядається, і далі на поверхню.
Цей фрагмент маршруту являє собою сукупність паралельних ділянок від
iстов до j ∈ М2; кількість таких ділянок визначається часом обертання кліті за
один такт вивозу групи людей та їх кількістю.
Визначення часу підйому людей чисельністю ),(.. jiскλ на поверхню може
бути вирахувано у наступних варіантах:
а) ),(.. jiскλ дорівнює місткості кліті ⇒ час евакуації визначається триваліс-
тю однократного пересування кліті від вузла iстов до поверхні.
7
б) ),(.. jiскλ дорівнює місткості кліті, але кліті на вихідній позиції немає
⇒ . ( , )стов стов к рухi jτ τ τ= + , 2kj М∈ , τрух – час пересування кліті повздовж стовбу-
ра від М2 до iстов;
в) ),(.. jiскλ більш, ніж місткість кліті ⇒ /д д ц цn t t n≤ ⋅ ,
де дn - кількість людей, яких потрібно перевезти за час дt ; цt - час одного
циклу роботи підйомної установки; цn - кількість людей, які перевозяться за
один цикл ),(),( кккк jiji ′′∪= ,
2 2
к стов к стов
к к
i i i i
j М j М
′∈ ∈
′∈ ∈
.
Пересування кліті за один цикл підйому припускається постійним під час
евакуації по вертикальних виробках, тобто ),(),( кккк jiji τ=′′τ∀ , а кількість
),( кк ji ′′ визначається nц.
Розроблений у межах інформаційно-аналітичної технології керування еле-
ментами системи противарійного захисту (ІАТСПАЗ), яка створюється у ІГТМ
НАН України, метод дозволяє:
- врахувати неодночасність прибуття гірників до стовбура з відправленням
кліті за фактом її загрузки і розрахунком часу одного циклу руху до повернення
кліті на вихідну позицію;
- розрахувати необхідну кількість таких циклів і сумарний час евакуації, для
чого у ШВС гілка, яка кодує стовбур, замінюється сукупністю паралельних гі-
лок, кількість яких визначається співвідношенням часу повної евакуації і одно-
го циклу обернення кліті, і вони аналізуються і включаються у маршрут послі-
довно.
Алгоритм розв’язання задачі.
Опис алгоритму рішення задачі побудови маршрутів евакуації людей з ава-
рійної та загрозливих ділянок приводиться укрупнено у вигляді текстового
опису.
Контроль достовірності обчислень обмежується перевіркою коректності
підготовки початкової інформації на етапі її обробки при введенні. При цьому
виявляються помилки, пов'язані з дублюванням номера виробки, наявністю ви-
робок-петель в списку кодів, перевищенням номером виробки або вузла грани-
чно допустимого значення, наявністю вузлів з односторонньою інцидентністю,
що не є вузлами поверхні, наявністю вузлів, яким інцидентна кількість виробок
більше реально можливої, наявністю циклів, в яких всі виробки орієнтовані в
одному напрямку, вихід характеристик топологічних об'єктів із заданих меж.
Логіка алгоритму представлена таким чином.
1) проводиться аналіз типу розрахунку, і залежно від цього проводиться
введення інформації;
2) виконується впорядковування початкових даних, формуються вибірки і
сортування і вся початкова інформація записується у базу даних ІАТСПАЗ;
3) будується математична модель ШВС у вигляді сильно-зв'язного графа,
для цього всім вузлам поверхні (точкам виходу на поверхню повітроподаючих,
8
вентиляційних стовбурів і загальношахтних запасних виходів, а також точкам,
що умовно кодують місця замикання на атмосферу витоків повітря через зони
обвалення) привласнюється один і той же номер.
4) виконується розрахунок повітророзподілу для всіх здійсненних вентиля-
ційних режимів з метою вибору з них такого, що забезпечував би оптимальні
умови аварійної евакуації;
5) на основі визначення осередку пожежі формується послідовність гілок за-
газування;
6) вибирається номер потрібної позиції ПЛА і аналізується тип аварії;
7) у випадку, якщо режим нормальний, формується зона загазування, що
утворюється в ШВС;
8) якщо будується зона, що утворюється в результаті здійснення режиму,
відмінного від нормального, то формування її ділиться на два етапи. На першо-
му етапі формується зона, що утворюється у нормальному режимі провітрю-
вання за час до здійснення режиму аварійного. Після цього вводяться характе-
ристики досліджуваного аварійного вентиляційного режиму, будується на їх
основі зона загазування і визначається час розгазування тимчасово загазованої
зони ШВС;
9) з числа загазованих виробок вибираються початкові пункти маршрутів
аварійної евакуації людей;
10) формуються маршрути аварійної евакуації людей.
Характеристика вхідних та вихідних даних.
Основою вхідної інформації для функціонування підсистеми формування
маршрутів аварійної евакуації людей в складі програмного забезпечення ІАТ-
СПАЗ є результати аеродинамічної зйомки шахти, маркшейдерські плани, вен-
тиляційна схема шахти, попередньо поділена на позиції ПЛА, дані про виробки,
у яких може виникнути пожежа, дані про кількість і розподілення людей у шах-
ті, а також ряд додаткових відомостей про наявність і можливості існуючих
(або які проектуються) у шахті засобів СПАЗ (давачів-детекторів пожежних га-
зів з вказівками місць їх реального встановлення, геометричних характеристи-
ках гірничих виробок з метою можливості їх використання для аварійної еваку-
ації людей, характеристиках засобів евакуації циклічної дії (їх місткості, швид-
кості руху), наявності (чи можливості встановлення) засобів колективного са-
мозахисту та їх нормативних характеристиках, та інші.
Вся підготовка вхідної інформації складається з наступних етапів:
1) кодування розрахункової схеми. Воно полягає у відображенні схеми вен-
тиляції або схеми плану гірничих робіт у виді однолінійної розрахункової схе-
ми вентиляції, яка являє собою потоковий граф, що складається з вузлів та гі-
лок.
При складанні розрахункової схеми на основі плану гірничих робіт прово-
диться спрощення схеми, яка копіює з'єднання виробок шахти, а також добав-
лення гілок, які зображують витоки повітря через вироблений простір та венти-
ляційні споруди. У зв'язку з високою щвидкодією сучасних ПЕОМ та наявністю
програм ІАТСПАЗ, розрахованих на мережі, які мають більше 1000 гілок, скла-
9
дне спрощення в даній технології проводити не потрібно. Слід проводити тіль-
ки очевидні спрощення, дотримуючись при цьому наступних правил:
- одну виробку слід ділити на ряд послідовних гілок тільки у тому випадку,
якщо ця виробка вміщує ділянки з різним перетином; якщо при цьому порушу-
ється принцип прохідності для людей (недостатні геометричні характеристики
виробки в цілому чи її окремої частини) – виробку потрібно виключити з схеми
шахти, призначеної для потреб аварійної евакуації;
- тупикову виробку на розрахункову схему наносити не треба, оскільки
шлях евакуації гірників з неї співпадає з шляхом евакуації з інцидентної магіст-
ральної виробки.
Конфігурація розрахункової схеми повторює конфігурацію з'єднань виробок
плану гірничих робіт або схеми вентиляції, що дозволяє легко здійснювати іде-
нтифікацію гілок розрахункової схеми. Однак, оскільки вся числова інформація
знаходиться у таблицях, упорядкованих по номерах гілок, пошук потрібної для
аналізу гілки на розрахунковій схемі великої шахти являє значні труднощі. Для
подолання цих труднощів при кодуванні, тобто нумерації вузлів та гілок, слід
виконувати наступні правила:
- першими слід кодувати вузли мережі, послідовно пересуваючись зліва та
зверху униз або зверху униз та зліва направо;
- кодування гілок також слід вести у визначеній послідовності, але при цьо-
му бажано проводити нумерацію таким чином, щоб гілка з номером n+1 була
інцидентна гілці з номером n.
Вузлу, який умовно відображає атмосферу, приписується номер 1. С цим ву-
злом необхідно зв'язати фіктивними гілками усі вузли входу та виходу повітря
у вентиляційній мережі. Для фіктивних гілок слід задавати тільки їх код. Усі
інші вузли мережі нумеруються, починаючи з другого номера. Допускається
пропуск номерів вузлів та гілок.
2) у ІАТСПАЗ, крім розрахункової схеми, використовуються вхідні дані,
підготовлені заздалегідь у формі таблиць, та дані, які користувач вносить у
процесі виконання розрахунків по запиту програми.
Всього заповнюються наступні таблиці вхідних даних (форма їх регламен-
тується діалоговим режимом функціонування програмного забезпечення ІАТ-
СПАЗ) (якщо виконання робіт з побудови маршрутів аварійної евакуації людей
проводиться вперше – потрібна повна підготовка вхідної інформації, ні – лише
документів, відмічених курсивом):
а) характеристики виробок: їх аеродинамічний опір, довжина, площа попе-
речного перетину (з можливістю коригування по мірі посування фронту гірни-
чих робіт), людиномісткість( орієнтовна кількість людей, які підлягають ева-
куації з цієї виробки). Ці масиви формуються у відповідності до структури ма-
сиву, який кодує розрахункову схему шахти;
б) характеристики вузлів – їх висотні відмітки (що потрібно для вирахову-
вання ергономічних характеристик маршрутів аварійної евакуації людей);
10
в) характеристики вентиляторів головного провітрювання (ВГП) – коефіціє-
нти в рівнянні, яке апроксимує напірну характеристику для заданого кута вста-
новлення лопаток в нормальному і аварійному режимі роботи.
Перерахованими параметрами обмежується опис ШВС. Термодинамічні па-
раметри в ІАТСПАЗ на першому етапі не враховуються.
Для розв’язання задач по реалізації мір ІАТСПАЗ необхідно задати ще на-
ступну інформацію, яка характеризує можливу аварійну ситуацію, СПАЗ шах-
ти, призначення виробок і т. ін.:
1) таблицю інформації про місце і тип можливої аварії. Передбачено аналіз і
вироблення протиаварійних мір на випадок виникнення тринадцяти типів екзо-
генних пожеж;
2) список можливих аварійних вентиляційних режимів («підозрілих на оп-
тимальність»). У нього включаються режими, коли ВГП працюють у нормаль-
ному режимі, коли вони реверсовані, та коли здійснюється зупинка одного чи
декількох ВГП (останній варіант – небажаний, і здійснюється зрідка лише в
умовах негазових шахт);
3) признаки приналежності гілки, яка кодує виробку ШВС. Ними є:
а) непрохідна для людей виробка (тобто реальна непрохідність по неаварій-
них характеристиках);
б) у виробці встановлені (чи можуть бути встановлені) однобічні вентиля-
ційні двері;
в) стовбур, оснащений підйомом, придатний для евакуації людей; при цьому
повинні додаватися його технічні характеристики (місткість клітей або скипів,
швидкість їх руху), що потрібно при використанні нормального (як аварійного)
чи реверсивного вентиляційного режиму;
г) підготовча виробка;
д) у виробці знаходиться пункт переключення у саморятівники;
е) аеродинамічний опір виробки передбачається не повним, а питомим;
ж) виробка кодує ВГП;
з) під час виникнення пожежі у виробці вентиляційний режим не вибираєть-
ся згідно викладеної вище методики, а регламентується значенням відповідного
признаку;
і) у виробці встановлений (чи, для задач проектування) може бути встанов-
лений давач-детектор пожежних газів, та ступінь його чутливості;
к) придатність (передбачений ступінь придатності) виробки для здійснення
аварійної евакуації.
На випадок розширення кількості і складу задач аварійної евакуації в ІАТ-
СПАЗ передбачена можливість поповнення вхідної інформації.
Заповнення інформації є позиційним, тобто реквізит повинен заноситись у
межі виділеного поля. Інакше можуть виникнути помилки, які не завжди мо-
жуть бути виявлені засобами автоматизованого контролю інформації.
Вхідна інформація вводиться у ПЕОМ тринадцятьма документами:
1) інформаційна таблиця щодо ходу розрахункового процесу;
2) параметри розрахунку;
11
3) обмеження на характеристики;
4) параметри гілок;
5) параметри ВГП;
6) параметри вузлів;
7) вузли поверхні (для маршрутів аварійної евакуації та замикання ШВС до
сильнозв’язного стану);
9) виробки, у яких встановлені (або, на стадії проектування, можуть бути
встановлені) давачі-детектори пожежних газів з вказівкою щодо часу їх спра-
цювання;
10) виробки, придатні для організації аварійної евакуації (якщо користувач
вважає недостатньою інформацію п. 1);
11) виробки з придатними для цілей аварійної евакуації засобами циклічної
дії, з вказівкою, при необхідності, їх місткості та нормативного терміну руху
від початкового пункту.
11) виробки, у яких встановлені (або, на стадії проектування, можуть бути
встановлені) засоби місцевого регулювання;
12) виробки, у яких встановлені (чи можуть бути встановлені шляхом опти-
мізаційних розрахунків) засоби колективного саморятування;
13) виробки з можливим виникненням пожежі, у яких аварійний вентиля-
ційний режим первісно не може бути однозначним, і потребує додаткових оп-
тимізаційних розрахунків.
Вихідна інформація підсистеми розрахунку маршрутів аварійної евакуації
людей в ІАТСПАЗ генерується відповідно до запитів користувача; у найкорот-
шому виді це – власне маршрути евакуації; може бути однак сформована і про-
міжна інформація щодо ходу формування маршрутів, їх особливостей і можли-
вості, на розсуд користувача, вибору альтернативних варіантів. Звичайно збері-
гаються електронні версії; версії на паперових носіях використовуються лише
для представлення контролюючим органам. Зберігання паперових носіїв про-
міжних результатів функціонування ІАТСПАЗ недоцільне, однак можливе.
До обов’язкової інформації, яка друкується на паперовий носій та зберіга-
ється на шахті у встановлений нормативний термін, відноситься лише ПЛА.
Інші документи призначені для коригування його мір згідно оперативного ПЛА
(якщо потрібно).
Технологія обробки даних при виборі маршрутів аварійної евакуації
людей
Оскільки формування маршрутів аварійної евакуації людей не є відокремле-
ною задачею, рішення якої виконується самостійно, на рис. 1 наводиться спро-
щена загальна схема функціонування ІАТСПАЗ, на якій ілюструється місце за-
дач аварійної евакуації. Власне задачі формування маршрутів евакуації виділені
курсивом; якщо вся попередня інформація наявна, можливо виконати лише ви-
ділені курсивом операції.
Технологічний процес обробки даних (ТП)– частина виробничого процесу,
яка безпосередньо пов'язана з переробкою початкової інформації в систему зве-
дених даних, тобто сукупність операцій по обробці початкової інформації з ме-
12
Рис. 1 – Схема технологічного процесу розрахунку заходів
оперативної частини ПЛА.
тою отримання результатів у вигляді роздруків, відеограм, дискових інфор-
13
маційних файлів. ТП, як правило, складається з технологічних операцій (ТО) –
частин ТП, виконуваних на одному робочому місці. ТП класифікуються по:
1) типу виконавця: виконувані ПЕОМ, виконувані користувачем, виконувані
в інтерактивному діалоговому режимі;
2) ступеню формалізації: формалізовані (виконувані по певному алгоритму),
частково-формалізовані (коли розрахункові операції формалізовані, а ухвален-
ня рішення надається користувачу), неформалізовані;
3) характеру обробки: функціональні, ухвалення рішень.
Одна і та ж операція може виконуватися у різних режимах з використанням
різного програмного забезпечення і може бути реалізована на ПЕОМ того типу,
яких має в своєму розпорядженні користувач.
Засобом передачі управління і інформації між окремими технологічними
операціями у складі технологічного процесу обробки інформації є інформацій-
ний потік (ІП). Інформаційні потоки діляться на:
1) передаючі управління, тобто які забезпечують безумовний перехід до ви-
конання чергової ТО;
2) передаючі управління і додаткову інформацію;
3) забезпечуючі обмін інформацією з базою даних.
На структурній схемі ТП обробки інформації, який буде описаний нижче,
вказані всі можливі ТО і ІП ІАТСПАЗ (крім ТО і ІП виявлення пожежі, які без-
посередньо не відносяться до формування маршрутів аварійної евакуації, оскі-
льки передбачається, що місце виникнення пожежі вже ідентифіковане); необ-
хідна послідовність їх виконання визначається у кожному конкретному випадку
користувачем.
У технологічному процесі автоматизованого складання оперативної частини
ПЛА беруть участь ДВГРС (в особі служби депресійних зйомок (СДЗ) і коман-
дирів оперативних підрозділів), начальник дільниці вентиляції і техніки безпе-
ки (ВТБ) шахти і персонал ПЕОМ, на якій здійснюється автоматизоване скла-
дання ПЛА. Це – максимальний варіант; до вирішенні задачі формування мар-
шрутів аварійної евакуації людей персонал ДВГРС не залучається.
У окремих випадках, якщо база даних не сформована або не скоригована,
передумовою первинного складання ПЛА є проведення повітряно-депресійної
зйомки (ПДЗ); звіт про неї, що містить необхідну для складання ПЛА розрахун-
кову схему вентиляції (ІП-1), передається начальнику дільниці ВТБ шахти.
Начальник дільниці ВТБ, на підставі матеріалів ПДЗ і відомостей, що є в йо-
го розпорядженні, про параметри ШВС і СПАЗ, готує необхідну початкову ін-
формацію на бланках і передає її (ІП-2) на ПЕОМ.
Користувач здійснює підготовку інформації для обробки на ПЕОМ. Контро-
льний роздрук початкової інформації передається (ІП-4) начальнику дільниці
ВТБ.
Останній, за наявності в інформації помилок змістовного характеру (про-
пуск або неправильне завдання значень параметрів, відсутність документів або
їх частин і т.д.) готує коригуючу інформацію і повертає її на ПЕОМ для здійс-
нення перенесення на машинні носії.
14
На етапі контролю правильності перенесення інформації на машинні носії
первинний варіант всієї початкової інформації заноситься (ІП-1Б) в базу даних
(надалі ІП, що відносяться до бази даних, позначатимуться індексом "Б").
Після виявлення і усунення начальником дільниці ВТБ всіх змістовних по-
милок в початковій інформації він готує запит на розрахунок аварійних венти-
ляційних режимів, що містить список режимів, що підлягають розрахунку і
аналізу, і передає його на ПЕОМ (ІП-6).
Співробітник групи інформаційного забезпечення (ГІЗ) дільниці ВТБ, або її
аналога, проводить на ПЕОМ розрахунок аварійних вентиляційних режимів
відповідно до вказаного запиту, одержуючи для цієї мети з бази даних початко-
ву розрахункову схему вентиляції (ІП-2Б) і формуючи в базі даних файли, що
містять параметри аварійних вентиляційних режимів (ІП-3Б). Після закінчення
обробки запиту роздрук параметрів аварійних вентиляційних режимів переда-
ється (ІП-7) начальнику дільниці ВТБ для здійснення ТО "Аналіз АВР». Остан-
ня ТО є багатоальтернативною. При отриманні результатів, що не задовольня-
ють його, начальник дільниці ВТБ коригує і передає запит на ПЕОМ для повто-
рного здійснення функціональної ТО "Розрахунок АВР".
Якщо в результаті аналізу начальник дільниці ВТБ встановить, що не задо-
вольняючі його результати одержані у зв'язку з непоміченими ним на етапі кон-
тролю помилками в початковій інформації, управління передається ТП "Конт-
роль початкової інформації".
Якщо незадовільні результати одержані, на думку начальника дільниці ВТБ,
внаслідок неточностей в розрахунковій схемі, які він самостійно виявити і усу-
нути не в змозі - підготовлена ним інформація про неспівпадіння розрахунко-
вих і фактичних параметрів аварійних вентиляційних режимів передається (ІП-
8) СДЗ ДВГРС для виконання ТП "Уточнення розрахункової схеми"; уточнена
розрахункова схема повертається (ІП-9) начальнику дільниці ВТБ.
Якщо роздрук параметрів аварійних вентиляційних режимів начальника ді-
льниці ВТБ задовольняє - він готує запит на здійснення моделювання аварійної
ситуації і передає його на ПЕОМ. Остання здійснює ТП "Моделювання аварії",
одержуючи з бази даних параметри аварійних вентиляційних режимів (ІП-Зб) і
інформацію для моделювання (параметри гірських виробок, відомості про пе-
редбачувані параметри аварійної ситуації і т. ін.) (ІП-4Б), після чого параметри
аварійної зони передаються (ІП-11) у вигляді роздруку начальнику дільниці
ВТБ, і поміщаються (ІП-5Б) в базу даних.
Начальник дільниці ВТБ проводить аналіз результатів моделювання. Якщо
незадовільний їх характер викликаний, на його думку, помилкою в запиті - за-
пит готується повторно і передається на ПЕОМ. Якщо модель аварії некоректна
внаслідок помилок в параметрах аварійних вентиляційних режимів – управлін-
ня передається ТП "Аналіз АВР". У разі отримання правильних результатів
здійснюється перехід (ІП-12) до вибору і оптимізації тактичних заходів ПЛА.
На наступному етапі оптимізації на ПЕОМ здійснюється ТП "Формування
маршрутів евакуації"; для цієї мети з бази даних поступає записана туди раніше
інформація про параметри аварійних зон (ІП-5Б) і інформація (початкові пунк-
15
ти маршрутів, людиномісткість виробок і т. ін., ІП-6Б), необхідна для форму-
вання маршрутів аварійної евакуації. В результаті здійснення ТО в базі форму-
ється (ІП-7Б) файл маршрутів аварійної евакуації гірників.
Роздрук маршрутів евакуації передається (ІП-13) начальнику дільниці ВТБ
для проведення аналізу маршрутів евакуації. Якщо одержані результати його не
задовольняють - залежно від передбачуваних причин готується новий запит
(ІП-12), управління передається ТП "Аналіз результатів моделювання", або
проводиться консультація з командним складом оперативних підрозділів
ДВГРС, для чого ДВГРС передається (ІП-13) роздрук маршрутів аварійної ева-
куації. В результаті консультації до начальника дільниці ВТБ поступає (ІП-14)
інформація про невідповідність маршрутів аварійної евакуації можливостям
ДВГРС в плані надання допомоги евакуйованим.
Якщо незадовільні результати обумовлені глибшими причинами, що вима-
гають додаткового аналізу вентиляції і параметричної ідентифікації – управлін-
ня передається ТП "Аналіз вентиляційної системи".
Після відпрацювання всіх необхідних уточнень проводиться коректування
бази даних і складання ПЛА, і цикл його для вибраної позиції закінчується.
При обробці даних в пакетному режимі з ТП "Розрахунок АВР", "Моделю-
вання аварії", "Формування маршрутів евакуації", "Формування маршрутів від-
ділень ГВГСС" і "Коригування бази" формується допоміжний ТП, в результаті
якого начальнику дільниці ВТБ передаються в комплексі ІП-7, ІП-11, ІП-13, ІП-
17, а в базу даних записуються ІП-Зб, ІП-5Б, ІП-7Б, ІП-8Б. Аналогічно в ком-
плексі розглядаються начальником дільниці ВТБ і командним складом ДВГРС і
всі вихідні форми вказаного допоміжного ТП.
Сформовані в результаті виконання ТП "Розрахунок заходів оперативної ча-
стини ПЛА" у базі даних інформаційні файли містять всю необхідну інформа-
цію для ТП "Формування і коригування тексту". Слід зазначити, що цей етап
не є обов'язковим. Робота із стандартними текстовими конструкціями
зостається винятково на розсуд начальника дільниці ВТБ, і може бути замінена
звичним роздруком тексту оперативної частини ПЛА в нестандартизованому
вигляді.
Основою тексту оперативної частини ПЛА є базисний варіант, сформований
АССПЛА із стандартних текстових конструкцій і на основі результатів, одер-
жаних в ТП "Розрахунок заходів оперативної частини ПЛА". Базисний варіант
формується на ПЕОМ по запиту начальника дільниці ВТБ; при цьому викорис-
товується інформація, що поставляється з бази даних ІП-1Б, ІП-Зб, ІП-7Б, ІП-
8Б. В результаті виконання ТО в базі формується файл, що містить текст базис-
ного варіанту оперативної частини ПЛА (ІП-9Б, ІП-10Б, ІП-11Б, ІП-12Б).
_Роздрук базисного варіанту передається начальнику дільниці ВТБ для по-
дальшого аналізу. При цьому аналіз якості, повноти і відповідності тексту ПЛА
вимогам ліквідації реальних аварійних ситуацій проводиться чотирма основни-
ми ТО:
1) "Аналіз структури позиції", в ході якої аналізується заголовок (перелік
виробок) позиції;
16
2) "Аналіз заходів";
3) "Аналіз маршрутів евакуації";
4) "Аналіз маршрутів руху ГВГСС".
Охарактеризована структура є рекомендаційною. Проте включення її в тех-
нологічну схему інформаційної технології вибору заходів щодо ліквідації ава-
рійних ситуацій на вугільних шахтах може служити основою для організації її
упровадження на підприємствах Мінвуглепрому України.
ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ
1. Правила безопасности в угольных шахтах. НПАОП 10.0-1.01-10. Утверждены приказом Государственно-
го комитета Украины по промышленной безопасности, охране труда и горному надзору от 22.03.2010 № 62;
Зарегистрированы в Министерстве юстиции Украины 17 июня 2010 за N 398/17693.- Режим доступа :
http://ohranatruda.in.ua/pages/4955/
УДК 622.831.312
Академик НАН Украины А.Ф. Булат,
канд. техн. наук И.Н. Слащев
(ИГТМ НАН Украины)
РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Розглянуті можливості та особливості застосування обчислювальних комплексів іміта-
ційного моделювання ІГТМ НАН України, які динамічно розвиваються і успішно викорис-
товуються для вирішення складних геомеханічних і гірничотехнічних задач.
DEVELOPMENT OF COMPUTER SYSTEMS MATHEMATICAL
MODELING GEOMECHANICAL PROCESSES
The possibilities and features of computer systems simulation IGTM NAS of Ukraine, which
rapidly developed and successfully used to solve complex geomechanical and mining problems.
Одной из основополагающих задач горной науки является прогнозирование
геомеханических условий отработки угольных пластов, которое служит фунда-
ментом для разработки эффективных технологий горных работ, обеспечиваю-
щих высокую производительность и безопасные условия труда горняков.
Моделирование сложных физических процессов невозможно без современ-
ной вычислительной техники и новых методов расчетов, обработки, анализа и
визуализации больших массивов данных. Значительные достижения в этом на-
правлении были получены в США (HACA, Ливерморская национальная лабо-
ратория, Национальные суперкомпьютерные центры), Великобритании (Резер-
фордовская лаборатория, Университет Манчестера), Германии (Фраунгоферов-
ский институт машинной графики), Швейцарии (Женевский университет, Ло-
заннская высшая политехническая школа) и др. Технологии компьютерного
анализа, чаще всего, основаны на показавших себя с наилучшей стороны в ин-
женерных расчетах методах конечных и граничных элементов [1, 2], конечных
разностей [3], начальных напряжений [4], которые являются универсальными, в
том числе для моделирования процессов, происходящих в породном массиве.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53909 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:21:18Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Булат, А.Ф. Ященко, І.О. Бокій, Б.В. Кокоулін, І.Є. Бунько, Т.В. 2014-01-28T19:21:31Z 2014-01-28T19:21:31Z 2012 Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі / А.Ф. Булат, І.О. Ященко, Б.В. Бокій, І.Є. Кокоулін, Т.В. Бунько // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 3-16. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53909 622.822.243:519.873 Приведена методика автоматизированного формирования маршрутов аварийной эвакуации горняков из аварийного и угрожаемых участков шахты в условиях возникновения экзогенного пожара с учетом использования транспортных средств циклического действия, в том числе недостаточной вместимости. The method of the automated forming of routes of emergency evacuation of miners from the emergency and threatening areas of mine in the conditions of origin of exogenous fire taking into account the use of transport vehicles of cyclic action, including insufficient capacity is resulted. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі Method of the automated choice of routes of emergency evacuation of miners during origin of exogenous fire Article published earlier |
| spellingShingle | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі Булат, А.Ф. Ященко, І.О. Бокій, Б.В. Кокоулін, І.Є. Бунько, Т.В. |
| title | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі |
| title_alt | Method of the automated choice of routes of emergency evacuation of miners during origin of exogenous fire |
| title_full | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі |
| title_fullStr | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі |
| title_full_unstemmed | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі |
| title_short | Методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі |
| title_sort | методика автоматизованого вибору маршрутів аварійної евакуації гірників під час виникнення екзогенної пожежі |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53909 |
| work_keys_str_mv | AT bulataf metodikaavtomatizovanogoviborumaršrutívavaríinoíevakuacíígírnikívpídčasviniknennâekzogennoípožeží AT âŝenkoío metodikaavtomatizovanogoviborumaršrutívavaríinoíevakuacíígírnikívpídčasviniknennâekzogennoípožeží AT bokíibv metodikaavtomatizovanogoviborumaršrutívavaríinoíevakuacíígírnikívpídčasviniknennâekzogennoípožeží AT kokoulíníê metodikaavtomatizovanogoviborumaršrutívavaríinoíevakuacíígírnikívpídčasviniknennâekzogennoípožeží AT bunʹkotv metodikaavtomatizovanogoviborumaršrutívavaríinoíevakuacíígírnikívpídčasviniknennâekzogennoípožeží AT bulataf methodoftheautomatedchoiceofroutesofemergencyevacuationofminersduringoriginofexogenousfire AT âŝenkoío methodoftheautomatedchoiceofroutesofemergencyevacuationofminersduringoriginofexogenousfire AT bokíibv methodoftheautomatedchoiceofroutesofemergencyevacuationofminersduringoriginofexogenousfire AT kokoulíníê methodoftheautomatedchoiceofroutesofemergencyevacuationofminersduringoriginofexogenousfire AT bunʹkotv methodoftheautomatedchoiceofroutesofemergencyevacuationofminersduringoriginofexogenousfire |